基于NI LabVIEW和Compact FieldPoint的水底爬行器(新！)

分類：技術(shù)教程日期：2009-06-08 11:39:54 來源：

國家海洋技術(shù)研究所建造用于采集海床材料的水下行進(jìn)裝置

9000px;">


作者: Baskar Ceri, Apna Technologies & Solutions 有限公司; Vishwananth B O, 國家海洋技術(shù)學(xué)院; Binu Balakrishnan, 國家海洋技術(shù)學(xué)院; Valliappan M, Apna Technologies & Solutions 有限公司; Senthil Raj Desappan, Apna Technologies & Solutions 有限公司 `應(yīng)用領(lǐng)域：` 水處理/廢水處理 `挑戰(zhàn)：` 為一臺能夠在深達(dá)600米的海床運(yùn)行的水下行進(jìn)裝置搭建數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。 `解決方案：` 使用NI LabVIEW, PXI Real-Time and Compact FieldPoint Real-Time Modules 開發(fā)系統(tǒng)。 `使用產(chǎn)品：` Compact FieldPoint, 數(shù)據(jù)采集, LabVIEW, LabVIEW Real-Time, PXI/CompactPCI `介紹：` 國家海洋技術(shù)學(xué)院開發(fā)了一組可在水下600米深海床執(zhí)行采集任務(wù)的行進(jìn)裝置，該裝置同時配備有剪切、采集以及運(yùn)輸物體的設(shè)備。裝置從船只上投放，我們通過裝置上的水下計(jì)算機(jī)控制所有的操作，計(jì)算機(jī)獲取來自水下傳感器的數(shù)據(jù)、通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接接收來自船艙控制室電腦的指令并且自動和手動地控制行進(jìn)裝置上的設(shè)備輸出。我們通過使用一個多種模式下的光纖連接來建立控制船和海底計(jì)算機(jī)的通訊。為了能夠從行進(jìn)裝置上獲取各種各樣的信號，例如速度、方向和溫度，我們用的是置于船艙控制室的用戶界面屏幕。控制室單元從用戶終端采集正確的控制輸入數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)傳遞解碼到水下裝置的系統(tǒng)上。為了操作更具靈活性，我們將水下裝置與船艙控制室之間的通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)計(jì)成TCP/IP協(xié)議方式的通訊（默認(rèn)的通訊協(xié)議），如果TCP/IP協(xié)議無法進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入串行通訊。當(dāng)TCP/IP通訊聯(lián)絡(luò)恢復(fù)時，系統(tǒng)又會切回。系統(tǒng)的靈活性還在于如果船艙控制室和水下行進(jìn)裝置在一定時間內(nèi)沒有任何通訊聯(lián)絡(luò)，這個模塊會將裝置維持在用戶特定的安全位置直至通訊恢復(fù)正常。系統(tǒng)描述我們運(yùn)用下列技術(shù)開發(fā)了水下行進(jìn)裝置的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)：兩臺工業(yè)計(jì)算機(jī)運(yùn)行基于LabVIEW的應(yīng)用程序，為控制船上的用戶提供用戶界面 PXI Real-Time系統(tǒng)包括一臺PXI-1002機(jī)箱和一臺PXI-8176RT嵌入式控制器用PXI-6031多功能DAQ硬件設(shè)備連接到控制臺信號用PXI-6508數(shù)字輸入輸出硬件連接到控制手柄正常。在行進(jìn)裝置上的緊湊型嵌入式系統(tǒng)是基于Compact FieldPoint的實(shí)時系統(tǒng)，包括下列： cFP-2020RT 嵌入式控制器 cFP-AI-110類比輸入模塊 cFP-FTD-122 RTD 輸入模塊 cFP-AO-210 類比輸入模塊 cFP-DO-403 數(shù)字輸出模塊水下行進(jìn)裝置包括下列：兩條水力驅(qū)動履帶使得裝置可以運(yùn)動用于松開海床上物體的剪刀機(jī)械手臂使得剪刀向三個不同轉(zhuǎn)向運(yùn)動泥漿泵和管道使得挖到的沙子運(yùn)送到控制船· 推進(jìn)器維持裝置的穩(wěn)定運(yùn)動，不收海流影響水力電源單元兩臺攝像機(jī)和它們的燈光設(shè)備，用來觀察周邊情況和剪刀運(yùn)動感應(yīng)頭用來容納數(shù)據(jù)采集硬件從而來自行進(jìn)裝置及周邊的各種信號并控制裝置的運(yùn)動 230伏特交流電， 3KVA電纜線驅(qū)動泥漿泵、推進(jìn)器控制和其他電路設(shè)備行進(jìn)裝置控制和數(shù)據(jù)采集我們在水下行進(jìn)裝置控制系統(tǒng)研發(fā)過程中選用NI Compact FieldPoint系統(tǒng)是因?yàn)樗膱?jiān)固性和緊湊性。我們實(shí)施了一組Compact FieldPoint 系統(tǒng)，包括有運(yùn)行LabVIEW實(shí)時程序高端512兆記憶體的嵌入式控制器cFP-2020，溫度輸入設(shè)備cFP-RTD-122，模擬輸入設(shè)備cFP-AI-110，控制驅(qū)動以及通過提供PID輸出控制方向的設(shè)備cFP-AO-210，數(shù)字輸入設(shè)備cFP-DO-403和速度輸入設(shè)備cFP-CTR-502。我們運(yùn)用Compact FieldPoint實(shí)時控制器和Compact FieldPoint I/O模塊控制所有行進(jìn)裝置的構(gòu)件。我們從船艙控制室將行進(jìn)裝置連同cFP模塊投放到深達(dá)600米的海床。 PXI系統(tǒng)包括PXI-1002機(jī)箱和PXI-8176嵌入式控制器，運(yùn)行的是LabVIEW實(shí)時應(yīng)用程序,以及從用戶控制面板獲取數(shù)字輸入的PXI-6508, 用于控制面板模擬輸入的PXI- 6031E。行進(jìn)裝置控制模塊：這部分是運(yùn)行行進(jìn)裝置實(shí)時Compact FieldPoint控制器的主控制器程序。我們在LabVIEW實(shí)時(Real-Time)中編寫這個模塊。這個模塊持續(xù)從各個傳感器的感應(yīng)頭上采集數(shù)據(jù)并與船艙控制室內(nèi)的PXI 實(shí)時控制器進(jìn)行雙向通訊。PXI 和Compact FieldPoint實(shí)時控制器之間的通訊是通過TCP/IP協(xié)議來進(jìn)行的。當(dāng)TCP/IP無法運(yùn)行的時候，通訊將切換到串行模式。我們特別設(shè)計(jì)這樣的模塊程序，當(dāng)它從一個PXI實(shí)時控制器接收任何指令，模塊在激活相應(yīng)的Compact FieldPoint模塊輸出前會檢查用戶設(shè)定的嚴(yán)格互鎖條件。當(dāng)船只和水下行進(jìn)裝置沒有通訊聯(lián)絡(luò)的時候，我們在Compact FieldPoint存儲器中維護(hù)互相獨(dú)立的數(shù)據(jù)日志、事件日志和錯誤日志文檔。一旦PXI和Compact FieldPoint之間的通訊聯(lián)絡(luò)恢復(fù)，我們把所存儲的數(shù)據(jù)上載到PXI。如果船艙控制室和水下行進(jìn)裝置在一定時間內(nèi)沒有任何通訊聯(lián)絡(luò)，這個模塊會將裝置引向安全位置。這個模塊的運(yùn)行要求運(yùn)用PID算法來控制水下行進(jìn)裝置的方向、速度和自動操作模式下兩條履帶的滑動。通訊模塊：這個模塊是所有模塊之間通訊聯(lián)絡(luò)的核心 – 包括主從電腦之間、PXI 控制器和 Compact FieldPoint 控制器之間以及主電腦和PXI控制器之間。大多數(shù)通訊聯(lián)絡(luò)是基于TCP/IP協(xié)議的。在PXI控制器和Compact FieldPoint控制器之間還有額外的內(nèi)建通訊。TCP/IP通訊是默認(rèn)的通訊協(xié)議，但如果這種通訊方式出現(xiàn)了錯誤，模塊將自動切換到串行（RS232）模式，而這樣做不會失去與控制船的聯(lián)系。模塊將不停地核對TCP/IP通訊是否重新建立。憑借高速數(shù)據(jù)傳送，一旦TCP/IP開始工作，通訊方式又將切換回TCP/IP，因?yàn)樗跀?shù)據(jù)傳輸方面有著高的速度。這個模塊負(fù)責(zé)自動地在TCP/IP和串行模式的通訊方式間進(jìn)行切換。數(shù)據(jù)記錄模塊：數(shù)據(jù)記錄模塊運(yùn)行在主電腦中、PXI控制器里和Compact FieldPoint控制器里。主電腦中存儲有每一天的操作數(shù)據(jù)。PXI控制器中有所有的數(shù)據(jù)作為備份。Compact FieldPoint中存儲的是當(dāng)Compact FieldPoint控制器和PXI控制器之間沒有通訊聯(lián)絡(luò)時的所有數(shù)據(jù)。當(dāng)它們之間的通訊重新建立時，被存儲在Compact FieldPoint控制器中的文檔即被轉(zhuǎn)移到PXI 控制器中。我們維護(hù)相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)、誤差記錄，同時存檔事件的日志文件。數(shù)據(jù)記錄中有所有來自行進(jìn)裝置傳感器的數(shù)據(jù)。誤差記錄中有操作過程中的所有錯誤。事件日志則是記錄了所有的事件，比如在用戶在船艙控制室或者主從界面的控制動作，相應(yīng)的水下行進(jìn)裝置的動作，包括動作事件發(fā)生所對應(yīng)的時間。系統(tǒng)按照用戶設(shè)定的記錄速率進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。通過查看模塊，用戶可以隨時調(diào)閱之前所存儲的數(shù)據(jù)。結(jié)論我們用NI虛擬儀器技術(shù)的概念構(gòu)建水下行進(jìn)裝置的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，使用了包括LabVIEW、 PXI實(shí)時(Real-Time)以及 Compact FieldPoint Real-Time的技術(shù),通過最高效的應(yīng)用程序完成數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的構(gòu)建。該系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)獲取來自水下600米深的海床處行進(jìn)裝置的信號，而且還負(fù)責(zé)控制行進(jìn)裝置本身。最終，我們縮短了開發(fā)的時間,并且還具備了應(yīng)付未來技術(shù)不斷改進(jìn)升級的能力. 文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。上一篇：基于NI LabVIEW 7.1和NI-DAQmx的F1賽車彎角器和剎車測力計(jì) 下一篇：變頻器的保護(hù)及處理方法你可能感興趣的文章泰克最新推出的TDS5000家庭數(shù)字熒光示波器賽遠(yuǎn)PLC遠(yuǎn)程通訊產(chǎn)品的易用性特點(diǎn)鮮明 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在阿城海寧皮革城項(xiàng)目中的應(yīng)用 LabVIEW在大眾寶來A4轎車雨刮電機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用 MathWorks HDL 工具新添 Xilinx FPGA 硬件驗(yàn)證功能 6500V高鐵機(jī)車用IGBT芯片實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化應(yīng)用優(yōu)利康變頻器在應(yīng)急電源系統(tǒng)（EPS）上的應(yīng)用高壓變頻器在焦化輻射進(jìn)料泵中的應(yīng)用研討培訓(xùn) 更多> 滬芯展2025-環(huán)球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（上海）展覽會如何提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)能力？立足場景應(yīng)用，談化工行業(yè)邊界安全防護(hù) 壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)包括哪些部分？技術(shù)視頻更多> 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員是干嘛的? 機(jī)器人電源系統(tǒng)工作原理如何應(yīng)用生成式AI打造制造業(yè)增長新引擎面向IIOT的多用途工具熱門下載更多> BASiC基本半導(dǎo)體SiC碳化硅MOSFET在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用 2024-08-18 RC40-DAX 控制柜數(shù)模 2024-05-16 RC60-DAX 柜體總裝數(shù)模 2024-05-16 TM10 R600 R700 R800 機(jī)器人數(shù)模 2024-05-16 同步電動機(jī) 出色的性能體現(xiàn)在各個應(yīng)用領(lǐng)域 2024-05-14 EtherCAT總線薄型CPU CTH3系列選型手冊 2024-04-29 關(guān)于我們網(wǎng)站簡介會員服務(wù) 廣告服務(wù) 聯(lián)系我們幫助中心版權(quán)聲明用戶協(xié)議違法和不良信息舉報(bào)：12377 舉報(bào)郵箱：service@xbgk.com 聯(lián)系我們服務(wù)咨詢 029-84589271 15719286749（同微信）關(guān)注我們隨時隨地獲得最新資訊微信公眾號手機(jī)版 Copyright © 2006 www.nawekenya.com 西部工控. All rights reserved. 陜ICP備19016828號-2 欧美成人aaaaa免费视频_亚洲欧美激情小说另类_欧美激情一区二区三区视频_一级在线\|欧洲