نمونه برداری و ذخیره سازی سیگنال های آنالوگ با سرعت بالا

نمونه برداری و ذخیره سازی سیگنال های آنالوگ با سرعت بالا

در یک پروسه صنعتی، غالبا نیازی به نمونه برداری سریع از یک سیگنال آنالوگ نیست؛ اما چنانچه لازم باشد از یک فرایند سریع نمونه برداری شود، مبدل های آنالوگ به دیجیتال ۲۴ بیتی سیستم هایPAC ، می توانند تا ۱۰۰۰ بار در ثانیه، از ورودی های خود نمونه برداری کنند.

البته بایستی توجه داشت که در این حالت دقت آنها به ۱۴ بیت تقلیل می یابد.

نکته مهمی که باید در نظر گرفت این است که حتی اگر با سرعت بالا نمونه برداری کنیم، انتقال بی درنگ داده ها از PAC  به کامپیوتر و یا دستگاه های دیگر با همین سرعت امکان پذیر نخواهد بود، چون سرعت شبکه های RS485 خیلی بالا نیست.

شاید این تصور پیش آید که سرعت داده ها در  Ethernet به ۱۰ مگابایت در ثانیه هم می رسد. این صحیح است ولی در لایه اول شبکه و نه در لایه های بالاتر.

در شبکه  Ethernet ما دارای لایه های متفاوتی هستیم که ورود و خروج داده ها در آنها کندتر می باشد و البته پردازش داده ها نیز خود زمانبر است. مخصوصا در دستگاه های Embedded که از منابع و سرعت های کمتری برخوردار هستند این مقدار خیلی کمتر می شود.

اغلب نرخ های بالا و نمونه برداری های سریع برای پروسه های آزمایشگاهی، تحلیل داده ها و تهیه گراف ها استفاده می شود و در بسیاری از آنها پردازش بدون وقفه ( Online ) مطرح نیست و می توان داده ها را ذخیره و به صورت (Offline) ا ستفاده نمود.

در این خصوص سری  ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰  دارای حافظه جانبی SD می باشند که می توان با سرعت بالای KB ۱۰۰ در ثانیه در آنها نوشت.

بنابراین می توان اطلاعات آنالوگ را با حداکثر نرخ نمونه برداری آنها در حافظه  SD ذخیره نمود.

در مثال ذیل چهار کانال آنالوگ دستگاه  PAC 6370 با نرخ ۱۰۰۰ نمونه در ثانیه، در حافظه SD به صورت فایل Excel ذخیره می شود.

از آنجاییکه آنالوگ ها کاملا مجزا از هم هستند و  Multiplex نشده اند، می توان از هر کدام ۱۰۰۰ بار در ثانیه نمونه برداری نمود.

برای تنظیم آنالوگ ها برای ۱۰۰۰ نمونه در ثانیه و بازه ولتاژی منفی ۲٫۵ الی مثبت ۲٫۵ ولت، بایستی آنالوگ ها را با مقادیر زیر تنظیم نمود.

Filter High = 64

Filter Low = 16

Mode/Gain = 32

شرح پروژه:

در بدو تحریک ورودی دیجیتال DI1 که حساس به لبه می باشد، تابع “Initial to Record ” اجرا می گردد. در این تابع یک فایل که نام آن “تاریخ فعلی” است و پسوند آن “xls” می باشد. ساخته می شود و چنانچه این فایل به درستی ساخته شود، بیت “Recording ” که یکی از خروجی های دیجیتال هم هست فعال می شود.

بلوک Main

در خط بعدی، یعنی “Write Samples”، تا زمانیکه بیت “Recording ” فعال است، با ضرب آهنگ منظم ۱۰۰۰ بار در ثانیه تابع “Record ” اجرا می شود.

در تابع “Record” مقادیر آنالوگ به “String ” تبدیل شده و پس از اضافه شدن یک “Tab”  به انتهای هر کدام، در فایل نوشته می شوند.

در انتهای همین تابع، متغیری به نام “Sample” یک واحد افزایش می یابد که شاخص تعداد نمونه های برداشته شده است.

در انتهای بلوک “Main” در صورت رسیدن “Sample”  به مقدار “Setpoint” فایل بسته می شود.

برای خواندن و برداشتن فایل های ایجاد شده، می توان از ابزار “SD Explore” استفاده نمود.

تابع Initial to Record

تابع Record

تابع Close File

 در این مثال از تابع ” Time Stamp ” نیز استفاده شده است. این تابع فقط در ویرایش ۲٫۴۵ و بالاتر قرار دارد. چنانچه Firmware دستگاه شما قدیمی است، آن را به آخرین ویرایش ارتقا دهید.

————————————————————————————————————————–

** این برنامه با ویرایش ۲٫۴۵ و برای دستگاه PAC 6370 نوشته شده است.

** لطفا نظرات خود را در مورد این مثال به ایمیل شرکت (info@fararopaya.com) ارسال نمایید.

** در ضمن می توانید سوالات خود را در تالار گفتگو مطرح کنید.

ذخیره سازی سریع ورودی آنالوگ در حافظه SD با PAC 6370