20A Instrumentos

Capítulo 20 Adquisición y control automático - Instrumentos
20A
INSTRUMENTOS
0. – PRESENTACIÓN DE LA PRÁCTICA
1. - POLÍMETRO TEKTRONIX DM 5010
2. - INTERFACE MULTIFUNCIÓN PROGRAMABLE
3. - TARJETA DE RELES PROGRAMABLE
4. - CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL PROGRAMABLE
5. - CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO PROGRAMABLE (50M20)
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Capítulo 20 Adquisición y control automático - Instrumentos
0.
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PRESENTACIÓN DE LA PRÁCTICA.
La práctica 20 consta de los siguientes apartados:
1. Conocimiento del lenguaje de programación que se va a utilizar, que es Visual
HPVEE. Éste es un lenguaje gráfico que está explicado en la práctica 19.
2. Conocimiento de los instrumentos y su programación (20A).
3. Estudio teórico-práctico de los 5 temas que son objeto de las prácticas.
TEMAS:
1.
2.
3.
4.
5.
Medida de temperatura con PT100 (20B) y Termopares (20C).
Fuentes conmutadas (20D).
Telemedida (20E).
Desplazamiento y posición (encoder) (20F).
Galgas (20G).
Cada grupo deberá conocer :
A – El leguaje de programación.
B – El manejo y programación de los instrumentos que ha de utilizar.
C – Dos de los temas en sus aspectos teórico y práctico, y la realización de las
prácticas correspondientes.
Cada grupo debe realizar un apartado del tema uno (temperatura) y uno de los otros cuatro
de acuerdo con el cuadro que sigue. Las prácticas que cada grupo ha de hacer dependen del
número de la mesa en que principió las prácticas al inicio del curso. Así:
Tema
1 – Temperatura
Pt100
Pt100
Termopares
Termopares
Termopares
2 – Fuentes conmutadas
3 – Telemedida
4 – Encoder
5 – Galgas
Apartado
Los que principiaron en la mesa
1º
2º
1º
2º
3º
1
2
3
4
1
2
3
4
5
- 6 - 7 - 8 - 9- 10 -
-
5
6
7
8
11
12
13
14
15
-
16
17
18
19
20
- 9 - 13 - 17
- 10 - 14 - 18
- 11 - 15 - 19
- 12 - 16 - 20
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1. POLÍMETRO DM 5010 TEKTRONIX.
1.1. FUNCIONAMIENTO EN MODO LOCAL.
DCV
Cuando este pulsador
tensión continua (d.c).
está
iluminado,
el
"DM
5010"
mide
la
OHMS
Cuando está activado, mide ohmios (? ).
NULL
Esta función opera con DCV, OHMS, DIODE TEST, ACV ó ACV+DCV.
Cuando se acciona NULL, el valor que se está midiendo en este momento se
almacena como referencia. Por ejemplo: se está midiendo 2V y se pulsa
NULL. En el visualizador quedará 0V. Si aumentamos la entrada a 5V, el
polímetro medirá 3V.
DIODE
TEST
El polímetro genera una corriente de 1mA y mide la tensión en bornes en la
escala de 2V.
ACV
Mide el verdadero valor eficaz de tensión (a.c.r.m.s).
ACV+DCV
Mide el verdadero valor eficaz de tensión (a.c.r.m.s) y le suma la componente
continua (d.c).
LOW FREQ
RESPONSE Cuando se está midiendo en ACV ó ACV+DCV y se activa esta función, el
instrumento muestra el promedio de las últimas cuatro medidas. Esto es
especialmente útil para frecuencias por debajo de los 10 Hz, pero se puede
emplear para cualquier frecuencia.
RANGO
AUTO
STEP
Rango de medida automático.
Activando este pulsador incrementamos la escala de medida.
TRIGGER MODE
RUN
Se van realizando conversiones sucesivas a la velocidad seleccionada.
TRIGERED Se realiza una medida cada vez que activamos esta función o un trigger
externo, pero para poder utilizarlo es preciso seleccionarlo internamente.
VELOCIDAD DE CONVERSION
FAST
AVERAGE
Una vez activada la conversión se realiza a la máxima velocidad.
La medida visualizada corresponderá al promedio de las "N" últimas medidas.
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N indica el número de promedios a realizar.
(X-B)/A
X es el valor de la medida, B es el offset y A es la constante de escala. Se
visualiza la operación indicada.
A, B
Se utilizan para almacenar o llamar las constantes anteriores.
dBm
Se obtiene la medida en dB referenciados a 1mW sobre 600 ohmios.
dBr
Se obtiene la medida en dB referenciados al valor "ref".
ref
Almacena o llama la constante "ref".
COMPARE
Compara la última lectura con el valor asignado a los límites. Si es mayor,
visualiza "HI". Si es menor, visualiza "LO". Si es igual o está entre los límites
visualiza "PASS".
LIMITS
Almacena o llama las constantes utilizadas como límites.
RECALL CONST
Pulsando a continuación de éste "N, A, B, ref, o LIMITS" se visualiza el valor
de la constante seleccionada.
REAR INPUT
Se selecciona n las entradas posteriores.
TECLADO DECIMAL
Lo utilizaremos para la entrada de datos y constantes.
CLEAR
Inicializa el visualizador en caso de errores.
ENTER
Almacena el número tecleado y visualizado.
INST ID
Visualiza la dirección de bus que tiene asignada.
INPUT
HIGH
Conector de entrada usado junto con LOW y GUARD. Es el activo.
LOW
Conector de entrada usado con HIGH. Es el negativo o masa.
GUAR
Conector soldado al apantallamiento de los circuitos del polímetro.
TOMA DE TIERRA
Conector para la toma de tierra.
TIERRA/CERROJO
Al tirar de él permite extraer el polímetro.
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1.2. FUNCIONAMIENTO EN MODO REMOTO.
MANDOS DE FUNCIÓN
ACDC, (num) selecciona la función y el rango de ACV*DCV
ACV, (núm) selecciona el rango y función de ACV (voltios en alterna)
DCV , (núm) selecciona el rango y función de DCV (voltios en continua)
DIODE,
selecciona la función de prueba de diodos
FUNCT?,
devuelve el rango y la función presente
LFR ON,
permite la función de respuesta en baja frecuencia
LFR OFF,
anula la función de respuesta en baja frecuencia
LFR?,
devuelve LFR ON ó LFR OFF
NULL, (núm) permite la función y el valor de ofset de NULL
NULL?,
devuelve el valor de offset NULL
OHMS
(núm.) selecciona la función y rango de ohmios
CALC RATIO
permite el cálculo de (X-B)/A
CALC OFF
desactiva todos los cálculos
CALC?
devuelve si los cálculos están activados o no
DBR (núm)
pone el valor de la constante de referencia
DBR?
devuelve la constante de referencia
LIMITS (núm), (núm)
establece las constantes de los límites
LIMITS?
devuelve los valores de las constantes de los límites
MONITOR ON
permite SQR cuando la medida excede los límites
MONITOR OFF desactiva SQR cuando la medida excede los límites
RATIO (núm) , (núm) pone los valores de las constantes A y B
RATIO?
devuelve los valores de las constantes A y B
COMANDOS ENTRADA / SALIDA
DATA
saca el dato almacenado por MONITOR SQR
SEND
coloca el dato en el Buffer de salida y actúa el trigger si es necesario
SOURSE REAR
selecciona la entrada por el conector posterior
SOURSE FRONT
selecciona la entrada por el conector del panel anterior
SOURSE?
indica si la estrada es frontal o posterior
COMANDOS DEL MODO DE TRIGGER
MODE RUN
MODE TRIG
MODE?
RDY?
DIGIT 3.5
DIGIT 4.5
DIGIT?
permite el modo de trigger por RUN
selecciona el modo de trigger por TRIGGERED
indica el modo de trigger, RUN o TRIGGERED
devuelve RDY 1,si la medida está lista: RDY 0,si está desarrollándose o
esperando el trigger.
permite velocidad de conversión FAST
permite velocidad de conversión normal
devuelve DIGIT 3.5 ó bien DIGIT 4.5
COMANDOS DE CALCULO
AVE (núm)
coloca el valor de la constante N
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AVE?
CALC AVE
CALC CMPR
CALC DBM
CALC DBR
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devuelve el valor de la constante N
permite cálculos con promedios
permite cálculos de comparación
permite cálculos en dBm
permite cálculos en dBr
COMANDOS DE SISTEMA
DT TRIG
DT OFF
DT?
ERR?
ID?
INIT
SET?
permite la función de trigger del instrumento después de recibir el comando"
GET" de GPIB
desactiva la función de trigger
devuelve DT TRIGGER ó DT OFF
devuelve el código de error
devuelve el código de identificación y la versión
inicializa las posiciones del instrumento
devuelve las el estado de las posiciones iniciales del instrumento
EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN
WRITE TEXT “MODE RUN;” EOL
WRITE TEXT “DCV;” EOL
WRITE TEXT “DCV?;” EOL
READ TEXT X REAL
2. INTERFACE MULTIFUNCIÓN PROGRAMABLE
Este interface sólo funciona en modo remote. Tiene capacidad para tres tarjetas, en nuestro
caso una matriz de relés, un conversor analógico digital y un conversor digital analógico.
El interface se comunica con el ordenador y con la tarjeta seleccionada, por tanto todos los
datos de cualquier tarjeta pasan a través de este interface para llegar al ordenador.
Los siguientes comandos del SISTEMA / ESTADO se tienen que enviar desde el controlador
al MI 5010 en los modos indicados por la letra I (modo inmediato) y la letra B (modo
Buffered).
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2.1. SUMARIO DE LOS COMANDOS DEL SISTEMA/ESTADO
CABEC ARGUERA
MENTO
ERR?
MODO
ID?
INIT
OPC
I/B
I
I/B
ON
OFF
OPC?
RQS
RQS?
SET?
TEST
USER
USER?
BUF
COND
EXEC
EXEC
SEL
SEL?
STOP
TIME
TIME?
TRIG
UNTI
I/B
ON
OFF
1
0
núm
I/B
I/B
I/B
I/B
I/B
I/B
I
I/B
I/B
I/B
I
I
I/B
I/B
1
-núm
1
ON
OFF
ON
OFF
(Slot núm)
Card name
(hh((mm)
(ss) [50,60]
(hh)(mm)
(ss)
I/B
I/B
I/B
I
I/B
I/B
I/B
I/B
DESCRIPCIÓN
Pregunta por el error. Con RQS en ON devuelve el código de
error para el evento más reciente hallado por el " SERIAL
POLLED". Con RQS en OFF devuelve el estado prioritario más
alto.
Pregunta por la identificación del instrumento
Inicializa el sistema al estado inicial de encendido
SQR de operación finalizada. Los comandos almacenados en el
Buffer han sido ejecutados después de la orden del comando
"Execute"
Anula la función de operación completa
Pregunta si la operación está completa
Permite la realización del RQS pendiente
Anula la operación del RQS pendiente
Pregunta por RQS
Pregunta por el estado del MI 5010
Comando de autotest
Permite la función de SRQ al usuario
No permite la función al usuario
Pregunta por el usuario de la función SRQ
Abre los comandos almacenados en el Buffer
Cierra los comandos almacenados en el Buffer
Pone el "Flag" para esperar la condición del comando
Resetea el "Flag" de espera de la condición del comando
Cierra el Buffer de almacenamiento de comandos si está abierto y
ejecuta el número de veces indicado por el argumento. El valor de
argumento puede ir de 0 a 254. El 0 no produce ninguna ejecución
pero se genera un SRQ si OPC está en ON
Los comandos del Buffer se ejecutan indefinidamente. La
operación cesa al recibir un STOP. EXEC (núm), INIT o comando
TEST
Pregunta por Execute
Selecciona la tarjeta de función de acuerdo con el argumento
Pregunta por la tarjeta seleccionada
Detiene la ejecución de la secuencias de comandos del BUFFER
Inicializa el tiempo del reloj. El segundo argumento según la
frecuencia de línea sea de 50 ó 60 Hz
Pregunta por la hora
Realiza la misma función que (GET)
Establece el valor de comparación de tiempo de espera hasta el
comando
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3. TARJETA DE RELÉS PROGRAMABLE.
La tarjeta está configurada en cuatro grupos de cuatro contactos y un común por grupo. En
nuestra caja de conexiones tenemos accesibles dos grupos que los hemos llamado "A" y "B"
junto con la masa. Cada contacto tiene un número que es el que se usa para programar. A
continuación mostramos el circuito eléctrico y el resumen de comandos:
A1
B9
A Common
B Common
A2
B10
A3
B11
A4
B12
Nota: para cerrar un relé primero se abren todos y después se cierra el que interese.
3.1. RESUMEN DE COMANDOS.
Nota: los siguientes comandos se pueden enviar al 50M40 en los modos inmediato y a través
del Buffer.
CABEC ARGUMENTO
ERA
ARM
ON
CON
SQR
OFF
ARM?
CLO
CLO?
DT
(núm)[[núm]
SET
TRIG
OFF
DT?
FLAG?
DESCRIPCION
Hace que el 50M40 genere una condición lógica y un SRQ cuando
tiene lugar un trigger externo.
Solamente se genera la condición lógica por el trig. ext. La condición
lógica se define como el cumplimiento del comando de WAIT CON
Solamente un SQR se genera para una señal de trigger
No se realiza ninguna acción por la señal de trigger
Pregunta por el estado de ARM
Cierra los relés definidos por los argumentos
Pregunta por los relés cerrados
Hace que el 50M40 espere por el mensaje (GET) antes de cambiar las
posiciones
Hace que el 50M40 espere por el comando de trigger antes de alterar su
estado
El mensaje (GET) o el comando TRIG no afecta al 50M40
Pregunta por las condiciones del dispositivo de trigger
Pregunta por el FLAG para que ocurra la señal de trigger
Capítulo 20 Adquisición y control automático - Instrumentos
FSET?
NAM?
NEXT
OPE
OPE
SCAN
(núm),(Núm)
ALL
(núm)(,núm)
SCAN?
Pág 9
Pregunta por las condiciones actuales
Pregunta el nombre de la tarjeta
Cierra el siguiente relé en la secuencia definida del escaneado.
Secuencia de escaneado definida por el comando y argumento SCAN
Abre los relés definidos por el argumento
Abre todos los relés
Pregunta por los relés abiertos
Secuencia de escaneado de los rélés especificados por el orden de los
argumentos
Pregunta por la secuencia de escaneado de los relés
EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN
WRITE TEXT “INIT;” EOL
WRITE TEXT “SEL 1;” EOL
WRITE TEXT “OPE ALL;” EOL
WRITE TEXT “CLO 9;” EOL
4. CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL.
Está incluido en el interface multifunción. Es un conversor analógico digital de 12 bits por
aproximaciones sucesivas con un tiempo total de conversión de 32 microsegundos, aunque en
nuestro sistema esta velocidad está mucho más limitada a causa de la velocidad de
transmisión del bus con el GPIB.
4.1. SUMARIO DE LOS COMANDOS DEL CONVERSOR A/D.
Cabecera
Argumento
ARM
ON
CON
SRQ
OFF
CONVERT
BDAT?
DAT?
DT
TRIG
OFF
EXT
ON
DESCIPCION
Hace que el 50M10 genere una condición lógica y un SRQ cuando
tiene lugar un trigger exterior
Hace que 50M10 genere una condición lógica solo cuado tiene lugar el
trigger
Hace que el 50M10 genere solamente un SRQ cuando ocurre un
TRIG EXT
No se genera ninguna acción cuando ocurre el trigger exterior
Hace que se realice la conversión
Devuelve los datos convertidos a formato binario
Devuelve los datos convertidos a formato decimal
Con EXT OFF activado ,hace una conversión cuando recibe el
mensaje del interface (GET) o el comando TRIG
Hace que el 50M10 ignore el mensaje del interface (GET) y el
comando de trigger
Permite que el puerto externo del 50M10 se comunique con otros
dispositivos a través del conector frontal, y permite el ESC.
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OFF
FLAG?
FSET
HDAT
NAM?
RANGE?
SEND
VOLT
ARM?
DT?
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Anula el puerto exterior y el ESC
Devuelve un 1 si el trig. ext ha ocurrido desde la última pregunta
Devuelve las posiciones de los comando ARM, DT, EXT
Devuelve la conversión de los datos a Hexadecimal
Devuelve el nombre de la tarjeta
Devuelve el Rango ( 0,1 ,1 , 10 y 100)
Inicia la conversión y devuelve el valor en voltios. No devuelve la
cabecera
Devuelve la última conversión en voltios
Devuelve el estado de ARM
Devuelve las posiciones del trigger
EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN
WRITE TEXT “SEL 2;” EOL
WRITE TEXT “SEND;”
WRITE TEXT “VOLT;” EOL
READ TEXT X REAL
5. CONVERSOR D/A 50M20 TEKTRONIX.
El 50M20 es un conversor analógico digital programable de 12 bits, que debe usarse en
combinación con el sistema de interface multifunción MI 5010.
La salida analógica puede ser una corriente o una tensión proporcional al valor del dato, en
formato digital, enviado desde la interficie GPIB.
El funcionamiento en modo corriente o tensión se selecciona internamente mediante un
interruptor. En la práctica está seleccionado en modo tensión y no va a ser necesario
cambiarlo. El margen de tensión que es capaz de proporcionar es de –10,24V a +10.235V,
dividido en 4096 partes (12 bits).
5.1. FORMATO DE LOS COMANDOS.
Cada comando consiste en una cabecera seguida, normalmente, de un argumento que puede
ser numérico o caracteres.
Ejemplos:
VOLT –5,2;
SOUR INT;
Los argumentos numéricos pueden ser enteros o decimales, con o sin signo. También se
admite la notación científica. Son argumentos válidos: +1, 3, -2, +9.13, -5.2, 4.6, +1.2E-2, 2.23E-1.
Capítulo 20 Adquisición y control automático - Instrumentos
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Entre la cabecera del comando y su argumento debe haber un espacio en blanco. El
delimitador de final de comando es el carácter “;”.
5.2. LISTA DE COMANDOS.
Del total de los comandos disponibles, para la realizació n de la práctica sólo necesitaremos
unos pocos que listamos a continuación:
MODE?
indica si está habilitado el modo tensión o corriente.
VOLT <núm> pone en la salida la tensión especificada en el argumento.
VOLT?
retorna la tensión de salida actual.
EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN
WRITE TEXT “INIT;” EOL
WRITE TEXT “SEL 3;” EOL
WRITE TEXT “VOLT 2.5;” EOL
5.3
PROGRAMACIÓN DEL CONVERSOR CON VEE
La programación la realizaremos mediante el entorno VEE a través del BUS GPIB, al igual
que el resto de los instrumentos: