Разработка программно-аппаратного комплекса для выполнения отладочных действий по отношению к интеллектуальным позиционерам SRD991

 

Заказчик

 Общество с ограниченной ответственностью "Сибэкс"

 

Проект

Разрабатываемый комплекс представляет собой связку "Электронное устройство + Прикладное ПО". Комплекс предназначен для задания положения позиционера SRD991 в ручном режиме, а также измерения и отображения его фактического положения, которое, очевидно, может отличаться от уставки. Данный функционал может быть полезен во время проведения пусконаладочных работ на новых только смонтированных системах "позиционер+клапан" или же на существующих объектах во время проведения обслуживающих мероприятий.

 

Цели и задачи

Прикладное ПО, будучи запущенным на ПК под управлением ОС семейства Windows или Linux, должно обеспечивать следующий функционал:

  • обнаруживать и автоматически устанавливать связь с подключенным к ПК устройством посредством USB HID;
  • создавать/сохранять/загружать из файла ранее сохранённые диаграммы управления позиционером SRD991;
  • непосредственно исполнять ранее созданное/загруженное задание по управлению позиционером, последовательно отправляя команды устройству;
  • формировать отчёт по результатам выполнения задания в формате PDF;
  • уведомлять пользователя в случае внештатных ситуаций:
    • обрыв какой-либо из токовых петель;
    • короткое замыкание на какой-либо из токовых петель;
    • перегрев оборудования;
  • иметь возможность выполнить калибровку измерительного тракта устройства;

Электронное устройство должно удовлетворять следующим требованиям:

  • Источник питания - USB-подсистема ПК с параметрами: 5 В / 500 мА (max);
  • Полная гальваническая развязка интерфейсной, формирующей и измерительной подсистем между собой;
  • Обмен данными с ПК - посредством USB HID;
  • Ошибка при установке тока-команды - не более 0.2%;
  • Ошибка измерения тока в петле обратной связи - не более 0.5%;

Устройство, последовательно выполняя команды, полученные с ПК, должно обеспечивать: 

  • формирование тока уставки;
  • измерение тока в петле обратной связи;
  • отправку собранных данных назад на ПК;
  • фоновую (само-)диагностику своих узлов с быстрой реакцией при внештатной ситуации

 

Решение

Структурную схему проектируемого устройства можно представить в следующем виде:

 

Вся схемотехника и топология печатной платы будущего устройства разрабатывалась с использованием свободно доступного Kicad

Разработка встраиваемого ПО для микроконтроллера семейства STM32F0 выполнялась с использованием Eclipse + GDB + OpenOCD. 

ПО для ПК разрабатывалось с использованием инструментария Qt5 + Qwt + hidapi. Особенностью ПО в конечном итоге явилась возможность запускать его на ПК под управлением ОС, отличных от MS Windows, в т.ч. Linux. Внешний вид главного окна приложения в Linux-окружении: 


Пример работы с графиком, а точнее её увеличение с целью анализа переходных процессов, возникающих при ПИД-управлении положением позиционера/клапана, показан далее: 

Пример PDF-отчёта, формируемого приложением, можно наблюдать по ссылке.

© ООО "Контроль-В" 2012 - 2018