Messen, Steuern und Regeln mit PCs. Multi-LAB/2. Intelligente Low Cost PC-Karte

Transkript

1 Messen, Steuern und Regeln mit PCs Multi-LAB/ Intelligente Low Cost PC-Karte 1

2 Multi-LAB / Intelligente Low Cost PC-Karte Neben vielen analogen und digitalen Ein-/Ausgängen enthält diese Karte, wie alle SORCUS- Karten, einen eigenen Prozessor ( 6-kompatibel). Damit ist echte Parallelverarbeitung zum PC möglich. Das ist besonders bei modernen PC Betriebssystemen wie Windows und OS/ dringend erforderlich, um Echtzeitfähigkeit zu erreichen. Meßdatenerfassung, Steuerung und Regelung können vollständig unabhängig vom PC auf der Karte ablaufen, der PC kann sich um andere Dinge kümmern, z.b. um die grafische Aufbereitung und Darstellung der Meßdaten. Durch das lokale RAM auf der Karte können die Meßdaten gepuffert werden, bis der PC Zeit hat, die Daten weiter zu TD RD DATA IRQ DRQ DAK RS-3 Schnittstelle Schalter für Kartennummer PC Schnittstelle NMI Reset RAM CPU x6 verarbeiten. Die Karte selbst ist mit dem Echtzeit-Multi-Tasking-Betriebssystem OsX ausgestattet (wie auch die MODULAR-4/46 Karten). Dank moderter Gate-Array-Technologie ist es gelungen, alles auf einer kurzen PC- Karte unterzubringen. Außerdem konnten Schalter und Jumper ebeo von der Karte verbannt werden wie Abgleichpotentiometer. Alle Eitellungen auf der Karte werden per Software vorgenommen. Die Karte ist in vier Versionen verfügbar: Multi-LAB/a, /i und /h. Multi-LAB/i und /h bieten bei gleicher Anzahl von Einund Ausgängen eine höhere Verarbeitungs- Analogeingänge (1 Bit) Analogausgänge (1 Bit) Digitalausgänge U I AIN-0 bis AIN-15 AOUT-OU AOUT-1U AOUT-OI AOUT-1I VINA VINB OP-0 bis OP-7 Besondere Eigechaften Intelligente PC-Karte mit eigener CPU und Speicher Echte Parallelverarbeitung zum PC Echtzeit-Multi-Tasking- Betriebssystem on-board 16 analoge Eingänge (1 Bit) analoge Ausgänge (1 Bit) digitale Leistungsausgänge, 1 LED 1 Timer, 1 universeller Meßkanal (z.b. für Inkrementalgeber) 16 digitale Eingänge RS-3-Schnittstelle für Remote Debugging DOS-, Windowsund Windows NT- Treiber LED EEPROM LED Digitaleingänge Interrupt- Controller IP-0 bis IP-15 Borland Entwicklungsumgebung eietzbar (C++, Pascal) Keine Jumper + 1 V oder Abgleichpotis 1 V Kurze PC-Karte Watchdog Timer-A Timer-B/Zähler Inkrementalgeberinterface + 5 V GND Low Cost-Lösung

3 geschwindigkeit der lokalen CPU, mehr Speicher, mehr analoge Ein-/Ausgangsbereiche, eine schnellere A/D-Wandlung (bis 330 khz) Abtastrate im Mode Traientenrecorder mit Pre- und Posttrigger) und erweiterte digitale Meßmöglichkeiten, z.b. für Inkrementalgeber. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Multi-LAB/h. Wie sich die Karten im Detail unterscheiden, entnehmen Sie bitte den technischen Daten. Standardsoftware Multi-LAB/ wird von den aktuellen Standard- Softwarepaketen zur Meßwerterfassung und Prüfstandssteuerung, wie z.b. ARGUS, DIAdem und DIA/DAGO voll unterstützt. Entwicklung eigener Programme Der Anwender kann eigene Echtzeitprogramme schreiben, die auf der Karte laufen, z.b. mit Hilfe der Borland Entwicklungsumgebung für Turbo-Pascal und Borland C++. Auch der Turbo-Debugger inkl. Remote-Debugging ist eietzbar. Die Karte ist weitgehend kompatibel zur MODULAR-4/46 Karte. Für Anwendungsprogramme und Daten stehen ca. 450 KByte zur Verfügung. Für die Entwicklung von PC Programmen werden Bibliotheken für Turbo-Pascal und C++ mitgeliefert. PC Schnittstelle Die Karte belegt PC I/O-Adressen. Sie kann Interrupt- und DMA-Kanäle des PC nutzen, alles wird per Software konfiguriert. Mehrere Karten können auch deelben PC-Interrupt nutzen. Analog In Die 16 Eingänge mit 1 Bit Auflösung können massebezogen oder als Differenzeingänge betrieben werden. Die Umschaltung geschieht per Software, so daß z.b. auch massebezogene und 3 Differenzkanäle dynamisch konfiguriert werden können. Ebenfalls per Software wird dynamisch je Kanal einer von 16 Eingangsbereichen eingestellt. Standardmäßig sind die Eingänge bis +/-35 überspannungsfest, auch im ausgeschalteten Zustand. Kundepezifische Bereiche Unter Verwendung sog. A-Links (das sind Mikro-Module, die auf die Karte gesteckt werden) können auch beispielsweise oder ma, sowie kundepezifische Bereiche realisiert werden. Automatische Korrektur Die gemessenen Daten werden sofort einer digitalen Korrektur bezüglich Gain und Offset unterzogen. Dies geschieht ohne Zeitverlust mit einem eigenen Hardware-Multiplizierer und -Addierer im Gate-Array. Die Korrekturwerte dafür werden durch einen Abgleichzyklus ermittelt. Dabei wird auch die Eichwingzeit des analogen Eingangsteils bei Kanalwechsel gemessen und achließend immer automatisch berücksichtigt. Analog Out Für jeden der beiden Kanäle mit 1 Bit Auflösung stehen zwei Ausgangsleitungen zur Verfügung, eine für Spannung und eine für Strom. Die Ausgangsbereiche werden per Software umgeschaltet. Die Ausgänge sind kurzschlußfest. Zähler/Timer Die beiden Zähler/Timer sind lokal interruptfähig und somit per Software beliebig verlängerbar. Kanal A ist als Timer eietzbar, für Kanal B sind zusätzlich verschiedene Betriebsarten möglich, z.b. Ereigniszähler, Inkrementalgeberinterface und Frequenz-, Pulsbreitenoder Periodendauermesung. Dafür werden dann gegebenenfalls die externen digitalen Ein-/Ausgänge verwendet. Digital In Die sechzehn TTL-kompatiblen digitalen Eingänge mit Schmitt-Trigger-Charakteristik können auch direkt in 4 -Systemen eingesetzt werden (bis +/-30 ). Digital Out Die digitalen Leistungsausgänge können jeder bis +/-0,6 A kontinuierlich schalten, sowohl als Quelle wie als Senke. Die max. Schaltspannung beträgt 36. Sie kann für je 4 Kanäle von außen zugeführt werden. Es können auch die +5 V (für TTL-Kompatibilität) oder die +1 V des PC verwendet werden, die beide am Achlußstecker herausgeführt 3

4 sind. Jeder Ausgang ist mit Clamping-Dioden vor induktiven Spannungsspitzen geschützt. Relais, Gleichspannungsmotoren und Schrittmotoren können direkt angeschlossen werden. Bei thermischer Überlastung schalten die Ausgänge automatisch ab. Sie können auch per Software abgeschaltet werden. Testbox Besonders für Servicezwecke interessant ist eine Testbox. Sie wird auf den Achlußstecker der Karte gesteckt und erlaubt über ein mitgeliefertes PC Programm einen vollautomatischen Funktiotest der Karte inkl. aller Ein- und Ausgänge. Mit hochgenauen Referenzspannungen werden Abgleichwerte ermittelt, die automatisch in das lokale EEPROM auf der Karte eingetragen werden. Lieferumfang Multi-LAB/ PC-Karte Multi-LAB/h, /i oder /a Deutsches Benutzerhandbuch 7-poliger Stecker mit Lötkontakten, passend zur Achlußbuchse auf der Karte Echtzeit Multitasking- Betriebssystem OsX PC-Bibliotheken und Treiber für DOS On-board Bibliothek für Borland-Pascal und Borland C++ Remote-Debugging Kernel für Borland Turbo Debugger PC-Hilfs- und Testprogramm, u.a. zum Testen der Karte A-links für Multi-LAB/ A-Links sind aufsteckbare Mikro-Module, mit denen die analogen Eingangsbereiche verändert werden können. Auf der Multi-LAB/i und /h Karte sind je zwei A-Links vorgesehen, von denen jedes die Eingangsbereiche für acht analoge Eingänge beeinflußt. Die A-Links sind unabhängig voander, so daß eine Karte auch mit nur einem oder mit zwei verschiedenen A-Links betrieben werden kann. Ein A-Link beeinflußt die Eingänge 0 bis 3 und bis 11, das andere die Eingänge 4 bis 7 und 1 bis 15. Durch diese Aufteilung wird erreicht, daß die zu einem Differenzkanal gehörenden beiden Eingänge vom selben A-Link verändert werden. Die Tabellen unten zeigen, welche A-Links derzeit zur Verfügung stehen. Es sind auch kundepezifische A-Links mit anderen Eingangsbereichen und Innenwiderständen möglich. Beachten Sie, daß sich das Eichwingverhalten der Multi-LAB/ Karte beim Eiatz von A-Links für Spannungseingänge verändert. Die Eichwingzeit ist abhängig vom Typ des eingesetzten A-Links (siehe Tabelle A-links für Spannungseingänge). Serielle Schnittstelle A-Links für Stromeingänge Bezeichnung Anzahl/Typ der Eingangs- Eingangs- Eingänge bereich widerstand 4x0i 4/Differenz ma 15 Ω x0i /massebez ma 15 Ω Serielles Achlußkabel für Turbo-Debugger A-Links für Spannungseingänge Für das Debugging der Echtzeitprogramme ist die Multi-LAB/i und /h Karte mit einer Bezeichnung Spannungsteiler Eingangswiderstand max. Eingangsbereich Eichwingzeit einfachen seriellen RS-3-Schnittstelle ausgerüstet. Verbinden Sie die Karte einfach mit dem Nullmodemkabel mit dem PC und testen xu x0u x40u 1 : 1 1 : 1 : 4 0 kω 00 kω 00 kω ± V ± 0 V ± 40 V 5 µs 70µs 50µs Sie Ihre Programme mit dem Turbo-Debugger x0u 1 : 00 kω ± 0 V 30µs von Borland. 4

5 Technische Daten Multi-LAB / Multi-LAB-Version /a /i /h Einheit [1] Die CPU ist 0 x 6 kompatibel. CPU-Teil [1], Takt Speicher EEPROM für Abgleich- und Initialisierungsdaten PC-Schnittstelle: Basisadresse per Software eitellbar PC Interrupt-fähig (Kanal 3, 5, 9,, 11, 1, 15) PC DMA-fähig (Kanal 0, 1, 3) Interrupt-Kanal und DMA-Kanal per Software wählbar Analoge Eingänge, Anzahl (massebezogen/differenz) Auflösung Eingangsbereich/e Vorbereitet für A-Links Überspannungsfest Eingangsimpedanz (ohne A-Link) Eingangskapazität, typ. Wandlungsgeschwindigkeit Effektive Abtastrate i lokale RAM Maximale Abtastrate im Mode Traientenrecorder [] Messung der on-board Kartentemperatur Automatische Korrektur der Meßergebnisse per Hardware Analoge Ausgänge, Anzahl Kanäle Auflösung Ausgangsbereich/e Linearität Eichwingzeit von FS auf + FS, typ. Ausgangsimpedanz, max. Kurzschlußfest Effektive Ausgaberate aus lokalem RAM Serielle Debug-Schnittstelle (RS-3 asynchron; Datenbits, 1 Startbit, 1 Stopbit, keine Parität; Baudraten: , 3400, 1900 und 9600 Baud) Digitale Eingänge, Anzahl Eingangsspannung, max. Obere Schwelle, typ. Untere Schwelle, typ. Eingangswiderstand, typ. Alle Eingänge gleichzeitig abtastbar Min. Pulsbreite für Int.-Auslösung (IP 0, IP 1) Timer, Anzahl Timer-A [5]/Timer-B [5], Interrupt-fähig Timer-B programmierbar als: Timer, Auflösung Ereigniszähler, max Zählfrequenz Frequenzmessung, max. Frequenz Pulsbreitenmessung, zeitliche Auflösung Periodendauermessung, zeitliche Auflösung Inkrementalgeberinterface, max. Frequenz/Phase 1 0/ 1 ± 5 ± 35 > 90 > 33 1 ± 5 ± 1 > 0 16 ± 30 1,9 0,9 3, / 1 [3] ± 35 > 90,6 > [4] ± 1 > ± 30 1,9 0,9 3, , / 1 [3] ± 35 > 90 1,6 > [4] ± 1 > ± 30 1,9 0,9 3, ,5 MHz KByte Bit MΩ pf µs khz khz Bit LSB µs mω khz kω µs MHz MHz MHz [] In dieser Betriebsart wird kontinuierlich in einen Ringpuffer gemessen, bis ein externer oder interner Trigger erfolgt. Danach wird die Messung nach einer vorgegebenen Zeit beendet. Pre- und Posttriggerdaten ergeben immer 64 KByte. [3] Es sind 16 Bereiche per Software wählbar: Bipolar: ± 31,5 mv, ± 65 mv, ± 1,5 V, ±,5 V, ± 5 V, ± V Unipolar positiv: mv, ,5 V, 0...,5 V, V, 0... V Unipolar negativ: mv, ,5 V, 0...,5 V, V, 0... V [4] Jeder Kanal hat einen Spannungs- und einen Stromausgang. Folgende Bereiche sind per Software wählbar: V, 0... V, ± 5 V, ± V, ma, ma [5] Timer-A ist 1 Bit breit, Timer-B ist 16 Bit breit. Beide Timer sind per Software beliebig verlängerbar. [6] Je Gruppe von 4 Ausgängen (OP0, OP1, OP und OP3 bzw. OP4, OP5, OP6 und OP7) darf auf der Karte eine Verlustleistung von max. W generieren. Wenn z.b. alle Ausgänge einer Gruppe auf Low Pegel liegen, ergibt sich: N = 4 * Io (= Ausgangsstrom) * Uo (=Ausgangspegel, Low). [7] Bei Ux = 5 sind die Ausgänge TTL-kompatibel. [] Alle Ein- und Ausgänge offen (unbeschaltet). Digitale Ausgänge [6], Anzahl Externe Spannung Ux (min./max.) Ausgangspegel [7]: Low (Ux = 5 V, Io = 0 ma), max. High (Ux = 5 V, Io = 0 ma), max. Low (Ux = 4 V, Io = 0,6 ma), typ. High (Ux = 4 V, Io = 0,6 ma), typ. Ausgangsstrom kontinuierlich, Low/High, max. Spitzetrom (nicht repetitiv, < 0 µs) Ausgangsstrom (Ausgänge disabled), max. Clamp-Spannung: High (Io = 0,6 A), typ. Low (Io = 0,6 A), typ. Flanketeilheit (gemessen bei % und 90% Pegel), typ. Verzögerungszeit (Input zu Output), pos./neg., typ. 5/36 0, 3, 1, Ux 1,4 ± 0,6 ± 1, ± 0,5 Ux +1,3 1, /400 5/36 0, 3, 1, Ux 1,4 ± 0,6 ± 1, ± 0,5 Ux +1,3 1, /400 5/36 0, 3, 1, Ux 1,4 ± 0,6 ± 1, ± 0,5 Ux +1,3 1, /400 A A ma Stromaufnahme vom PC []: + 5, typ. + 1, typ. 1, typ. Gesamtverlustleistung, typ. [] , ,, , 3,1 ma ma ma W 5

6 Achlußtechnik Achlußeinheiten, Kabel und Stecker für Multi-LAB / Tischgehäuse Die Achlußboxen C1 und C dienen zum komfortablen Achluß Ihrer Meßaufnehmer an die Multi-LAB/-Karte. Dazu werden alle Ein- und Ausgänge der Karte (außer der LED und den Stromausgängen der Multi-LAB/i und /h) über ein 1,5 m langes abgeschirmtes Rundkabel zum Tischgehäuse geleitet. Dort stehen BNC-Stecker und Schraubklemmblöcke (C1) oder Bananen-Buchsen (C) zum Achluß der Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Achlußeinheiten C1 und C für Multi-LAB/ INPUT ANALOG IN DIGITAL IN CH 0 CH CH 1 CH CH CH CH 3 CH 11 CH 4 CH 1 CH 5 CH 13 CH 6 CH 14 CH 7 CH 15 OUTPUT DIGITAL OUT ANALOG OUT Spannung Achlußbox C1 Abmessungen 57 x 16 x 36 mm (L x B x H) Achlußkabel abgeschirmtes Rundkabel mit 7 poligem D-Sub-Stecker, Länge 1,5 m Eingänge 16 analoge Eingänge über BNC-Buchsen 16 digitale Eingänge über zwei 9-polige Schraubklemmblöcke Ausgänge analoge Ausgänge über zwei 4-polige Schraubklemmblöcke digitale Ausgänge über zwei -polige Schraubklemmblöcke Versorgungsspannung für externe Geräte +5 V, +1 V über Schraubklemmblock SE DI SE INPUT ANALOG DIGITAL DIGITAL OUTPUT ANALOG SPANNUNG DIGITAL + 1 V U1 U U + 5 V Ref SPANNUNG Achlußbox C Abmessungen 57 x 16 x 36 mm (L x B x H) Achlußkabel abgeschirmtes Rundkabel mit 7 poligem D-Sub-Stecker, Länge 1,5 m Eingänge 16 massebezogene analoge Eingänge über 3 Bananen-Buchsen o. differentielle analoge Eingänge über 4 Bananen-Buchsen 16 digitale Eingänge über 3 Bananen-Buchsen Ausgänge analoge Ausgänge über 4 Bananen-Buchsen digitale Ausgänge über 1 Bananen-Buchsen Versorgungsspannung für externe Geräte +5 V, +1 V über Bananen-Buchsen 6

7 Schraubklemmenblock C3 für Tragschienen-Montage Am Schraubklemmenblock können Sie die Ein- und Ausgänge der Multi-LAB/ an 50 Schraubklemmen abgreifen. Außer dem LED- Ausgang und den analogen Stromausgängen der Multi-LAB/i und /h stehen alle Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Die Masseleitungen der analogen Eingänge sind zusammengelegt. Die Versorgungsspannungen des PC werden nicht herausgeführt. Der Schraubklemmblock kann auf alle Tragschienen nach DIN EN (G-Schiene) und DIN EN 500 (Hutschiene) montiert werden. Das Achlußkabel ist im Lieferumfang enthalten. Anders als bei den Tischgehäusen C1 und C ist es nicht fest montiert, sondern wird in einen 50-poligen D-Sub Stecker gesteckt. Schraubklemmenblock C3 Schraubklemmenblock Abmessungen 6x71x65 (B x T x H) Achlußkabel abgeschirmtes Rundkabel von 7 pol. auf 50 pol. D-Sub-Stecker, Länge 1,5 m Eingänge 16 massebezogene analoge Eingänge über 17 Schraubklemmen oder differentielle analoge Eingänge über 17 Schraubklemmen, 16 digitale Eingänge über 17 Schraubklemmen Ausgänge analoge Ausgänge über 4 Schraubklemmen, digitale Ausgänge über 1 Schraubklemmen Multi-LAB/ Kabel und Stecker Alle Ein- und Ausgänge der Multi-LAB/ Karten sind über eine 7-polige D-Sub-Buchse abgreifbar. Ein passender Stecker mit Lötkelchen (incl. Kutstoffhaube und Befestigungsschrauben) gehört zum Lieferumfang der Karte. Sie können zusätzliche Stecker und fertig konfektionierte Kabel erhalten, deren eines Ende mit dem 7-poligen Stecker für die Multi-LAB/-Karte bestückt ist, und deren anderes Ende offen oder mit einem 7-poligen Stecker oder mit einer 7-poligen Buchse bestückt ist. Die Leitungen im Kabel sind untereinander in Zweierpaaren verdrillt und alle zusammen nach außen doppelt abgeschirmt. 7-pol. Stecker oder Buchse mit Kutstoffhaube und Befestigungsschrauben 7-pol. Stecker mit Kabel 7

8 Bestellformular Fax Absender Firma Ort, Datum Name/Abteilung Name in Druckbuchstaben Postfach/Straße Bestellung Nr. PLZ/Ort Unterschrift/Stempel Bestell-Nr. Stück Multi-LAB/ Meßwerterfassungskarten DM/Stück Gesamtpreis HM-147 Multi-LAB/a inkl. Manual, 7-pol. Stecker und Systemsoftware 795, HM-14 Multi-LAB/i inkl. Manual, 7-pol. Stecker und Systemsoftware 1.40, HM-1713 Multi-LAB/h inkl. Manual, 7-pol. Stecker und Systemsoftware 1.60, PC-Anwendersoftware für Multi-LAB/ SD-06 ARGUS für Multi-LAB/i 1.40, SD-0611 ARGUS für Multi-LAB/h 1.60, SD-060 ARGUS: Zusätzliches Softwaremodul Qualitätssicherung 40, SD-0603 ARGUS: Zusätzliches Softwaremodul Online-Mathematik 40, SD-0604 ARGUS: Zusätzliches Softwaremodul Steuern und Regeln 90, Zubehör für Multi-LAB/ HM-1571 Testbox für die Hardware der Multi-LAB/ Karten, inkl. Software 395, K-4003 Serielles Achlußkabel für Multi-LAB/i und /h 3, (3-pol. Mini-DIN auf 9-pol. D-sub Buchse, 1,5 m lang) FM-1604 Achlußbox C1 mit Rundkabel, BNC-Buchsen und Schraubklemmen 795, FM-169 Achlußbox C1 mit Rundkabel und Bananen-Buchsen 795, FM-130 Schraubklemmenblock, 50-pol., für Hutschienenmontage, inkl. Kabel, 545, 1,5 m lang (7-pol. Stecker auf 50-pol. Buchse) K1-307 Rundkabel, 7-pol. Stecker, ein Ende offen, 1,6 m lang 135, K-307 Rundkabel, 7-pol. Stecker auf 7-pol. Buchse, 1,6 m lang 10, K-317 Rundkabel, 7-pol. Stecker auf 7-pol. Stecker, 1,6 m lang 10, FM pol. Stecker mit Haube 6, FM pol. Buchse mit Haube 6, A-Links für die Analog-Eingänge von Multi-LAB/i und /h FM ma, 4 Differenzkanäle 9, FM ma, massebezogene Kanäle 9, FM-177 V max., massebezogene bzw. 4 Differenzkanäle 9, FM V max., massebezogene bzw. 4 Differenzkanäle 9, FM V max., massebezogene bzw. 4 Differenzkanäle 9, FM V max., massebezogene bzw. 4 Differenzkanäle 9, Bitte Bestellung mit allen erforderlichen Angaben per Fax oder Brief an SORCUS Heidelberg senden. Lieferung an Neukunden nur gegen Vorauskasse oder UPS-Nachnahme. Preise und technische Änderungen vorbehalten. Gesamtbetrag zzgl. Versandkosten zzgl. MwSt. Rechnungssumme 5, SORCUS Computer GmbH, Im Breitspiel 11, D-6916 Heidelberg, Telefon