Модуль підсистеми "Збір даних" <DiamondBoards>
| Модуль: | DiamondBoards |
| Ім'я: | Diamond плати збору даних |
| Тип: | DAQ |
| Джерело: | daq_DiamondBoards.so |
| Версія: | 2.1.0 |
| Автор: | Роман Савоченко |
| Опис: | Надає доступ до " Diamond Systems" DAQ плат. Включає основну підтримку базових плат. |
| Ліцензія: | GPL |
Вступ
Модуль надає в систему OpenSCADA підтримку джерел даних, основаних на платах збору даних фірми Diamond Systems (http://diamondsystems.com). Модуль побудовано на основі універсального драйверу виробника плат. Універсальний драйвер доступний практично для всіх відомих програмних платформ, у вигляді бібліотеки. Універсальний драйвер було отримано за адресою http://www.diamondsystems.com/support/software та включено у дистрибутив системи OpenSCADA, тому для збірки цього модуля не потрібно зовнішніх бібліотек. Потрібно тільки збірку модуля ядра Linux "dscudkp.ko" для роботи за перериванням та з FIFO.
Плати збору даних фірми Diamond Systems представляють з себе модулі розширення формфактору PC/104. Плати можуть містити: аналогові IO(входи/виходи), дискретні IO та лічильники. Комплектація плат може значно варіюватися. Можуть міститися тільки IO одного типу або ж всього потроху. Крім того, функцією збору даних можуть наділятися і системні плати цієї фірми. Наприклад, системна плата "Athena" містить: 16 AI, 4 AO, 24 DIO.
Модуль надає підтримку аналогових та дискретних IO у режимах синхронного та асинхронного доступу. Збір аналогових входів (AI) підтримується також у режимі за перериванням (за допомогою FIFO). Метод збору за перериванням дозволяє досягнути максимальної частоти опитування, апаратурою яка це підтримує. У випадку із процесорною платою "Athena" ця частота досягає 100 кГц. У процесі збору за перериванням дані отримуються пакетами основного періоду опитування та розташовуються у буфер архівів значень.
У версії 2.0 цей модуль було фактично повністю переписана за для забезпечення підтримки всього спектру плат збору даних фірми Diamond Systems. Отриманий модуль став першим, який підтримує роботу в усіх трьох режимах збору даних (синхронний, асинхронний, пакетний), додатково до того, що він є першим модулем збору даних системи OpenSCADA.1. Об'єкт контролеру даних
Переклад триває
На уровне объекта контроллера создаётся общая для всех плат задача обслуживания плат-параметров. Пример вкладки конфигурации объекта контроллера приведён на рис.1.
Рис.1. Вкладка конфигурации объекта контроллера.
С помощью этой вкладки можно установить:
- Состояние контроллера, а именно: статус, состояния "Включен" и Запущен" и имя БД, содержащей конфигурацию.
- Идентификатор, имя и описание объекта контроллера.
- Состояние, в которое переводить контроллер при загрузке: "Включен" и "Запущен".
- Имя таблицы для хранения конфигурации параметров контроллера.
- Политику планирования вызовов и приоритет задачи сбора данных.
2. Объект параметра-платы
Объект параметра-платы непосредственно содержит конфигурацию отдельно взятой платы и предоставляет все доступные на плате данные в виде атрибутов. Пример вкладки "Параметр", конфигурации параметра-платы в целом, представлена на рис.2, а вкладка "Конфигурация", свойств сигналов, представлена на рис.3.
Рис.2. Вкладка "Параметр", конфигурации параметра-платы в целом.
С помощью этой вкладки можно установить:
- Состояние параметра, а именно: тип и состояние "Включен".
- Идентификатор, имя и описание параметра.
- Состояние, в которое переводить параметр при загрузке: "Включен".
- Тип, адрес и вектор прерывания платы. Вектор прерывания доступен только для плат с аналоговыми входами и FIFO.
- Частота измерений на один канал, при опросе аналоговых входов по прерыванию. Доступен только для плат с аналоговыми входами и FIFO. Ненулевые и корректные значения этого и предыдущего поля включают режим опроса AI по прерыванию.
Реальное значение этого поля может быть сброшено к лимиту частоты счётчика обслуживания AI по прерыванию, при пересчёте на один канал.- Режим асинхронного чтения, с периодом объекта контроллера. Работает и в режиме опроса AI по прерыванию для дискретных сигналов.
- Режим отображения значения аналоговых входов: "Код АЦП (целое)", "Процент от шкалы сигнала (вещественное)" и "Напряжение (вещественное)". Режим "Напряжение" может быть доступен не для всех плат!
- Ограничение на количество обрабатываемых аналоговых параметров. Полезно при использовании меньшего количества каналов, но чаще. Особенно в режиме опроса по прерыванию и управления режимом канала SE(single-ended) и "Differential".
Рис.3. Вкладка "Конфигурация", свойств сигналов.
С помощью этой вкладки можно установить:
- Интервал сканирования аналоговых входов, указывает время между выборками в режиме опроса AI по прерыванию.
Если запрошенная частота выборки большая и большой интервал, то результирующая частота может сбрасываться до полученной из интервала сканирования.- Конфигурация диапазона AI. В режиме опроса AI по прерыванию используется диапазон нулевого входа, почему в скобках указано "(все входы)".
- Конфигурация направленности групп дискретных входов (каналов), для DIO, и режим инверсии отдельных дискретных входов.
На рисунке 3 представлен пример вкладки "Атрибуты" для платы "DMM-32x-AT".
Рис.3. Вкладка "Атрибуты" параметра-платы.
В таблице 1 представлен перечень плат фирмы "Diamond Systems", статус их поддержки и тестирования.
Таблица 1 Свойства модулей серии I-8xxx
| Плата | AI (16 бит) | AO (12 бит) | DIO (x8) | DI (x8) | DO (x8) | Замечания |
| DMM-16 | 16 | 4 | 0 | 1 | 1 | |
| Ruby-MM | 0 | 8 | 3 | 0 | 0 | |
| Opal-MM | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| DMM | 16 (12бит) | 2 | 0 | 1 | 1 | |
| Pearl-MM | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | |
| Onyx-MM | 0 | 0 | 6 | 0 | 0 | |
| Ruby-MM-416 | 0 | 4 (16 бит) | 2 | 0 | 0 | |
| DMM-AT | 16 (12 бит, 100КГц, 512 FIFO) | 2 | 0 | 1 | 1 | |
| DMM-16-AT | 16 (100КГц, 512 FIFO) | 4 | 0 | 1 | 1 | |
| IR104 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | |
| Prometheus | 16 (100КГц, 48 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | |
| Hercules EBX | 32 (250КГц, 2048 FIFO) | 4 | 5 | 0 | 0 | |
| Onyx-MM-DIO | 0 | 0 | 6 | 0 | 0 | |
| Mercator | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | |
| Athena | 16 (100КГц, 48 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | Проверено |
| DMM-32x(-AT) | 32 (250КГц, 1024 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | |
| GPIO-MM-11[12](DIO) | 0 | 0 | 6 | 0 | 0 | |
| GPIO-MM-21 | 0 | 0 | 12 | 0 | 0 | |
| Poseidon | 32 (250КГц, 1024 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | |
| Athena-II | 16 (100КГц, 2048 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | |
| DMM-32dx(-AT) | 32 (250КГц, 1024 FIFO) | 4 | 3 | 0 | 0 | Проверено |
| Helios | 16 (100КГц, 2048 FIFO) | 4 | 5 | 0 | 0 | |
| Neptune | 32 (250КГц, 1024 FIFO) | 4 | 4 | 0 | 0 |
Замечания
Особенностью работы сбора AI по прерыванию является синхронизация переключения каналов и измерений по отдельному, внутреннему, счётчику и использования FIFO как промежуточный буфер измерений. Естественно, что этот счётчик на некоторое значение будет отличаться от счётчика реального времени, а FIFO нужно успевать вычитывать. Соответственно нужна подстройка-калибровка расхождения поступления данных с часами реального времени. В целом реализуются следующие механизмы компенсации расхождения счётчиков и других явлений:
- Переполнение FIFO — в следствии чего теряется один кадр данных размером в FIFO и происходит сдвиг положений каналов в области данных, если размер FIFO не выравнен к количеству каналов, в дополнении к размеру блока измерений.
- Потеря циклов — вызов задачи обработки блоков данных может произойти через один или несколько циклов, в следствии низкого приоритета и других факторов. Результатом этого явления является переполнение (заворачивание) данных блока измерений и нужно полностью переустановить время данных в реальное время.
- Различие в счётчике измерения и часов реального времени — компенсируется путём подстройки реальной частоты измерений на размер отклонения времени более цикла обработки. Здесь присутствует погрешность на время вызова задачи обработки и попадания на границу сброса части буфера измерения (transfers thresold) на значение около размерности сброса буфера измерений, половина от периода измерения.
Ссылки
Используемая версия Linux драйвера от Diamond systems: file:dscud5.91linux.tar.gz
Патч для сборки драйвера для ядра Linux 2.6.29, используемого при сборе данных по прерыванию: file:lastkernels.patch