Форум: Техническая поддержка

Здравствуйте! Столкнулись с решением нескольких схожих задач, для которых необходим синхронный старт регистрации данных. Не можем разобраться куда подать какой сигнал и что настроить в Powergraph, чтобы одновременно начать запись.
1) имеется двухместный крейт, в котором установлены LTR11 и LTR27 (в нем H27T). Регистрация каналов из LTR11 происходит в один Powergraph  с частотой опроса 5 кГц, регистрация каналов из LTR27(H27T) происходит во второй Powergraph. Как осуществить старт регистрации данных одновременно в обоих Powergraph? Догадываюсь, что нужно задействовать гнездо SYNC на крейте, но из руководства мне не ясно как это сделать.
2) вторая задача аналогична первой, но усложняется тем, что параллельно с LTR11 и LTR27 необходимо начинать запись в Powergraph'е, который читает с АЦП E20-10. У него тоже есть гнездо SYNC.
3) третья задача аналогична второй, но разница в том, что LTR11 и LTR27 находятся каждый в своём одноместном крейте. АЦП E20-10 всё также необходимо запускать параллельно с первыми двумя.

Заранее благодарен.

Здравствуйте, Александр Игоревич.
Вопросы относительно Powergraph задавайте непосредственно автору этого ПО.

Относительно функциональной возможности синхронного старта разных модулей L-Card, данные технические возможности нужно рассматривать исходя из технических требований Вашей задачи (по точности синхронизации, по возможному способу синхронизации). Кроме того, не ясны сами физические задачи измерения, которые Вы решаете.

Поскольку Powergraph приобретен у Вас, то и вопросы задаю Вам.

Точность синхронного старта 1 мс. Физическая задача - сопоставление тока на электромагнитном клапане (с помощью гальванического развязанного E20-10) с управляемым этим клапаном давлением в линии (LTR11). LTR27 применяется для мониторинга температуры масла в линии в ходе исследования.

ОК. Подождём, когда Powergraph ответит на Ваш вопрос.
На этапе выбора оборудования (перед покупкой) Вы консультировались по выбору оборудования с L-Card? (дайте ссылки или выложите переписку, если Вы предпочли публичную форму обсуждения, либо вышлите на support@lcard.ru). Спрашиваю это затем, чтобы исключить повторное обсуждение Вашей задачи измерения.

Здравствуйте, Александр Игоревич.
Я Вам уже ответил в письме, отвечу еще раз здесь в конференции L-Card.

1. У модуля LTR11 есть собственные функции синхронизации и индивидуальный вход синхронизации SYN. В PowerGraph эти функции доступны через индивидуальные настройки драйвера - меню "Сервис / Настройки LTR11...", синхронизация старта - список "Start Source".

2. У модуля LTR27 нет собственных функций синхронизации.

3. В LTR-крейтах есть общая синхронизация на уровне самого крейта, но в PowerGraph эта синхронизация реализуется по индивидуальным запросам/заказам, так как ее использование - это частный вопрос, который зависит от конкретной конфигурации системы:
- Какие LTR-модули используются?
- Модули находятся в одном крейте или в разных?
- Данные должны регистрироваться в одном экземпляре программы или в разных?
- Кто будет являться генератором метки СТАРТ?
- Какие крейты используются (например, крейт LTR-U не может сам генерировать метку СТАРТ)?
- и т.д. 
Сейчас в PowerGraph есть несколько специальных драйверов, использующих синхронизацию модулей на уровне крейта, но эти драйверы были разработаны по запросам наших пользователей и реализуют синхронную регистрацию данных от нескольких LTR-модулей в одном экземпляре программы.
Синхронизации старта модулей LTR11 и LTR27 в PowerGraph пока нет, так как с такой задачей к нам еще не обращались, но мы вполне можем добавить ее реализацию в PowerGraph.

4. По вопросам аппаратного соединения сигналов синхронизации Вам более компетентно должны ответить специалисты L-Card.
Например, по совместимости и соединению линий синхронизации SYNC LTR-крейта и модуля E20-10.
В ваших задачах 1)-2) модули находится в едином двухместном крейте, который вероятно может самостоятельно генерировать метку СТАРТ и транслировать ее на модуль E20-10.
А вот в задаче 3) одноместные крейты не могут сами генерировать метку СТАРТ, поэтому генератором этой метки должен быть модуль E20-10.
Это возможно?

Я так понял по факту, что консультация по схемам измерения и схемам-способу синхронизации находится в начальной стадии, поэтому здесь будет уместно сначала обсуждать общие подходы к решению данных задач, с точки зрения функциональных возможностей аппаратуры . 

1. Момент старта сбора данных с модуля LTR27 c cубмодулями H-27T технически возможно синхронизировать либо по меткам синхронизации крейта LTR, либо, если имеется свободный канал измерения, подать туда сигнал старта через делитель напряжения. Но требование точности синхронизации 1 мс применительно к модулю LTR27 на 1,5-2 порядка завышены, поскольку при полосе частот пропускания LTR27  100 Гц и при не привязанной начальной фазе процесса усредения отсчётов ПНЧ по выборкам невозможно получить точность синхронизации 1 мс -  даже в случае использования дополнительного канала измерения для подачи на него синхросигнала. Следовательно, либо требование к точности синхронизации LTR27 нужно снижать, либо применять другую аппаратуру. Кроме того, нужно знать, в каком крейте LTR-U-1 или LTR-EU эксплуатируется LTR27, поскольку у крейта LTR-U-1 достижимая точность синхронизации значительно хуже.

2. Старт сбора данных от LTR11 возможно синхронизировать либо по меткам LTR, либо подавая внешний сигнал синхронизации, например, с линии START E20-10, которая может являться транслятором внутреннего программного сигнала START. Но при таком  соединении входы LTR11 теряют групповую гальваноразвязку, и данный факт следует увязывать как с общей схемой соединения датчиков, так и общей схемой защитного и  сигнального заземления в системе. Однако, гальваническая изоляция сигнала START может быть реализована применением либо какого-то готового модуля гальваноразвязки, либо самодельного узла на основе оптрона (схему могу предложить). 

3. Старт сбора данных E20-10 может быть либо асинхронным по программному событию, либо от внешнего источника сигнала START, например, от линии DIGOUT крейта LTR-EU, транслирующей метку START. 

4. Во всех случаях при соединении устройств для исключения сквозных токов по общим проводам требуется учитывать схемы подключения к датчикам, изолированные ли они, и тот факт, что некоторые модули могут не иметь гальваноразвязки

5. Для LTR11 следует учитывать выходное сопротивление источника сигнала,  минимизацию длины кабеля,экранирование, см.
http://lcard.ru/download/articles/distortions.pdf
http://lcard.ru/download/articles/optim … nr_adc.pdf 

Александр Игоревич, если Вы вышлете в техподдержку L-Card документацию на датчики,  Ваши схемы подключения (с учётом цепей синхронизации, согласно предложенным выше принципам) с указанием длин кабелей и расположения аппаратуры в пространстве, то, в случае исчерпывающей информации, L-Card сможет проверить корректность схем подключения, а Powergraph ответит о возможности реализации специфических программных функций, если  они понадобятся.

Изначально при покупке двухместного крейта обозначалась задача записи сигналов с датчиков давления при помощи LTR-11  с частотой опроса больше одного килогерца, и параллельная запись сигналов с термопар с LTR27 с частотой 100 Гц. На тот момент мы еще совершенно не знали, что чтение с этих двух плат из одного Powergraph'а будет ограничено меньшей из двух плат частотой опроса , то есть LTR27 с модулем H27T, для которого частота 500 Гц максимальная. Другими словами, читать одним Powergraph'ом обе платы желаемым нами и заявленным нам способом мы не смогли. Но опрос давлений с высокой частотой мы смогли решить достаточно примитивно, запустив два Powergrapha - каждый для своего LTR. После этого столкнулись с тем, что не можем синхронно начать старт записей в этих двух Powergraph'ах. Появилась надежда на собственную функцию синхронизации и индивидуальный вход синхронизации, но судя по словам Ваших коллег для LTR27 это невозможно. Сейчас задача усложнилась и параллельно двум LTR'ам в одном крейте мы хотим а) параллельно измерять ток на шунтах элемектромагнитного клапана с помощью E20-10, который также необходимо синхронизировать с двумя первыми; б) - хотим приобрести два одноместных крейта для другого испытательного стенда, в которых будут "жить" отдельно LTR11 и LTR27. В настоящее время на LTR11 и LTR27 оформляется заказ, также как и на E20-10. Вот такая ситуация. Скажите пожалуйста, индивидуальный вход синхронизации есть у E20-10?

Александр, спасибо за ответ! Осмыслю и отпишусь.

Александр Игоревич, замечу, что Ваш "путь проб и ошибок" без консультации с техподдержкой - это квест с непредсказуемым финалом...   Но для теходдержки L-Card - это ещё серьёзные время- трудо-затраты на добывание исходных данных Вашей задачи, читайте   http://www.lcard.ru/support/faq/tech_support  - думать приходиться 2 минуты, а на переписку часы уходят...

Ситуация проясняется, проблема в разных частотах опроса.

1. В PowerGraph есть специальный драйвер "LTR11-27", который одновременно регистрирует данные от LTR11 и LTR27. Синхронная регистрация данных осуществляется на общей частоте, поэтому максимальная частота регистрации ограничена максимальной частотой модуля LTR27.
В принципе мы можем добавить в этот драйвер интерполяцию низкочастотных данных LTR27, тогда в этом драйвере можно будет использовать любые частоты LTR11 и регистрировать данные в одном экземпляре программы.

2. Архитектура LTR-крейтов такова, что для программного обеспечения (в том числе для PowerGraph) не имеет значения в каком крейте установлены модули. В одном экземпляре программы можно регистрировать данных от модулей в разных крейтах и в разных экземплярах программы можно регистрировать данные от модулей из одного крейта.
Из вашего ответа непонятно зачем Вы заказываете модули в индивидуальных одноместных крейтах? Используя одноместные крейты, Вы теряете возможность использовать их в качестве "ведущих", т.е. метку СТАРТ всегда должен генерировать другой модуль. Если LTR11 и LTR27 всегда будут совместно использоваться на одном стенде, то имеет смысл использовать двухместный крейт с возможностью генерации метки СТАРТ. Тогда для синхронного старта можно использовать и сам крейт и внешний модуль или вообще не использовать внешний модуль для синхронизации.

Как я понимаю, обе ваши задачи не требуют изменения конфигурации аппаратной части, но могут быть реализованы доработкой программного обеспечения:
1. Интерполяция данных LTR27 до частоты LTR11 + трансляция метки СТАРТ на выходе крейта.
2. Добавление в индивидуальные драйверы LTR27 и LTR11 синхронизации старта по метке СТАРТ. Но кто будет ее генерировать?

На всякий случай явно отмечу, что ограничения синхронизации относятся не ко всем одноместным крейтам, а только к LTR-U-1, в то время как возможности LTR-CEU-1 и LTR-CU-1 аналогичны возможностям многоместных LTR-EU

На всякий случай: Если E20-10 c выходами START (либо LTR-EU или LTR-CEU c выходами DIGOUT) будут использованы как задатчики (ведущие) синхросигнала, то, в общем случае, при старте ПО данные устройства должны конфигурироваться первыми, чтобы их выходы встали в начальное состояние до конфигурации синхронизируемых (ведомых) модулей на внешний старт.  Это означает, что имеет значение  последовательность манипуляций при запуске разных копий  ПО верхнего уровня, работающих с разными модулями (ведущими и ведомыми). По-нормальному, должно быть одно сквозное ПО, которое запускает всё в нужной последовательности. Иначе, следует отдельно уточнять: как будет себя вести данная линия синхронизации в данном устройстве, подтянутая ...(куда-то), в процессе конфигурации её из ... (такого-то) состояния в ... (такое-то), вследствие заданной последовательности программных команд с верхнего уровня.

Если синхронизируются модули в разных крейтах LTR или c E20-10, то на момент времени T, отстоящем (на время T) от засинхронизированного момента начала сбора данных, будет также  проявляться составляющая погрешности синхронизации  T*(df/f), обусловленная разбросом частот преобразований АЦП  df/f относительно номинальных значений частот преобразований. Для оценки этого фактора можно принять  df/f = +- 50 *(10^-6)  = +- 50 ppm.
Но технически, с использованием ухищрений в виде внешних цепей согласования, при наличии свободных каналов E20-10 и LTR11, можно с помощью E20-10 измерить частоту преобразования АЦП LTR11, а также наоборот (!) - с помощью LTR11 измерить частоту преобразования E20-10. Но эти откровения - по запросу  .

Можно применить следующее программный метод, чтобы повысить точность синхронизации в LTR27 по меткам или по свободному каналу:
1. Запускать сбор данных LTR27 на частоте 1 кГц. Это за пределами  официальной максимальной частоты сбора в LTR27, но тем не менее, работает.
2. Усреднять (на верхнем программном уровне) отсчёты от LTR27 на частоте 1 кГц скользящим программным фильтром  с линейной ФЧХ и известной постоянной групповой задержкой с нужной частотой среза ФНЧ. Это даст лучшую точность синхронизации по сравнению с методом (в штатном API LTR27) усреднения простым средним и прореживания по выборкам с неизвестным (не синхронизированным) начальным временем выборок.

Кроме того, такой способ обработки данных от LTR27 должен уменьшить случайную составляющую погрешности измерений за счёт более качественной фильтрации по сравнению с простым усреднением по выборкам. В этом смысле, данная функция безусловно полезна при применении LTR27.

Уважаемые специалисты! Большое спасибо за Ваши компетентные ответы и комментарии. Очень приятно, что не остается незамеченным вопрос рядового пользователя.
Ниже постараюсь ответить на Ваши замечания, требующие пояснений, а также добавлю свои вопросы.

А.

Каких временных и финансовых затрат это требует?

Б.

Требования по точности синхронизации температуры можем снизить значительно, так как в любом случае задержка реакции термопары на изменение температуры составляет около 0,1 секунды.

В.

В задаче 1) используется крейт LTR-EU-2-5; для задачи 2) и 3) заказываем одноместные крейты LTR-СEU-1-4.

Г.

Каких временных и финансовых затрат это требует?

Д.

Действительно, этого я не пояснял. Дело в том, что мы хотим иметь в своём распоряжении переносной модуль с возможностью измерять сигналы от термопар в 16ти точках. С такой целью был выбран LTR27 с восемью субмодулями H27T, для
которого необходим свой крейт. Для регистрации сигналов, отличных от температуры от термопар, во второй задаче (на втором стенде) был выбран LTR11 в одноместном крейте. Дело в том, что в этом случае уже не столь принципиально использовать крейты или нет, можем заказать и просто внешний модуль (да хоть E-14-440). Но чтобы унифицировать жгуты с первым стендом, на котором уже используется LTR11 в двухместном крейте, решили также приобрести одноместный крейт. Вот почему два одноместных крейта.

Е.

1.Похоже, Вы совершенно правы. 
2. Не силен в терминологии, что есть метка СТАРТ? В моём понимании - это импульс, который является командой "начинай записывать" для АЦП. Если это так, то мы можем отдельно организовать физическую кнопку (вшить ее в жгут), по нажатию которой будет подаваться импульс напряжения (пускай, к примеру, 3 вольта) в
несколько систем сбора данных. При этом, если я Вас правильно понимаю, то с такой целью можно использовать один из входных каналов каждой системы сбора данных (LTR11,LTR27,E20-10), но не хотелось бы терять аж три канала.

Товарищи, постараюсь подвести промежуточный итог. Насколько я всех понял, решить поставленные нами задачи возможно без изменения аппаратной части систем сбора данных LCard. Мы имеем двухместный крейт LTR-EU-2-5, внутри которого LTR11 и LTR27(с двумя H27T); докупаем два одноместных крейта LTR-СEU-1-4,  один LTR11, один LTR27 с восемью H27T. С Вашей помощью мы понимаем каким образом можно соединять эти АЦП или что необходимо дописать в драйверах к ним, чтобы обеспечить синхронный старт для всех трех задач. Думаю, будет правильней заказать изготовление жгутов для всех трех задач в LCard, но об этом позже.

Пожалуйста, поправьте, если где то заблуждаюсь.

LTR-СEU и LTR-EU можно соединять по схеме ведущий-ведомый по линиям синхронизации как по метке Старт (так и по Секундной метке для периодической синхронизации, чтобы ограничить влияние фактора разбега частоты преобразования АЦП в разных крейтах до  интервалов 1 секунда).

Функции линий синхронизации крейтов и принципы синхронизации по меткам см. в http://www.lcard.ru/download/ltr.pdf  -  п.4.4.2,  п. 4.7.

По поводу заказа кабелей: http://www.lcard.ru/support/faq/how_cable_to_order

Примеры гальваноразвязанного соединения крейтов по линиям синхронизации:
http://www.lcard.ru/products/accesories/rs485 (картинки внизу страницы). Если подробнее, то в http://www.lcard.ru/download/rs485-uart3.pdf и, в частности, п.3.1, где указана последовательность программной инициализации.

Близко расположенные (условно до 1 м) крейты LTR-СEU и LTR-EU при соединённых клеммах заземления технически воможно соединить кабелем синхронизации непосредственно (без устройств гальваноразвязки).

Отредактировано Гарманов Александр (26.09.2016 17:47:03)

Создание синхрособытия от кнопки (при наличии программной возможности его сформировать) мне кажется неудобным решением ...

Александр Игоревич,

А. Синхронизацию старта модулей LTR11 и LTR27 по метке START добавим в индивидуальные драйверы бесплатно в течении 2-3 недель.

Г. Интерполяцию данных в специальном драйвере "LTR11-27" предлагаю отложить до выполнения и проверки пункта А.

Уважаемые коллеги из L-Card, в процессе обсуждения и анализа темы появилось предложение по управлению синхронизацией в LTR - добавить в LTR-Server следующие функции:
- Настройка входных портов DIGIN# на прием меток СТАРТ [и СЕКУНДА].
- Настройка выходных портов DIGOUT# на трансляцию меток СТАРТ [и СЕКУНДА].
- Однократная генерация метки СТАРТ.
Поскольку это универсальные функции уровня крейта, то имеет смысл использовать их в универсальной программе LTR-Server, которую в любом случае приходится запускать. Наличие этих функций в LTR-Server было бы удобно как конечным пользователям для управления, так и  разработчикам для проверки и отладки ПО.
Помимо имеющегося API хотелось бы сразу иметь эти функции в виде готовых команд. А где эти команды использовать, если не в LTR-Server?
Если Вы добавите эти команды в LTR-Server, то они сразу станут доступны всем пользователям LTR, а не только пользователям специфического ПО.
Прошу рассмотреть эту возможность.

Не совсем до конца понятно, как именно это можно будет использовать  в реальной работе пользователями. Все же настройки синхрометок как мне казалось как правило связаны с настройками сбора данных и их запуск генерации как правило связан с запуском сбора данных, поэтому в реальной работе выглядит логичным, что эти их настройки и запуск выполняются в том же ПО что запускает сбор. Хотелось бы пояснить как Вы это видите.

Но в принципе такую возможность можно было бы добавить, как дополнительную возможность,но только уже в LTR Manager при работе через ltrd, а не в LTR Server.

Например, как в этой теме, если несколько LTR-модулей являются ведомыми, а метка СТАРТ генерируется внешним устройством или кнопкой. Пользователь должен иметь возможность настроить цифровые входы/выходы определенного крейта на ввод/вывод меток.
Поскольку архитектура LTR предполагает независимое использование модулей, то ведущие и ведомые модули не всегда используются в одной программе и даже могут использоваться с разных компьютеров. В такой ситуации удобнее из одной общей программы (LTR Server/ LTR Manager) настраивать направление приема и передачи меток, тем более, что эти функции относятся не к модулям, а к крейтам.

Ок, соглашусь, что с точки зрения работы с модулями из нескольких программ, это может избавить от необходимости существования еще одной отдельной программы для настройки синхронизации.

Думаю в течение пары недель добавлю эту возможность в LTR Manager.

Замечу только:

1.  Синхрометки настраиваются на уровне модуля, если использованы соответствующий функционал, например, модуля LTR43.

2. Если задача стоит в полной независимости программного управления синхронизацией в разных крейтах, то нужно ещё обеспечить независимость электрического состояния участвующих линий синхронизации разных крейтов, поскольку:
2a) Начальное состояние при POWER ON линий синхронизации DIGOUT - третье (Z) состояние.
2b) Крейты LTR-EU, LTR-CEU при POWER OFF шунтируют входы DIGIN кламп-диодами входов.
Это означает, что для обеспечения аппаратной независимости в общем случае:
-  При коротком непосредственном соединении линий синхронизации крейтов по схеме "ведущий-ведомые" для обеспечения начального состояния требуется внешняя резисторная подтяжка к нулю на каждой линии, а для обеспечения отсутствия влияния входов крейтов, находящихся в POWER OFF, нужны ещё  резисторы, подключенные ко входам синхронизации последовательно.
- При длинном соединении требуется использовать ту или иную схему гальваноразвязки (возможно, с использованием питания +3,3V c разъёма синхронизации крейта), которая обеспечивает начальное нулевое состояние линий и отсутствие влияния входов при POWER OFF.

При наличии требований к типу, количеству удалённости крейтов, ту или иную конкретную схему и устройство кабеля синхронизации смогу порекомендовать. Но, в ряде случаев, все эти задачи могут быть решены на основе готовых кабелей приёмопередатчиков RS-485/422-UART с гальванической изоляцией http://www.lcard.ru/products/accesories/rs485, которые совместимы с крейтами LTR-EU и LTR-CEU.

Вы можете применить интерполяцию, по мере необходимости, но сначала данные от LTR27 с частотой следования 1 кГц нужно фильтровать цифровым ФНЧ (порядок фильтра больше 20-ти) с линейной ФЧХ, с частотой среза 1 - 40 Гц, в зависимости от требований задачи.

Обновил LTR Manger (http://www.lcard.ru/download/ltrmanager_setup.exe) и добавил описание управления генерацией меток через него в http://www.lcard.ru/download/ltr_cross_sdk.pdf.