Obrada, analiza i prikaz podataka mjerenja vjetra za istraživače

Transcription

1 SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA Diplomski rad br. 137 Obrada, analiza i prikaz podataka mjerenja vjetra za istraživače Luka Romac Zagreb, siječanj 2011.

2 Zahvaljujem se mentoru prof. dr. sc. Šimiću na ukazanom povjerenju i podršci pri izradi rada. Zahvaljujem se doc. dr. sc. Havelki na pruženoj pomoći pri izradi aplikacije za skaliranje mjerenih veličina i pomoći kod glavne aplikacije. Također zahvaljujem se obitelji, djevojci i ostalim prijateljima i kolegama na bezuvjetnoj podršci.

3 Sadržaj 1. Uvod Tehničke karakteristike mjernih uređaja Raspored elemenata u akvizicijskom sustavu Povezivanje mjernih uređaja s računalom LabVIEW implementacija Programski alat LabVIEW Programsko rješenje VI-eva Baza podataka Upisivanje u bazu podataka Autorizacija korisnika Windstation.vi Web publishing razvijene aplikacije Zaključak Literatura Sažetak Abstract Privitak Tehničke karakteristike korištenih uređaja Vjetroagregat Rutland NRG #40 anemometar, Hall Effect NRG #200P pokazatelj smjera vjetra NRG 110S senzor temeprature Vertikalni anemometar RM Young T RH-5 higrometar Programabilni logički kontroleri (PLC) Login. Vi Add password.vi Modify password.vi Kreiranje baze podataka

4 Popis tablica Tablica 1: Tehničke karakteristike Rutland 503 vjetroagregata Tablica 2: Tehničke karakteristike NRG #40 anemometra Tablica 3: Tehnička specifikacija NRG #200P pokazatelj smjera vjetra Tablica 4: Tehnička specifikacija 110S Senzor temperature Tablica 5: Tehnička specifikacija za RM Young T Tablica 6: Tehnička specifikacija uređaja RH Tablica 7: Isporučeni program PLC Easy 820 DC-RC Tablica 8: Općenite karakteristike PLC Easy 820 DC-RC Tablica 9: Klimatski okolišni uvjeti PLC Easy 820 DC-RC Tablica 10: Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) PLC Easy 820 DC-RC Tablica 11: Napajanje PLC Easy 820 DC-RC Tablica 12: Sučelje PLC Easy 820 DC-RC Tablica 13: Digitalni ulazi 24 V DC PLC Easy 820 DC-RC Tablica 14: Analogni ulazi PLC Easy 820 DC-RC Tablica 15NET mreža PLC Easy 820 DC-RC: Tablica 16: Isporučeni program PLC Easy 822 DC-TC Tablica 17: Općenite karakteristike PLC Easy 822 DC-TC Tablica 18: Napajanje PLC Easy 822 DC-TC Tablica 19: Digitalni ulazi 24 V DC PLC Easy 822 DC-TC Tablica 20: Analogni ulazi PLC Easy 822 DC-TC Tablica 21: NET mreža PLC Easy 822 DC-TC

5 Popis slika Slika 1: Grafički prikaz rasporeda elemenata u akvizicijskom sustavu Slika 2: Shematski prikaz vjetroelektrane Slika 3: Shematski prikaz ožičenja PLC sustava Slika 4: Povezivanje Easy820-DC-RC releja na Ethernet pretvarač Slika 5: Komunikacijska struktura Slika 6: Ilustrativni prikaz povezivanja LabVIEW-a s PLC-om putem NI OPC servera Slika 7: Programski alat LabVIEW Slika 8: Grafički prikaz front panel i block diagram u LabVIEW-u Slika 9: LabVIEW grafički razvojno okruženje Slika 10: LabVIEW Project Explorer Slika 11: Prikaz karakteristika stvorene tablice Slika 12: Database funkcije u programskom alatu LabVIEW Slika 13: Block diagram VI-ja Upisivanje u bazu.vi Slika 14: Reference na share varijable Slika 15: Periodičko čitanje share varijabli korištenjem for petlji unutar while petlji Slika 16: Elapsed Time kontrola Slika 17: Block diagram vremenske kontrole upisa u bazu podataka Slika 18: Programsko rješenje dodjeljivanja vremenske oznake mjerenim veličinama Slika 19: Measurements kartica Slika 20: Dohvat podataka iz baze podataka Slika 21: Izlazak iz Windstation.vi Slika 22: Vjetroagregat Rutland Slika 23:Dimenzije Rutland 503 vjetroagregata Slika 24: Krivulja snage Rutland 503 vjetroagregata Slika 25: NRG #40 Hall Effect anemometar Slika 26: NRG #200P pokazatelj smjera vjetra Slika 27: NRG 110S senzor temperature Slika 28: Vertikalni anemometar RM Young T Slika 29: RH-5 higrometar Slika 30: Moeller easy 820-DC-RC Slika 31: Moeller easy 822-DC-TC

6 Slika 32: Block diagram Login.vi Slika 33: Block diagram pretraživanja korisnika Slika 34: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User doesn't exist Slika 35: Block diagram provjere ispravnosti lozinke Slika 36: Prikaz na korisničkom sučelju poruke Access denied Wrong password Slika 37: Izbor mogućnosti administratora sustava Slika 38: Front panel Login.vi Slika 39: Front panel Add password.vi Slika 40: Otvaranje konekcije na binarnu datoteku i pretvorba u dvodimenzionalno polje Slika 41: Prikaz na korisničkom sučelju User Name already Exists Slika 42: Prikaz na korisničkom sučelju Admin already Exists Slika 43: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User Name Added Slika 44: Okviri Stacked Sequence petlje Slika 45: Pretvorba dvodimenzionalnog polja i zapisivanje u binarnu datoteku Slika 46: Dio block diagrama Modify password.vi Slika 47: Block diagram izvršavanja rada s binarnom datotekom Slika 48: Front panel Modify.vi Slika 49: Provjeravanje izbora administratora sustava Slika 50: Front panel nakon odabira korisnika iz baze Slika 51: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User Modified Slika 52: Okviri Stacked Sequences petlje za mijenjanje atributa korisnika Slika 53: Prikaz ne ekranu poruke Name Confirm Delete Slika 54: Okviri Stacked Sewuences petlje za modifikaciju korisnika Slika 55: Connect to Server Slika 56: Object Explorer Slika 57: Parametri stvorene tablice Slika 58: Spremanje stvorene tablice Slika 59: Database funkcije u LabVIEW-u Slika 60: Stvaranje Source Name (ODBC) Slika 61: Prikaz stvorenog drivera SQL Server Slika 62: Kreiranje imena SQL Source Slika 63: Podešenje Data Source to SQL Server Slika 64: Podešavanje glavne baze podataka

7 Slika 65: Provjeravanje ispravnosti ODBC Data Source Slika 66: Stvoreni Data Source unutar ostalih postojećih DSN-a

8 Popis najvažnijih kratica CIP Centar za informacijsku podršku DAQ Data Aquisition HTML - HyperText Markup Language IP Internet Protocol LAN Local Area Network OLE - Object Linking and Embedding OPC OLE for Process Control SQL - Structured Query Language VI Virtual Instrument WEB - World Wide Web 8

9 1. Uvod Cilj ovog diplomskog rada je kontinuirano praćenje mjerenja na konkretnoj lokaciji te prikaz i pohrana mjerenih veličina u bazu podataka korištenjem odabranog računalnog programa. Kontinuirano praćenje podataka važno je zbog dobivanja jasnije predodžbe o kretanjima određenih fizikalnih veličina (npr. brzina vjetra, temperatura, vlažnost itd.) na konkretnoj lokaciji u svrhu predviđanja i analize proizvodnje električne energije iz energije vjetra. Također, usporedbom mjerenih podataka i podataka dobivenih mjerenjima na ostalim lokacijama u neposrednoj geografskoj blizini može se napraviti analiza širega područja vezana uz postavljanje više vjetroagregata radi proizvodnje električne energije (npr. za obližnja ruralna područja, manje gradove ili dijelove većih gradova). Ovaj rad predstavlja prototip, tj. početak, praćenja i analiziranja mjerenja dobivenih iz vjetroagregata i uređaja postavljenih na krovu C-zgrade Fakulteta elektrotehnike i računarstva u Zagrebu. Obzirom na veliki broj mjerenja u kratkim vremenskim intervalima otvaraju se razne mogućnosti obrade podataka i njihove kasnije primjene (javni prikaz na web-u, interni prikaz na službenim web stranicama fakulteta, prikaz za potrebe istraživača, izrada laboratorijskih vježbi radi upoznavanja studenata s mogućnostima dobivanja električne energije iz energije vjetra). Kako je prikupljanje podataka započelo tek nedavno, trenutno je moguće napraviti analizu ograničene količine podataka. Kontinuiranim mjerenjem dobivat će se jasnija slika ponašanja fizikalnih veličina na krovu C-zgrade FER-a i time moći raditi bolja analiza potencijala dobivanja električne energije iz vjetroagregata. U nastavku je opisana osnovna funkcionalnost mjernih uređaja i sadržaj LabVIEW aplikacija te njihova funkcionalnost. Na kraju rada (u privitku) detaljno su opisane tehničke karakteristike mjernih uređaja, kreiranje baze podataka i autorizacija korisnika. 9

10 2. Tehničke karakteristike mjernih uređaja Za potrebe diplomskog rada korišteni su mjerni uređaji: vjetroagregat Rutland 503, NRG #40 anemometar Hall Effect, NRG #200P pokazatelj smjera vjetra, NRG 110S senzor temeprature, Vertikalni anemometar RM Young T, RH-5 higrometar i Programabilni logički kontroleri (PLC). Prvenstvena namjena Rutland 503 vjetroagregata je za manja plovila na moru i za objekte malih vršnih snaga na kopnu. S obzirom na to da je naš sustav eksperimentalan s mogućnošću daljnjeg razvoja, snaga od 50 W je dovoljna za provjeru ispravnosti cijelog sustava. Anemometar NRG #40 standardni je industrijski anemometar korišten u cijelome svijetu. Hall effect izvedba omogućava kvalitetno dobivanje pravokutnog valnog signala za električno bučne okoline i instrumentacije. NRG #40 mjeri brzine vjetra do 96 m/s. NRG #200P standardni je industrijski pokazatelj smjera vjetra korišten diljem svijeta. Pokazatelj smjera direktno je spojen na precizni provodni plastični potenciometar smješten u tijelu uređaja. NRG 110S je jeftin, izdržljiv integrirani strujni senzor temperature koji pruža visok raspon napona na svome izlazu. Senzor uključuje interno obavještavanje, pojačala, linearizaciju i šest fotonaponskih panela. Idealan je za prikupljanje podataka o temperaturi za proračun gustoće energije te praćenje temperature na udaljenim mjestima. Vertikalni anemometar RM Young T dizajniran je za davanje izlaznih signala pri okomitim strujanjima vjetra gledano od tla. S obzirom na to da signal anemometra očitava i pozitivne i negativne brzine vjetra, nulta brzina vjetra odgovara srednjoj vrijednosti signala izmjerenog na NRG Symphonie bilježniku podataka. Raspon mjerenja anemometra iznosi 0 m/s 40 m/s. RH-5 je senzor s kontinuiranim mjerenjem relativne vlažnosti. Kompatibilan je sa Symphonie uređajima za bilježenje podataka te 9300 uređajima za bilježenje podataka opremljenim s FN panelima i baterijama koji imaju mogućnost ponovnog punjenja. 10

11 Programabilni logički kontroleri digitalni su elektronički uređaji koji koriste programabilnu memoriju za pamćenje naredbi kojima se zahtjeva izvođenje specifičnih funkcija, kao što su logičke funkcije, sekvenciranje, prebrojavanje, mjerenje vremena, izračunavanje, u cilju upravljanja različitim tipovima sustava i procesa preko digitalnih i analognih ulazno-izlaznih modula. Za potrebe diplomskog rada PLC-i nam služe za prihvaćanje prilagođenih signala koje nam šalju osjetnici te njihovo daljnje prosljeđivanje do nadzornog računala. Korišteni su modeli Moeller easy 820-DC-RC i Moeller easy 822-DC-TC. Detaljan opis tehničkih karakteristika mjernih uređaja opisane su u privitku Tehničke karakteristike korištenih uređaja. 11

12 3. Raspored elemenata u akvizicijskom sustavu Akvizicijski sustav čine PLC Moller Easy 820, PLC Moeller Easy 822, podatkovni uređaji (pretvornici signala), Ethernet pretvarač, napajanje 230 VAC / 24 VDC, napajanje 12 VDC i dvije sabirnice 24 VDC. Elementi u akvizicijskom sustavu smješteni su u pravokutnoj kutiji. Na vrhu kutije nalazi se sabirnica 24 VDC. Ispod sabirnice, s lijeve strane, nalazi se PLC Easy 822-DC-TC logički kontroler. S desne strane logičkog kontrolera nalaze se podatkovni uređaji. Ispod tih uređaja nalazi se druga sabirnica 24 VDC. Ispod sabirnice smješteno je napajanje 230 VAC / 24 VDC. S desne strane toga napajanje smješteno je napajanje 12 VDC. U lijevom donjem kutu akvizicijske kutije smješten je Easy820-DC-RC logički kontroler. Odmah do njega s desne strane nalazi se Ethernet pretvarač. Slika 1: Grafički prikaz rasporeda elemenata u akvizicijskom sustavu 12

13 Slika 2: Shematski prikaz vjetroelektrane 13

14 4. Povezivanje mjernih uređaja s računalom Kako bi se omogućio prikaz mjerenih veličina na zaslonima računala, potrebno je ostvariti vezu mjerni uređaj računalo. Mjerene veličine dobivene direktno iz mjernih uređaja predstavljene su ekvivalentnim frekvencijskim, naponskim ili strujnim veličinama (tzv. sirovi podaci). Kako računalo zahtijeva na svojim ulazima digitalne vrijednosti podataka, potrebno je navedene analogne veličine pretvoriti u digitalni oblik. Za ostvarivanje veze mjerni uređaj računalo koriste se programabilni logički kontroleri (PLC-i). PLC-i su programirani na način da čitaju mjerene veličine iz mjernih uređaja spojenih na ulaze PLC-a te ih pohranjuju na određene memorijske lokacije. S obzirom na to da se za potrebe diplomskog rada koristi sedam mjerenih analognih veličina te odabrani PLC-i da imaju dvanaest ulaza, od čega najviše četiri mogu biti analogna, potrebna su dva PLC-a za ostvarivanje veze mjerni uređaj računalo. Na ulaze Easy820-DC-RC PLC-a spojeni su signali napona, struje i temperature. Signal napona spojen je na ulaz I7(IA1), signal struje spojen je na ulaz I8(IA2), a signal temperature spojen je na ulaz I11(IA3). Na ulaze Easy822-DC-TC PLC-a spojeni su signali brzine H, brzine V (mv), brzine V (V), vlage, smjera i smjera napajanja 10 V. S obzirom na male vrijednosti vertikalnih brzina vjetra i potrebe za velikom točnošću koristi se mjerenje u milivoltima i u voltima. Signal brzine H spojen je na ulaz I1, signal brzine V (mv) spojen je na ulaz I7(IA1), signal brzine V (V) spojen je na ulaz I8(IA2), signal vlage spojen je na ulaz I11(IA3), signal smjera spojen je na ulaz I12(IA4). PLC na svojim ulaznim stezaljkama prima analogne naponske signale u rasponu 0 10 V. Kod izvedbe Moeller easy PLC-a koja je odabrana za potrebe diplomskog rada koristi se 10-bitna rezolucija ( koraka). Stoga, mjerene veličine se prilagođavaju na sljedeći način: y(prilagođeno) = x(sirovo) Signale napona, struje i vertikalne brzine prije spajanja na ulazne stezaljke PLCeva potrebno je dodatno prilagoditi pomoću otpornika koji se spajaju preko naponskog slijedila LM

15 Korišteni su MB30-03 (± 100 mv / 0-5 V) za napon, MB31-03 (± 10 V / 0-5 V) za struju i MB30-03 (± 100 mv / 0-5 V) za vertikalnu brzinu. PLC Easy 820 DC-RC sadrži jedinstveno korisničko ime NET -ID1, dok Easy 822 DC-TC sadrži jedinstveno korisničko ime NET -ID2. Međusobna komunikacija ostvarena je preko EasyNet veze. Signal napajanja, 24V, spojen je na ulaze PLC-a označene s +24V, dok je signal 0 spojen na oba ulaza označena s 0V. Za nadređeni (MASTER - Unit 1) PLC postavljen je Easy 820 DC-RC, a za podređeni (SLAVE -Unit 2) PLC postavljen je Easy 822 DC-TC. Slika 3: Shematski prikaz ožičenja PLC sustava Za pohranu mjerenih veličina radi daljnje uporabe koristi se virtualno računalo koje je smješteno u prostorijama Centra za informacijsku podršku (CIP). PLC uređaji u sebi imaju ugrađen serijski port za komunikaciju (RS-232), a komunikacija se vrši preko protokola koji ovisi o proizvođaču uređaja. 15

16 Najčešće se koristi tzv. full-duplex serijska veza koja omogućava istovremeni prijem i predaju podataka. Zbog male brzine prijenosa i prvenstveno izbjegavanja fizičkog spajanja PLC uređaja s virtualnim računalom u prostorijama CIP-a, serijska komunikacija prespojena je u mrežnu komunikaciju pomoću Ethernet pretvarača. Na sučelje za spajanje s računalom preko LAN mreže na Easy 820 DC-RC PLC spojen je Ethernet pretvarač preko kabela Easy 800-PC-CAB i adaptera ZB4-03B-AD1. Način spajanja prikazan je slikom. Slika 4: Povezivanje Easy820-DC-RC releja na Ethernet pretvarač Mrežna komunikacija određena je Ethernet protokolom koji zahtjeva adresu odredišta i adresu izvora za svaki paket podataka. Uz hardwersku adresu potrebno je poznavati i logičku (IP) adresu koja omogućuje pronalaženje uređaja i usmjeravanje toka podataka do njega. Logička (IP) adresa virtualnog računala je dok je logička (IP) adresa izvora

17 Slika 5: Komunikacijska struktura Kako bi mjerenim veličinama bio moguć pristup s bilo kojeg računala putem Interneta, a ne samo s virtualnog računala potrebno je instalirati OPC server na virtualno računalo. Nakon instalacije OPC server mrežnom komunikacijom prikuplja mjerene veličine te ih sprema u tzv. tagove na virtualnom računalu. Spremanje podataka u share varijable kojima je moguć pristup s bilo kojeg računala ostvaruje se preko novog OPC1 server client koji komunicira s OPC serverom preko tagova. Share varijable koriste se za razmjenu podataka između petlji jednog blok dijagrama ili između VI-jeva preko mreže. LabVIEW omogućava kreiranje tri tipa share varijabli: single-process, network-published i time-triggered. Za potrebe diplomskog rada koriste se network-published share varijable. Network-published share varijable omogućuju čitanje mjerenih veličina s bilo kojeg računala putem Interneta. Komunikacija OPC server - OPC client određen je OPC standardom baziran na Microsoft OLE tehnologiji. S obzirom na to da su mjerene veličine sirovi podaci, potrebno ih je skalirati na vrijednosti prikladne za prikaz na računalu. 17

18 Zbog toga stvoren je još jedan Scaled Server VI Periodic server client koji komunicira s OPC serverom i korištenjem LabVIEW-a provodi skaliranje sirovih podataka. Slika 6: Ilustrativni prikaz povezivanja LabVIEW-a s PLC-om putem NI OPC servera Skaliranje podataka provodi se prema sljedećim izrazima: Napon: U = U sirovo Struja: I = I sirovo Temperatura: T = T sirovo Vlaga: RH = RH sirovo 10 2 [V] , ,05 [ma] 10 55,55 86,38 [ ] [%] 1023 Smjer vjetra: Direct = Direct sirovo Horizontalna brzina vjetra: if (Speed sirovo > 0) [ ] Speed = (Speed sirovo 0,765) + 0,35 [m/s] else Speed = 0 [m/s] 18

19 Vertikalna brzina vjetra: if fabs W 22 else Vert speed = W 21 Vert speed = W ,5 < 0, ,2 2, ,018 [m/s] ,5 0,018 [m/s] Periodičkim čitanjem dijeljenih varijabli i razvojem programa u LabVIEW-u podaci se u realnom vremenu vizualno prikazuju preko indikatora te se spremaju u baze podataka u tabličnom obliku za daljnje korištenje. Razvoj programa u LabVIEW-u i spremanje podataka za daljnje korištenje opisano je u djelu LabVIEW implementacija. 19

20 5. LabVIEW implementacija Glavni cilj diplomskog rada je izrada aplikacije za prikupljanje i prikaz mjernih podataka s lokacije C-zgrada Fakulteta elektrotehnike i računarstva u Zagrebu. Aplikacija je namijenjena za potrebe istraživača stoga je bilo potrebno detaljnije obraditi podatke u smislu spremanja mjerenih veličina u većoj rezoluciji te omogućiti manipulaciju sa svim mjerenim veličinama kao i njihovo grafičko prikazivanje. Razvijena aplikacija omogućuje pregled i analizu do sada prikupljenih podataka u svrhu analize i predviđanja proizvodnje električne energije iz energije vjetra. Takvo predviđanje može poslužiti npr. kao osnova za analizu isplativosti postavljanja vjetroagregata veće instalirane snage na navedenoj ili sličnim lokacijama odnosno za bolje razumijevanje uvjeta i rada vjetroagregata na visokoj zgradi Programski alat LabVIEW Za razvoj aplikacije korišten je programski alat LabVIEW, Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench. Slika 7: Programski alat LabVIEW 20

21 Za razliku od tradicionalnih programskih jezika poput C, C++ ili Java programski alat LabVIEW u potpunosti koristi grafičko sučelje koristeći ikone umjesto redaka teksta za stvaranje aplikacija. Izvršavanje programa u tradicionalnim programskim jezicima uvjetuje se naredbama programera dok se u programskom alatu LabVIEW koristi dataflow programiranje, protok podataka određuje izvršenje. To čini koncept blok dijagram (block diagram) prednja ploča (front panel). Slika 8: Grafički prikaz front panel i block diagram u LabVIEW-u LabVIEW je u potpunosti integriran za komunikaciju s hardverom kao npr. GPIB, VXI, PXI, RS-232, RS-485 i plug-in DAQ uređajima. Također ima ugrađenu mogućnost povezivanja aplikacija na WEB koristeći LabVIEW Web Server i softverske standarde kao TCP/IP umrežavanje i ActiveX. Koristeći LabVIEW moguće je kreirati testiranja i mjerenja, prikupljanje podataka, kontrolu instrumenata, datalogging, analizu mjerenja i aplikacije s povratnim izvješćima. Kako je alat 32-bitni kompajler, moguće je napraviti samostalne izvršne i zajedničke datoteke poput DLL-a. LabVIEW koristi hijerarhijski način modeliranja u smislu da se bilo koji virtualni instrument (VI), odnosno bilo koja potpuno funkcionalna cjelina, koja se programira može pretvoriti u modul kao potprogram drugog VI-a što je u potpunosti analogno konceptu programiranja kod konvencionalnih programskih jezika. 21

22 Program nudi više fleksibilnosti od standardnih instrumenata zbog svoje softverske izvedbe čime se korisnik ne prilagođava unaprijed definiranim funkcijama instrumenata definiranih od strane proizvođača, već sam definira kako će pojedini instrument raditi. Ukoliko dođe do potrebe za prilagodbu ili nadogradnju postojećih virtualnih instrumenata, to je moguće uraditi u vrlo kratkom razdoblju. Slika 9: LabVIEW grafički razvojno okruženje 5.2. Programsko rješenje VI-eva S obzirom na to da aplikacija koristi više virtualnih instrumenata, u programskom alatu LabVIEW omogućeno je lakše upravljanje tim virtualnim instrumentima korištenjem LabVIEW Projecta. LabVIEW Project omogućuje korisniku lakšu organizaciju VI-jeva i ostalih LabVIEW datoteka kao i datoteka koje ne pripadaju LabVIEW-u poput.doc,.pdf,.xls i sl. Prilikom spremanja projekta LabVIEW stvara projektnu datoteku (.lvproj) u koju se spremaju sve datoteke koje pripadaju samom projektu. 22

23 Slika 10: LabVIEW Project Explorer Kako aplikacija za istraživače zahtijeva kompleksniju izvedbu glede mogućnosti pristupa podacima, mogućnošću prikupljanja određenih podataka za daljnju obradu te mogućnošću grafičkog prikaza podataka potrebno je bilo implementirati sljedeće VI-jeve: - VI koji provjerava ima li određeni korisnik pravo pristupa aplikaciji te je li korisnik administrator sustava ili user (Login.vi) - VI koji omogućuje administratoru sustava dodavanje novih usera i modifikaciju već postojećih (Add password.vi, Modify password.vi) - VI kojim je omogućena navigacija po karticama koje uključuju opis sustava, praćenje trenutnih vrijednosti mjerenih podataka, mogućnost prikupljanja podataka te mogućnost grafičkog prikaza podataka (Windstation.vi) - VI koji čita share varijable sa servera i pohranjuje ih u bazu podataka (Upis u bazu.vi) Prije razvoja VI-ja Upis u bazu.vi potrebno je stvoriti bazu podataka kako bi se omogućilo i odredilo gdje će se mjerene veličine zapisivati. 23

24 5.3. Baza podataka Za potrebe prikupljanja podataka, njihove pohrane u računalu te njihovog kasnijeg korištenja u svrhu istraživačkih potreba stvorena je baza podataka. Baza podataka je skup međusobno povezanih podataka, pohranjenih u vanjskoj memoriji računala. Podaci su istovremeno dostupni raznim korisnicima i aplikacijskim programima. Kreiranje baze podataka i manipulacija s podacima obavlja se posredstvom zajedničkog softwera. Korisnici i aplikacije pritom ne moraju poznavati detalje fizičkog prikaza podataka, već se referenciraju na logičku strukturu baze. Postoji više vrsta softwera za kreiranje baze podataka, a razlikuju se po stabilnosti baza i zaštiti koju pružaju. Budući da LabVIEW koristi Microsoftovu tehnologiju za kreiranje baze podataka odabran je Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server 2005 koristi relacijski model glede logičke organizacije podataka u bazi. Zbog zahtjeva relacijskog modela svaka baza podataka sastoji se od skupa pravokutnih tabela tzv. relacija. Svaka relacija ima svoje ime po kojem se razlikuje od ostalih u istoj bazi. Nakon kreiranja baze, u bazi podataka stvorena je tablica u kojoj se spremaju mjerene veličine. Tablice predstavljaju dvodimenzionalne matrice čiji redovi predstavljaju naziv i svojstva objekata (mjerenih veličina) pohranjenih u tablici, a stupci svojstva objekata izražena odgovarajućim tipom podataka. Slika 11: Prikaz karakteristika stvorene tablice 24

25 Tablica sadrži 8 stupaca od čega prvi stupac predstavlja vrijeme upisa u bazu dok ostali predstavljaju mjerene veličine. Za realizaciju upisivanja mjerenih veličina pomoću programskog alata LabVIEW razvojem VI-ja Upis u bazu.vi potrebna je instalacija dodatka za LabVIEW Database connectivity. Slika 12: Database funkcije u programskom alatu LabVIEW Za detaljniji opis stvaranja baze podataka pogledati privitak Kreiranje baze podataka. 25

26 5.4. Upisivanje u bazu podataka Za upisivanje u bazu podataka korištene su Connectivity Database funkcije koje nam omogućuju jednostavno modeliranje virtualnog instrumenta kojim ćemo mjerene veličine upisivati u bazu podataka u tabličnom obliku svakih 60 sekundi. Mjerene veličine se spremaju svakih 60 sekundi kako bi istraživačima bio dostupan detaljan prikaz podataka radi daljnje kvalitetnije analize. Blok dijagram virtualnog instrumenta za upisivanje u bazu podataka prikazan je slijedećom slikom. Slika 13: Block diagram VI-ja Upisivanje u bazu.vi S obzirom na to da je bilo potrebno mjerene veličine zapisati u prikladni oblik kojim će se omogućiti da se s bilo koje lokacije ti podaci mogu iščitavati u LabVIEW-u je realizirano kao spremanje u tzv. dijeljene (share) varijable. Za pristup čitanju podataka potrebno je uspostaviti vezu sa serverom gdje su realizirane dijeljene varijable. Veza se uspostavlja otvaranjem konekcije na dijeljene varijable putem Open Variable Connection LabVIEW funkcije. 26

27 Kako bi funkcija ispravno pristupila uspostavljanju veze potrebno je funkciji dovesti ispravne ulaze koje sačinjavaju tip podataka i reference na dijeljene varijable. Slika 14: Reference na share varijable Za čitanje mjerenih veličina s network-published share varijabli koristi se Read Variable Function funkcija. Ulazi Read Variable Function spajaju se na izlaze Open Variable Connection funkcije. Zbog potrebe za periodičkim čitanjem podataka funkcije se moraju postaviti unutar odvojenih for petlji koje se smještaju u zasebne while petlje. Program funkcionira na način da se prvo otvori svih sedam konekcija unutar prve for petlje te se u drugoj for petlji podaci čitaju i informacije se prosljeđuju na funkciju notifikacije. Slika 15: Periodičko čitanje share varijabli korištenjem for petlji unutar while petlji Za kontrolu paralelnog rada više while petlji odjednom služe funkcije notifikacije (Notifier Operations). Pokretanjem VI-ja slijedno se izvršava prvo while petlja u 27

28 kojoj se nalazi Open Variable Connection funkcija. Nakon otvaranja svih konekcija shareanih varijabli izvršava se petlja u kojoj se nalazi Read Variable Function funkcija. Za vremensku kontrolu upisivanja u bazu podataka koristi se Elapsed Time kontrola (slika 26). Slika 16: Elapsed Time kontrola Zapis mjerenih veličina u bazu podataka odvija se svakih 60 sekundi pri čemu je Elapsed Time kontrola automatizirana radi periodičkog upisivanja podataka. Case petljom ostvareno je ograničavanje zapisivanja na svakih 60 sekundi na način ukoliko je case petlja istinita proradit će funkcija Send Notification. U slučaju da case petlja nije istinita programski se čeka na automatsko resetiranje Elapsed Time kontrole. Slika 17: Block diagram vremenske kontrole upisa u bazu podataka 28

29 Pristup bazi podataka u LabVIEW-u omogućen je sljedećim funkcijama u obliku VI-ja: DB Tools Open Connection, DB Tools Insert Data i DB Tools Close Connection. DB Tools Open Connection funkcijom ostvaruje se veza s bazom podataka zadavanjem reference na koju se bazu treba povezati. Ova se funkcija aktivira neposredno prije while petlje za upisivanje podataka kako bi se izbjeglo nepotrebno konstantno otvaranje i zatvaranje za svaku informaciju koju Wait Notification funkcija zaprimi. While petlja za upisivanje u bazu podataka kontinuirano se izvršava tako što Wait Notification funkcija čeka informaciju od Send Notification funkcije u smislu vrijednosti podataka mjerenih veličina koja se šalje svakih 60 sekundi. Podaci mjerenih veličina prije upisivanja u bazu podataka razdvajaju se koristeći pretvarač iz polja u cluster i funkciju Unbundle. Neposredno prije upisivanja u bazu podataka mjerenim veličinama dodjeljuje se vrijeme kada se veličine upisuju u bazu. Kako se koristi relacijski model logičke organizacije podataka unutar baze potrebno je referencirati tablicu definiranu prilikom stvaranja baze podataka u koju se podaci upisuju te se DB Tools Insert Data funkcijom podaci s vremenskom oznakom upisuju u bazu. Nakon što se program zaustavi, automatski se zatvara veza s bazom podataka kako bi se osiguralo ispravno zapisivanje samo onih podataka koji su do tada očitani iz dijeljenih varijabli. Slika 18: Programsko rješenje dodjeljivanja vremenske oznake mjerenim veličinama 29

30 Razdvajanjem while petlji za čitanje iz dijeljenih varijabli i while petlje za upisivanje u bazu podataka eliminirale su se nepotrebne greške koje se mogu pojaviti unutar zajedničkog rada Autorizacija korisnika Radi ograničavanja pristupa cjelokupnoj javnosti potrebno je bilo ograničiti broj korisnika same aplikacije na način da je potrebno korisničko ime i lozinka za pristup podacima. Login.vi namijenjen je za provjeru korisnika kojima je omogućen pristup aplikaciji. Popis korisnika zajedno s pripadajućom lozinkom i definiranim statusom korisnika nalazi se u binarnoj datoteci user and password library. Programski dio autorizacije korisnika razvijen je tako što je dopušteno u sustavu imati samo jednog administratora sustava koji uz pregledavanje aplikacije ima mogućnost modifikacije i brisanja postojećih korisnika te dodavanje novih korisnika. Pomoću Add password.vi realiziran je način dodavanja novog korisnika dok Modify password.vi omogućuje modifikaciju postojećih korisnika i njihovo brisanje unutar datoteke user and password library. Detaljan opis funkcionalnosti rada i način izvedbe virtualnih instrumenata Login.vi, Add password.vi i Modify password.vi opisan je u privitku Login.vi, Add password.vi i Modify password.vi. 30

31 5.6. Windstation.vi VI Windstation.vi odlikuje se svojom jednostavnošću pregleda parametara za potrebe istraživača. Sučelje je napravljeno tako da se vrlo brzo mogu pregledati i dohvatiti podaci potrebni istraživaču za daljnju analizu i korištenje. Windstation.vi sačinjava 6 kartica: Welcome Measurements Retrieve data Data processing Graph Turn off Ovakav izbor kartica odabran je prvenstveno uvažavajući najčešće potrebe istraživača radi obrade podataka. Dodatni razlog ovakvog odabira kartica proizlazi iz dosadašnjeg iskustva koje je većinski bazirano radom na diplomskom projektu Sustav za praćenje rada malog vjetroagregata te teorijskim proučavanjem iskorištavanja potencijala energije vjetra u svrhu dobivanja električne energije iz vjetroagregata. Početna kartica, Welcome, daje osnovne podatke o sustavu za praćenje i dohvat mjerenih veličina te namjenu ostalih kartica. Measurements kartica namijenjena je za trenutni prikaz svih mjerenih veličina sustava instaliranog na C-zgradi FER-a. Velika prednost trenutnog prikaza mjerenih veličina je u tome što se može dobiti trenutno meteorološko stanje u užoj okolini gdje je sustav instaliran (južni centar grada Zagreba). Trenutnim prikazom mjerenih veličina moguće je lako ustanoviti radi li sustav ispravno ili su njegovi pojedini dijelovi u kvaru. Prikaz trenutnih mjerenih veličina u LabVIEW-u ostvaren je uporabom indikatora. Veličine koje se prikazuju: brzina vjetra (Wind Speed), smjer vjetra (Wind Direction), temperatura (Temperature), relativna vlažnost (Relative humidity), napon (Voltage), struja (Current), predviđena snaga vjetroagregata i vertikalna brzina vjetra (Vertical Wind Speed). 31

32 Slika 19: Welcome kartica Slika 19: Measurements kartica Sve mjerene veličine osim predviđene očekivane snage vjetroagregata očitavaju se s mjernih senzora uređaja instaliranih na krovu C-zgrade FER-a. 32

33 Izračun predviđene očekivane snage određen je preko krivulje snage vjetroagregata na način da je za određenu trenutnu brzinu vjetra unaprijed poznata očekivana snaga. Kako u LabVIEW-u nije moguće crtati krivulju snage vjetroagregata, krivulja je programskim alatom Matlab aproksimirana polinomom petog stupnja te kao takva realizirana u LabVIew-u preko Formula Node strukture. Slika 21: Programski kod aproksimacije krivulje snage vjetroagregata Rutland 503 u Matlabu-u Slika 22: Formula Node za realizaciju polinoma 5 stupnja 33

34 Slika 23: Dio block diagrama Measurements kartice Trenutni prikaz mjerenih veličina ostvaren je na dva načina: grafički i numerički. Grafičkim prikazom ostvaruje se preglednost mjerenih veličina dok numeričkim dobivamo brojčane vrijednosti. Dodatno je omogućena pretvorba određenih fizikalnih veličina (m/s u km/h i C u F) zbog mogućnosti pristupa aplikaciji istraživača diljem svijeta. Programski kod Measurements kartice izvodi se pristupom i čitanjem dijeljenih varijabli, njihovom obradom te prikazom korištenjem indikatora. Retrieve data kartica omogućuje dohvat svih mjerenih veličina odabirom vremenskog perioda upisivanja u bazu podataka u tabličnom obliku. Takav način dohvata mjerenih veličina služi istraživaču za moguću daljnju manipulaciju podacima njihovim prebacivanjem u drugi programski alat, npr. MS Excel, koji ima podržan tablični rad s podacima. Dohvat mjerenih veličina ostvaruje se korištenjem Database funkcija u obliku VI-ja koje se izvršavaju unutar case petlje. Za ispravan rad DB Tools Execute Query VIja potrebno je ostvariti konekciju s bazom podataka u kojoj su tablično zapisane mjerene veličine i ispravno upisati SQL query stanje za izvršavanje. SQL query ostvaren je upisom SQL naredbe koja je realizirana spajanjem više stringova u jedan zaseban pomoću Concatenate Strings funkcije. Za odabir vremenskog perioda ispisa mjerenih veličina korištena je Time Stamp kontrola kojom se 34

35 određuje željeni datum. Kako kontrolu nije moguće direktno spojiti na Concatenate Strings funkcija, potrebno je bilo pretvoriti ju u string. Pritiskom OK boolean kontrole case petlja preći će u istinito stanje te će se na zaslonu pojaviti ispis mjerenih veličina za odabrani vremenski period. Slika 24: Block diagram Retreive kartice Slika 20: Dohvat podataka iz baze podataka 35

36 Data processing kartica omogućuje obradu mjerenih veličina u smislu određivanja minimalne, maksimalne i srednje vrijednosti brzine vjetra, temperature i relativne vlažnosti za određeni dan. Ovakva obrada mjerenih veličina važna je istraživačima kako bi mogli pratiti kretanja minimalne, maksimalne te prosječne vrijednosti kroz duži period vremena. Također se na ovakav način može promatrati dolazi li do većeg odstupanja mjerenih veličina kroz odabrani vremenski period. Ti ekstremi koriste istraživaču za uspoređivanje s dostupnim podacima iz državnih ili privatnih institucija za praćenje kretanja meteoroloških prilika. Eventualnim većim odstupanjem između jednih i drugih podataka istraživač je u mogućnosti procijeniti za koje potrebe su mu određeni podaci kvalitetniji. Slika 26: Data processing kartica Programska pozadina Data proccesing kartice ima sličnu programsku osnovu kao i Data retrieve kartica. Bazirana je na Database funkcijama u obliku VI-ja te SQL naredbama za dohvat obrade mjerenih veličina. Namjena Data retrieve kartice je obrada mjerenih veličina za točno određeni dan što ukazuje na razliku u odnosu na Data retrieve kartice. 36

37 Slika 27: Block diagram Data processing kartice Graph kartica omogućuje grafički prikaz mjerenih veličina. Kartica sadržava dva grafa pri čemu jedan predstavlja grafički prikaz kretanja brzine vjetra za određeni dan, a drugi grafički prikaz kretanja brzine vjetra za duži vremenski period. Tako prikazani podaci korisni su istraživačima kako bi relativno brzo uočili eventualna značajnija odstupanja pojedinih vrijednosti na grafu. To ukazuje na potrebe istraživača za detaljnije analiziranje vremenskog perioda u kojem je uočeno veće odstupanje kako bi se utvrdio uzrok odstupanja. Mogući uzroci odstupanja podataka mogu biti zbog neispravnog rada senzora, greške u komunikaciji ili kratkotrajnih atmosferskih poremećaja koji mogu utjecati na naglu promjenu fizikalnih veličina (wind shear i sl.). 37

38 Slika 28: Front panel Graph kartice Programski kod Graph kartice realiziran je kao i kod Retrieve data no za razliku od Retrieve data kod koje se radio dohvat svih mjerenih veličina u Graph kartici se radi dohvat samo brzine vjetra te se mjerena veličina prikazuje na grafičkom indikatoru. Turn off kartica služi za izlazak iz aplikacije te vraćanje na login zaslon. Slika 21: Izlazak iz Windstation.vi 38

39 6. Web publishing razvijene aplikacije Koristeći LabVIEW Web Server moguće je publicirati sliku front panela VI-eva ili samostalnih aplikacija na Web. Prema zadanim postavkama, nakon što se omogući pravilno funkcioniranje Web Server-a, aplikacije i VI-evi vidljivi su svim Web preglednicima. Ipak, moguće je kontrolirati pristup objave sadržaja front panela te je moguće odrediti koji se VI-evi namjeravaju publicirati na Web. Za prikaz front panela na Web-u, VI-evi moraju biti pohranjeni na računalu. Ovakav način publiciranja na Web razvijene aplikacije za potrebe istraživača vrlo je jednostavan te je izbjegnuto dodatno web programiranje (programiranje PHP, Java programskim jezicima) zasebne stranice i grafičkih indikatora potrebnih za prikaz trenutnih mjerenih veličina i popratnog sadržaja aplikacije. Direktnim publiciranjem sadržaja aplikacije iz LabVIEW-a omogućeno je korištenje standardnih LabVIEW grafičkih indikatora potrebnih za prikaz sadržaja aplikacije. Da bi se omogućilo istraživaču pregled i eventualna kontrola funkcija na front panelu na daljinu putem interneta potrebno je izraditi HTML dokumentaciju te implementirati statičnu ili dinamičku sliku front panela ili implementirati kompletni front panel aplikacije u HTML dokumentaciju. Izrada HTML dokumentacije realizirana je pomoću Web Publishing alata. Slika 30: Web Publishing Tool 39

40 Izradom HTML dokumentacije omogućen je transparentni prikaz grafičke podloge i pripadne dokumentacije u realnom vremenu na Internetu. Za odabir izgleda aplikacije odnosno njezinog front panela koristi se Viewing Mode opcija. Omogućen je prikaz u tri oblika: Embedded, Snapshot i Monitor. Koristeći Snapshot opciju aplikacija na Internetu izgledati će kao statična slika front panela aplikacije koja je trenutno u memoriji servera računala gdje je aplikacija pohranjena. Koristeći Monitor opciju omogućena je dinamička slika front panela aplikacije koja je trenutno u memoriji servera računala. Embedded opcija omogućuje najsloženiji i najrealniji prikaz izgleda aplikacije u smislu da se front panel aplikacije implementira u HTML dokument čime je omogućeno istraživaču pregled i eventualna kontrola funkcija front panela aplikacije na daljinu. Dodatni zahtjev aplikacije razvijene za potrebe istraživača je u tome što je potrebno omogućiti istovremeni pristup aplikaciji više istraživača s različitih lokacija spajanja. Remote front panel omogućuje grupi korisnika koji pristupaju VI-u s različitih lokacija istovremeno pregledavanje front panela odabranog VI-a. Kao standard VI pod opcijama ima omogućeno tako da samo jedan korisnik može upravljati VI-em u određenom trenutku. Stoga je potrebno u VI Properties pod kategorijom Execution uključiti opciju Reentrant execution. Slika 31: Setting Reentrant Execution 40

41 Uključivanjem Reentrant execution omogućeno je paralelno izvršavanje više primjeraka VI-a (omogućeno je da se svakom korisniku dodijeli vlastiti primjerak front panela koji pregledava) s odvojenom i različitom pohranom podataka. 41

42 7. Zaključak Ovaj rad predstavlja početak praćenja mjerenih podataka s lokacije C-zgrada Fakulteta elektrotehnike i računarstva u Zagrebu u svrhu potrebe istraživača za njihove daljnje istraživanje potencijala isplativosti ulaganja u razvoj tehnologije, načina priključenja i izvedbe pogona uređaja za proizvodnju električne energije (konkretno vjetroagregata). Ciljevi rada bili su ostvariti vezu mjernih uređaja s virtualnim računalom smještenog u centru za informacijsku podršku, prilagoditi mjerene veličine na standardne fizikalne veličine, kreirati bazu podataka u kojoj će se mjerene veličine zapisivati te kao glavni cilj izraditi aplikaciju za prikupljanje i trenutni grafički prikaz mjerenih podataka i manipulaciju s podacima koristeći LabVIEW programski alat. Postavljeni ciljevi na samom početku izvedbe rada u potpunosti su realizirani čime je omogućeno zapisivanje mjerenih veličina u bazu podataka i eksperimentalno analiziranje kretanja mjerenih veličina posebice brzine vjetra, smjera vjetra, napona i struje opterećenja kako bi se odredili dominantne karakteristike lokacije koje utječu na kretanja mjerenih veličina. Ovako razvijena aplikacija omogućuje korištenje do sada prikupljenih podataka u svrhu analize i predviđanja proizvodnje električne energije iz energije vjetra. Takvo predviđanje može poslužiti kao osnova za analizu isplativosti postavljanja vjetroagregata veće instalirane snage na navedenoj ili sličnim lokacijama. S obzirom na to da je kreirana baza podataka te postoji zapis mjerenih veličina istraživačima je omogućen širi izbor uzimanja podataka te njihovo međusobno uspoređivanje. Moguće je nadograditi ovaj rad u smislu proširivanja manipulacije sa svim mjerenim veličinama, mogućnošću grafičkog prikaza većeg broja podataka te eventualno povezivanje s drugim sličnim sustavom na drugim lokacijama. Za kvalitetniju usporedbu i procjenu mjerenih veličina potreban je duži period mjerenja i pohrane podataka u bazu podataka za razliku od trenutne baze podataka od svega nekoliko mjeseci unutar jedne godine. 42

43 8. Literatura 1. Malčić, Goran. Programabilni logički kontroleri. Interna skripta, Tehničko veleučilište u Zagrebu 2. NRG Systems - Global Leader in Wind Measurement Technology (NRG #40anemometar, NRG #200 pokazatelj smjera vjetra, 110S senzor temperature, RH-5 higrometar) RM Young T vertikalni anemometar, R. M. Young Company Rutland 503 vjetroagregat Moller programabilni logički kontroleri NI, National Instruments, LabVIEW National Instruments, LabVIEW Basics I Course Manual, Version 6.0, studeni 2000., 8. National Instruments, LabVIEW Basics II Course Manual, Version 6.0, studeni 2000., 9. National Instruments, Simultaneously Controlling LabVIEW Remote Front Panels, prosinac

44 9. Sažetak Cilj ovog rada je bio analizirati, obraditi i prikazati rezultate mjerenja s testnog uređaja postavljenog na lokaciju C zgrada FER a. U radu su opisane tehničke specifikacije mjernih uređaja, programabilnih uređaja te vjetroagregata. Također je i opisano raspored elemenata u akvizicijskom sustavu, povezivanje mjerenih uređaja s virtualnim računalom, upisivanje mjerenih veličina u bazu podataka, LabVIEW implementacija i web publishing razvijene aplikacije. Aplikacija je razvijena za potrebe istraživača i sadrži trenutni prikaz mjerenih veličina, dohvat mjerenih veličina, obradu podataka i grafički prikaz odabranih podataka. Ključne riječi: obrada, analiza, prikaz podataka za potrebe istraživača, LabVIEW, baza podataka, web publishing 44

45 10. Abstract The purpose of this thesis is to analize, process and display measurement results from a test device mounted on the roof of C-building on FER. The thesis describes technical specification of measurement instruments, programabile device and wind turbine. Description also includes layout of elements of the acquisition system, linking measurement instruments with a virtual PC, inserting data into a database, LabVIEW implementation and web publishing tool. The aplication is developed for researchers and contains current display of measured data, retrieve measured data, data processing and graphical display of selected data. Keywords: processing,analysis, presentation of data for researchers, LabVIEW, databases, web publishing 45

46 11. Privitak Tehničke karakteristike korištenih uređaja Vjetroagregat Rutland 503 Odabrani vjetroagregat je Rutland 503 koji je prilikom postavljanja na krov C- zgrade FER-a bio dostupan na ZVNE-u čime nije bila potrebna dodatna novčana investicija glede nabave novog vjetroagregata. Prvenstvena namjena Rutland 503 vjetroagregata je za manja plovila na moru i za objekte malih vršnih snaga na kopnu. S obzirom na to da je naš sustav eksperimentalan s mogućnošću daljnjeg razvoja, snaga od 50 W je dovoljna za provjeru ispravnosti cijelog sustava. Koristeći generator bez željezne jezgre u statoru, vjetroagregat postiže rad pri najmanjim brzinama vjetra, a zbog efekta zamašnjaka, premošćuju se promjene brzine vjetra i postiže kontinuirana proizvodnja energije. Rutland 503 može generirati snagu do tri puta veću od nazivne. Slika 22: Vjetroagregat Rutland

47 Slika 23:Dimenzije Rutland 503 vjetroagregata Tablica 1: Tehničke karakteristike Rutland 503 vjetroagregata Maksimalna izlazna snaga 50 W Nazivni napon 12 V Minimalna brzina vjetra 14 km/h Maksimalna brzina vjetra 72 km/h Radna temperatura od -40 do +60 C Masa 6 kg Promjer elise 510 cm Broj krakova 6 Broj okretaja u minuti 450 Materijal elise karbonska vlakna Preporučen kabel 10 mm 2 za dužine do 10 m, 16 mm 2 za dužine do 20m Preporučen promjer cijevi 48 mm (6/4") 47

48 Slika 24: Krivulja snage Rutland 503 vjetroagregata 48

49 NRG #40 anemometar, Hall Effect Anemometar NRG #40 standardni je industrijski anemometar korišten u cijelome svijetu. Hall effect izvedba omogućava kvalitetno dobivanje pravokutnog valnog signala za električno bučne okoline i instrumentacije. NRG #40 mjeri brzine vjetra do 96 m/s. Njihov mali inercijski moment i jedinstven ležaj dozvoljava vrlo brze odzive na nagle promjene brzine vjetra. Zbog izlazne linearnosti idealni su za korištenje s raznim uređajima za prikupljanje podataka. Hall effect sklopka uključuje pravokutni naponski signal frekvencijski proporcionalan brzini vjetra. Potrebna je struja iznosa 5 ma za stvaranje uzbudnog istosmjernog napona u rasponu 5-24 V. Prijemni dio sastoji se od tri lopatice (šuplje metalne polukugle) postavljene na zajedničku osovinu, odnosno Robinsonov križ. Slika 25: NRG #40 Hall Effect anemometar 49

50 Tablica 2: Tehničke karakteristike NRG #40 anemometra Opis Izlazni signal Napajanje Odzivne karakteristike Postavljanje Okolina Materijali Tip senzora Aplikacije Raspon mjerenja Kompatibilnost Vrsta signala Robinsonov križ Procjena izvora vjetra Meteorološke studije Ekološka kontrola 1 m/s 96 m/s Kontroleri ili loggeri kojima je potreban pravokutni valni signal Pravokutni valni signal iz otvorenog kolektora tranzistora Frekvencija proporcionalna brzini vjetra Prijenosna funkcija [ m/s = (Hz x 0.765) ] Točnost Preporučeni otpor tereta Kalibracija Raspon izlaznog signala Napon Struja Prag Unutar 0.1 m/s za raspon brzina između 5 m/s i 25 m/s Izlazi do 20 ma Tipični pritezni otpornik od 3300 Ω za 24 V Minimalni pritezni otpornik od 250 Ω za 5 V Dostupna kalibracijska verzija 0 Hz 125 Hz 5 V 24 V DC 9 ma max 0.78 m/s Distantna konstanta 3.0 m Moment inercije 7.32 x 10-8 Radni promjer rotora Montaža Potrebni alati 190 mm Na stup promjera 13 mm Električna vrpca, petrolejski žele Raspon radne temperature -55 C 60 C Raspon radne vlažnosti Veze Težina Dimenzije Polukugle Tijelo Osovina Ležaj Priključna kapica Terminali 0 100% RH 4-40 mjedenih heksagonalnih matica 0.14 kg Tri polukugle stožastog presjeka, 51 mm promjer Ukupna visina montaže 81 mm Jednodijelni lijevani crni polikarbonat Kućište od crne ABS plastike Berilij bakar, potpuno učvršćen Modificirani teflon, samopodmazujući Zaštitna PVC priključna kapica uključena Mjed 50

51 NRG #200P pokazatelj smjera vjetra NRG #200P standardni je industrijski pokazatelj smjera vjetra korišten diljem svijeta. Termoplastična komponenta i komponenta od nehrđajućeg čelika otporne su na koroziju i nagle promjene udara vjetra. Pokazatelj smjera direktno je spojen na precizni provodni plastični potenciometar smješten u tijelu uređaja. Analogni izlazni napon, koji je direktno proporcionalan smjeru vjetra, proizvodi se kada se na potenciometar narine konstantni uzbudni napon. Slika 26: NRG #200P pokazatelj smjera vjetra 51

52 Tablica 3: Tehnička specifikacija NRG #200P pokazatelj smjera vjetra Vrsta senzora Potenciometrični pokazatelj smjera vjetra s kontinuiranom rotacijom Opis Aplikacije procjena izvora vjetra meteorologijske studije praćenje utjecaja na okoliš Raspon mjerenja 360 mehanički, kontinuirana rotacija Kompatibilnost Svi NRG uređaji za bilježenje podataka Vrsta signala Analogni istosmjerni napon iz konduktivnog plastičnog potenciometra, 10 kω Prijenosna funkcija Izlazni signal je napon razmjeran narinutom ulaznom naponu Izlazni signal Potenciometrična linearnost Preciznost unutar 1 % Mrtvi pojas 8 maksimalno, 4 uobičajeno Raspon izlaznog signala 0 V do uzbudnog napona (isključujući mrtvi pojas) Napajanje Narinuti napon Regulirana potenciometrična uzbuda od 1 15 V istosmjerno Odzivna karakteristika Prag 1 m/s Postavljanje Montaža Na stup promjera 13 mm sa zapornom iglom i setom vijaka Alati Električna vrpca, petrolejski žele, 6.25 mm matice Radna temperatura -55 C C Relativna vlažnost 0 do 100 % Okolina 50 milijuna revolucija (2-6 godina Životni vijek normalnog pogona) Spojevi 4 40 mjedenih heksagonalnih zakovica Težina 0.14 kg Vanjski izgled 21 cm duljine x 12 cm visine Dimenzije 27 cm radni promjer Tijelo Crna UV stabilizirana antistatička plastika Osovina Nehrđajući čelik Materijali Ležaj Nehrđajući čelik Krilo Crna UV stabilizirana lijevana plastika Priključna kapica PVC Zakovice mjed 52

53 NRG 110S senzor temeprature NRG 110S je jeftin, izdržljiv integrirani strujni senzor temperature koji pruža visok raspon napona na svome izlazu. Senzor uključuje interno obavještavanje, pojačala, linearizaciju i šest fotonaponskih panela. Idealan je za prikupljanje podataka o temperaturi za proračun gustoće energije te praćenje temperature na udaljenim mjestima. Slika 27: NRG 110S senzor temperature 53

54 Tablica 4: Tehnička specifikacija 110S Senzor temperature Opis Izlazni signal Tip senzora Aplikacije Integrirani strujni senzor temperature sa šest Procjena izvora vjetra Meteorološke studije Ekološka kontrola Raspon mjerenja -40 C 52.5 C Kompatibilnost Vrsta signala Prijenosna funkcija Preciznost NRG loggeri Linearni analogni napon [ Temp = (napon x 55.55) C ] Nagib +/- 0.8 C max Nelinearnost +/ C max Uk. pogreška +/- 1.1 C max Električna vremenska konstanta 250 µs Područje izlaznog signala 0 V 2.5 V DC Karakteristika odziva Toplinska vremenska konstanta 10 min Napajanje Postavljanje Okolina Fizički opis Materijal Napon Struja Montaža Potrebni alati 4 V 35 V DC 300 µa max (bez tereta na izlazu) Ručna na stup 8 mm fiksne lopatice Senzor za zaštitu od zračenja: [ 127mm promjer x 127mm visina ] Raspon radne temperature -40 C 52.5 C Radno područje vlažnosti senzora 0 100% RH Životni vijek 10 godina + Povezivost Duljina kabela Težina Dimenzije Kabel Sonda Oznaka žica: Signal (bijela žica) Uzemljenje (crna žica) Pobuda (crvena žica) Uzemljenje zaštite od zračenja 5 m 0.47 kg Senzor: 30.5 mm visina x 12.7 mm promjer Senzor sa zaštitom od zračenja: 127 mm promjer x 127 mm visina 3 vodiča 22 AWG, kromirani PVC omot Aluminij Ekran - 54

55 Vertikalni anemometar RM Young T Vertikalni anemometar RM Young T dizajniran je za davanje izlaznih signala pri okomitim strujanjima vjetra gledano od tla. S obzirom na to da signal anemometra očitava i pozitivne i negativne brzine vjetra, nulta brzina vjetra odgovara srednjoj vrijednosti signala izmjerenog na NRG Symphonie bilježniku podataka. Pritom je potreban SCM #3745 propelerski anemometar za kvalitetno uzimanje signala pomoću NRG Symphonie bilježnika podataka i T koji povezuje NRG-ov panel s oklopljenim kabelom s dva vodiča. Slika 28: Vertikalni anemometar RM Young T 55

56 Tablica 5: Tehnička specifikacija za RM Young T Opis Vrsta senzora Aplikacije Raspon mjerenja Kompatibilnost Vrsta signala Propelerski anemometar Mjerenje vertikalne komponente brzine vjetra 0.5 m/s 40 m/s NRG Symphonie bilježnik podataka (sa SCM vertikalnim anemometrom) Napon u mv Izlazni signal Prijenosna funkcija [ m/s = x mv ] Preciznost +/- 1 % Preporučeni otpor tereta >10 kω Raspon izlaznog signala +/ mv Odzivna karakteristika Radni promjer 200 mm Postavljanje Montaža žičani konektor na cm cijevnom stupu montiranje senzora za žičani konektor Vanjski izgled Spojevi - kabeli se leme za konektor - senzori se utiču u žičani konektor 56

57 RH-5 higrometar RH-5 je senzor s kontinuiranim mjerenjem relativne vlažnosti. Kompatibilan je sa Symphonie uređajima za bilježenje podataka te 9300 uređajima za bilježenje podataka opremljenim s FN panelima i baterijama koji imaju mogućnost ponovnog punjenja. RH-5 koristi polimerni otporni senzor koji omogućuje izvrsnu linearnost i osjetljivost uz brzi odziv i dugoročnu stabilnost. Montira se s donje strane kutije i uključuje 1,5 m kabela. Slika 29: RH-5 higrometar 57

58 Tablica 6: Tehnička specifikacija uređaja RH-5 Opis Vrsta senzora Primjene Raspon mjerenja Kompatibilnost Vrsta signala Polimerski otporni senzor vlage procjena izvora vjetra meteorologijske studije praćenje utjecaja na okoliš 5 95 % relativne vlažnosti Symphonie sa RH5 SCM + ipack Linearni analogni napon Prijenosna funkcija % RH = napon x 20 Izlazni signal Preciznost +/- 5 % RH u rasponu 5 95 % RH (pri 25 C) Raspon izlaznog signala 0 5 V za % RH uz otpor tereta >10 kω Napajanje Napon V DC, 12 V pri 1.2 ma Postavljanje Montaža Alat Pomoću vijaka odvijač ključ od 9 mm Okolina Radna temperatura - 40 C 54 C Relativna vlažnost 0 95 % RH Vanjski izgled Materijal Spojevi Duljina kabela Težina Dimenzije Kabel Kućište Trožilni oklopljeni kabel: crvena: napajanje crna: uzemljenje bijela: izlazni signal 1.5 m 0.68 kg 115 mm x 102 mm x 80 mm Trožilni 22 AWG Lijevani aluminij i nehrđajući čelik 58

59 Programabilni logički kontroleri (PLC) Programabilni logički kontroleri digitalni su elektronički uređaji koji koriste programabilnu memoriju za pamćenje naredbi kojima se zahtjeva izvođenje specifičnih funkcija, kao što su logičke funkcije, sekvenciranje, prebrojavanje, mjerenje vremena, izračunavanje, u cilju upravljanja različitim tipovima sustava i procesa preko digitalnih i analognih ulazno-izlaznih modula. Za potrebe diplomskog rada PLC-i nam služe za prihvaćanje prilagođenih signala koje nam šalju osjetnici te njihovo daljnje prosljeđivanje do nadzornog računala. Korišteni su modeli Moeller easy 820-DC-RC i Moeller easy 822-DC-TC. Easy 800 inteligentni logički kontroleri nude široki skup značajki i puno veću funkcionalnost nego standardni inteligentni uređaji. Mogućnost umrežavanja sustava omogućuje sustavu da kontrolira do 300 ulaza/izlaza koristeći distribuiranu inteligentnu arhitekturu. Slika 30: Moeller easy 820-DC-RC Slika 31: Moeller easy 822-DC-TC 59

60 Specifikacija PLC-a Easy 820 DC-RC: Tablica 7: Isporučeni program PLC Easy 820 DC-RC easynet ugrađen Ulazi Digitalni 12 od njih se mogu koristiti kao analogni 4 Izlazi Poslani 10 A (UL) 6 Analogni 1 Dodatne značajke Ekran i tipkovnica DA Sat u stvarnom vremenu DA Napon napajanja 24 V DC Tablica 8: Općenite karakteristike PLC Easy 820 DC-RC Standardi EN 55011, EN 55022, IEC/EN , IEC , IEC Dimenzije (Š x V x D) mm x 90 x 72 (6 PE) Težina kg 0.3 Montiranje Cilindrična spojnica IEC/EN 60715, 35 mm ili učvršćivanje vijkom pomoću fiksiranih držača ZB4-101-GF1 (dodatak) Tablica 9: Klimatski okolišni uvjeti PLC Easy 820 DC-RC Radna temperatura okoline C , niske temp. Prema IEC , visoke temp. Prema IEC Kondenzacija Upotrijebiti prikladne mjere za sprečavanje kondenzacije LCD zaslon (jasno čitljiv) C 0-55 Skladištenje C Relativna vlažnost, bez kondenzacije % 5-95 (IEC/EN ) Tlak zraka (u pogonu) hpa Otpornost na koroziju cm 3 /m 3 IEC/EN dana SO 2 cm 3 /m 3 10 IEC/EN dana H 2 S cm 3 /m

61 Tablica 10: Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) PLC Easy 820 DC-RC Prenaponska kategorija/stupanj II/2 zagađenja Elektrostatsko pražnjenje (ESD), prema kv IEC EN Zračno pražnjenje kv 8 Kontaktno pražnjenje kv 6 Elektromagnetsko polje (RFI), prema IEC V/m 10 EN Radio smetnje EN Klasa B, EN Klasa B Prsnuće, prema IEC/EN Kablovi napajanja kv 2 Linije signala kv 2 Visoko energetski pulsevi (IEC/EN ) kv 2 (kablovi napajanja, simetrični, EASY DC) Pulsevi snage (IEC/EN ) kv 0.5 (kablovi napajanja, simetrični, EASY DC) Zračenje RFI, prema IEC/EN V 10 Tablica 11: Napajanje PLC Easy 820 DC-RC Nazivni napon rada U e V 24 DC (-15/+20%) Dopušten raspon V DC Preostala komešanja % 5 Ulazna struja Ulazna struja 115/230 V AC ma Propisano 140 Propadi napona (IEC/EN ) ms 10 Širenje topline W Propisano 3.4 Tablica 12: Sučelje PLC Easy 820 DC-RC CANopen Potencijal izolacije Od napona napajanja NE Završetak sabirnice (prva i zadnja DA točka) CANopen operacijski modul Točke Broj maks. 8 61

62 Tablica 13: Digitalni ulazi 24 V DC PLC Easy 820 DC-RC Broj 12 Ulazi koji se mogu upotrijebiti kao analgni 4 (I7, I8, I11, I12) Oznaka statusa LCD zaslon (ako je postoji) Moguća izolacija Od napajanja NE Između digitalnih impulsa NE Od izlaza DA Moguća izolacija DA Određen napona napajanja U e V DC 24 Za signal 0 U e V DC < 5 (I1 I6, I9, I10) <8 (I7, I8, I11, I12) Za signal 1 U e V DC > 15.0 (I1 I6, I9, I10) >8.0 (I7, I8, I11, I12) Ulazna struja za signal 1 I1 do I6 ma 3.3 (kod 24 V DC) I7, I8 ma 2.2 (kod 24 V DC) I9, I10 ma 3.3 (kod 24 V DC) I11, 112 ma 2.2 (kod 24 V DC) Vrijeme kašnjenja od 0 prema 1 ms ON ms 20 OFF ms Propisano 0.1 (I1 I4) i 0.25 (I5 I12) Vrijeme kašnjenja od 1 prema 0 ms ON ms 20 OFF ms Propisano 0.1 (I1 I4), 0.4 (I5, I6, I9, I10) i 0.2 (I7, I8, I11, I12) Duljina kabla (nezaštićenog) m 100 Mjerilo frekvencije Količina 2 (I1, I2, I3, I4) Brojač frekvencije khz < 5 Oblik pulsa Kvadratični val Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Inkrementalni brojač Kvantiteta 2 (I1 + I2, I3 + I4) Brojač frekvencije khz 3 Oblik impulsa Kvadratični val Brojač ulaza I1 i I2, I3 i I4 2 Offset signala 90 Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Brzi brojač signala Broj 4 (I1, I2, I3, I4) Brojač frekvencije khz < 5 Oblik impulsa Kvadratični val Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Duljina kabela m < 20 62

63 Tablica 14: Analogni ulazi PLC Easy 820 DC-RC Broj 1 Moguća izolacija Od napajanja NE Napajanje, između kabela NE Od digitalnih izlaza DA Moguća izolacija DA Tip izlaza DC napajanje Raspon signala V DC 0-10 Rezolucija, analogni V 0.01 Rezolucija, digitalni V 0.01 Rezolucija Bit 10 (vrijednosti ) Ulazna impedancija kω 11.2 Točnost prikazanih vrijednosti Dva EASY uređaja % ± 3 Unutar jednog uređaja % ± 2 (I7, I8, I11, I12) ± 0.2 V Vrijeme pretvorbe, analogni/digitalni ms Svaki CPU ciklus Ulazna struja ma < 1 Duljina kabela m < 3 Tablica 15NET mreža PLC Easy 820 DC-RC: Stanice Broj maks. 8 Brzina prijenosa/duljina prijenosa 1000 KBit/s, 6 m 500 KBit/s, 25 m 250 KBit/s, 60 m 125 KBit/s, 125 m 50 KBit/s, 300 m 20 KBit/s, 700 m 10 KBit/s, 1000m Potencijalna izolacija 2 dodatna ulaza DA Potencijalna izolacija DA Od izlaza DA Potencijalna izolacija DA Završeci sabirnice (prva i zadnja točka) DA Tehnika spajanja RJ45, 8-polni 63

64 Specifikacije PLC-a Easy 822 DC-TC Tablica 16: Isporučeni program PLC Easy 822 DC-TC easynet ugrađen Ulazi Digitalni 12 od njih se mogu koristiti kao analogni 4 Izlazi Tranzistorski 8 Analogni 1 Dodatne značajke Ekran i tipkovnica DA Sat u stvarnom vremenu DA Napon napajanja 24 V DC Tablica 17: Općenite karakteristike PLC Easy 822 DC-TC Standardi EN 55011, EN 55022, IEC/EN , IEC , IEC Dimenzije (Š x V x D) mm x 90 x 72 (6 PE) Težina kg 0.3 Montiranje Cilindrična spojnica IEC/EN 60715, 35 mm ili učvršćivanje vijkom pomoću fiksiranih držača ZB4-101-GF1 (dodatak) Tablica 18: Napajanje PLC Easy 822 DC-TC Nazivni napon rada U e V 24 DC (-15/+20%) Dopušten raspon V DC Preostala komešanja % 5 Ulazna struja Ulazna struja 115/230 V AC ma Propisano 140 Propadi napona (IEC/EN ) ms 10 Širenje topline W Propisano

65 Tablica 19: Digitalni ulazi 24 V DC PLC Easy 822 DC-TC Broj 12 Ulazi koji se mogu upotrijebiti kao analgni 4 (I7, I8, I11, I12) Oznaka statusa LCD zaslon (ako je postoji) Moguća izolacija Od napajanja NE Između digitalnih impulsa NE Od izlaza DA Moguća izolacija DA Određen napona napajanja U e V DC 24 Za signal 0 U e V DC < 5 (I1 I6, I9, I10) <8 (I7, I8, I11, I12) Za signal 1 U e V DC > 15.0 (I1 I6, I9, I10) >8.0 (I7, I8, I11, I12) Ulazna struja za signal 1 I1 do I6 ma 3.3 (kod 24 V DC) I7, I8 ma 2.2 (kod 24 V DC) I9, I10 ma 3.3 (kod 24 V DC) I11, 112 ma 2.2 (kod 24 V DC) Vrijeme kašnjenja od 0 prema 1 ms ON ms 20 OFF ms Propisano 0.1 (I1 I4) i 0.25 (I5 I12) Vrijeme kašnjenja od 1 prema 0 ms ON ms 20 OFF ms Propisano 0.1 (I1 I4), 0.4 (I5, I6, I9, I10) i 0.2 (I7, I8, I11, I12) Duljina kabla (nezaštićenog) m 100 Mjerilo frekvencije Količina 2 (I1, I2, I3, I4) Brojač frekvencije khz < 5 Oblik pulsa Kvadratični val Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Inkrementalni brojač Kvantiteta 2 (I1 + I2, I3 + I4) Brojač frekvencije khz 3 Oblik impulsa Kvadratični val Brojač ulaza I1 i I2, I3 i I4 2 Offset signala 90 Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Brzi brojač signala Broj 4 (I1, I2, I3, I4) Brojač frekvencije khz < 5 Oblik impulsa Kvadratični val Omjer pauziranja pulsa 0.1:0.1 Duljina kabela m < 20 65

66 Tablica 20: Analogni ulazi PLC Easy 822 DC-TC Broj 4 (I7, I8, I11, I12) Moguća izolacija Od napajanja NE Od digitalnih Ulaza NE Od izlaza DA Između ulaza DA Tip ulaza DC napajanje Raspon signala V DC 0-10 Rezolucija, analogni V 0.01 Rezolucija, digitalni V 0.01 Rezolucija Bit 10 (vrijednosti ) Ulazna impedancija kω 11.2 Točnost prikazanih vrijednosti Dva EASY uređaja % ± 3 Unutar jednog uređaja % ± 2 (I7, I8, I11, I12) ± 0.12 V Vrijeme pretvorbe, analogni/digitalni ms Svaki CPU ciklus Ulazna struja ma < 1 Duljina kabela m < 3 Tablica 21: NET mreža PLC Easy 822 DC-TC Stanice Broj maks. 8 Brzina prijenosa/duljina prijenosa 1000 KBit/s, 6 m 500 KBit/s, 25 m 250 KBit/s, 60 m 125 KBit/s, 125 m 50 KBit/s, 300 m 20 KBit/s, 700 m 10 KBit/s, 1000m Potencijalna izolacija 2 dodatna ulaza DA Potencijalna izolacija DA Od izlaza DA Potencijalna izolacija DA Završeci sabirnice (prva i zadnja točka) DA Tehnika spajanja RJ45, 8-polni 66

67 12. Login. Vi Radi ograničavanja pristupa cjelokupnoj javnosti potrebno je bilo ograničiti broj korisnika same aplikacije na način da je potrebno korisničko ime i lozinka za pristup podacima. Login.vi namijenjen je za provjeru korisnika kojima je omogućen pristup aplikaciji. Popis svih korisnika koji imaju pristup nalazi se u posebnoj datoteci imena user and password library koja je zajedno s aplikacijom implementirana na virtualno računalo. Pristup i promjena podataka u datoteci dozvoljena je samo administratoru sustava. Slika 32: Block diagram Login.vi VI funkcionira tako da nakon unosa korisničkog imena i lozinke provjerava se ispravnost unesenih veličina na način da se prvo provjerava da li u datoteci user and password library postoji korisničko ime. U blok dijagramu provjeravanje je programski izvedeno pomoću Array funkcija kojima se pozicionira na stupac datoteke koji predstavlja korisničko ime unosom index column te se pomoću Search 1D Array funkcije potražuje da li u datoteci postoji korisničko ime. Dio programskog koda koji provjerava postoji li korisničko ime u datoteci prikazan je narednom slikom. 67

68 Slika 33: Block diagram pretraživanja korisnika Ukoliko korisničko ime ne postoji Search 1D Array funkcija automatski izbacuje vrijednost -1 te se na zaslonu ekrana javlja poruka da navedeni korisnik ne postoji (User doesn't exist). Slika 34: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User doesn't exist Ukoliko je korisničko ime ispravno slijedno se provjerava ispravnost lozinke. Programski kod za provjeru ispravnosti lozinke isti je kao i za provjeru korisničkog imena uz promjenu index column koji se pomiče na stupac lozinke. 68

69 Slika 35: Block diagram provjere ispravnosti lozinke Na zaslonu ekrana pojaviti će se poruka da je pristup odbijen (Access denied Wrong password) ako je unesena kriva ili nepostojeća lozinka. Slika 36: Prikaz na korisničkom sučelju poruke Access denied Wrong password Nadalje, u slučaju ispravne lozinke provjerava se je li sustavu pristupio korisnik ili administrator sustava. Pristup korisnika VI direktno preusmjerava korisnika na VI Windstation.vi dok administrator ima mogućnost dodavanja novog korisnika, modifikaciju postojećih ili preusmjeravanje na VI Windstation.vi. 69

70 Slika 37: Izbor mogućnosti administratora sustava Dodatno je omogućeno nakon što se korisnik prijavi na sustavu i njegovo odjavljivanje i time se vraća na osnovni izgled aplikacije. Slika 38: Front panel Login.vi 70

71 13. Add password.vi Pravo pristupa VI-ju Add password.vi ima samo administrator sustava. Slika 39: Front panel Add password.vi Pomoću njega administrator može dodavati novog korisnika. Dodavanje novog korisnika izvršava se na način da se prvo provjerava ispravnost korisničko imena odnosno da li u datoteci user and password library postoji već korisnik pod istim imenom. Neposredno prije provjeravanja i dodavanja novog korisnika potrebno je otvoriti konekciju na binarnu datoteku user and password library pomoću Open_Create_Repace File funkcije u obliku VI-ja te pročitati sadržaj datoteke koji se zapisuje u dvodimenzionalno polje iz kojega će se provjeravati sadržaj datoteke. Slika 40: Otvaranje konekcije na binarnu datoteku i pretvorba u dvodimenzionalno polje 71

72 Ako korisnik postoji na ekranu će se pojaviti poruka User Name already Exists te će program pritiskom OK tipke automatski prebaciti na početni front panel za dodavanje novog korisnika. Slika 41: Prikaz na korisničkom sučelju User Name already Exists Ispravnim odabirom korisničkog imena slijedi provjera da li se u datoteku želi dodati user ili administrator sustava. S obzirom na to da je dozvoljen samo jedan administrator u sustavu automatski odabirom administratora javit će se na ekranu poruka Admin already Exists. Slika 42: Prikaz na korisničkom sučelju Admin already Exists Programska osnova za provjeru ispravnosti korisničkog imena i vrste korisnika realizirana je na isti način kao i kod VI-ja login.vi korištenjem Search 1D Array funkcije te ispravnim zadavanjem parametara index column kojim se referencira na stupac koji predstavlja ili korisničko ime ili vrstu korisnika. Ukoliko su zadovoljeni svi uvjeti za dodavanje novog korisnika na ekranu će se pojaviti poruka User Name Added. 72

73 Slika 43: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User Name Added Dodavanjem novog korisničkog imena realizirano je korištenjem Array funkcija (Build Array, Insert Into Array) i String funkcije za spajanje više stringova u jedan unutar Stacked Sequence petlje kojom se definira slijed izvršavanja dijela block diagrama za dodavanje novog korisnika jer ne postoji prirodni slijed ovisnosti podataka. Stacked Sequence petlja sadrži 4 okvira koji se izvršavaju slijedno jedan za drugim, a dodavanje novog korisnika odnosno upis podataka u user and password library neće se završiti dok se zadnji okvir ne izvrši. Slika 44: Okviri Stacked Sequence petlje Kako bi se proslijedili podaci iz jednog okvira u bilo koji slijedeći okvir potrebno je koristiti priključak lokalne sekvence (sequence local terminal) koji na okviru petlje izgleda kao mali kvadratni blok unutar kojeg se nalazi strelica prema van ili prema unutra ovisni kako i gdje je elementu priključena funkcija koja predstavlja izvor podataka. Unutar okvira 0 stvara se polje s parametrima novog korisnika te se informacija, koja ujedno predstavlja izvor podataka drugim okvirima sekvence, šalje na 73

74 element lokalne sekvence. Unutar okvira 1 stvoreno novo polje upisuje se u polje u kojem se nalaze parametri postojećih korisnika. Unutar okvira 2 pomoću Concatenate funkcije stvara se poruka koja će se pojaviti na ekranu administratora sustava. Korištenjem One Button Dialog funkcije poruka će se na ekranu pojaviti u obliku pop up izbornika s OK tipkom za izlazak. Unutar posljednjeg okvira sekvence resetiraju se polja za upis novog korisnika. Nakon izlaska iz menija za upis novog korisnika pritiskom Exit tipke realizira se stvarni upis u datoteku. Zapis novog korisnika koji se realizirao upisom u dvodimenzionalno polje pretvara se u tablični string oblik pomoću Array to Spreadsheet String funkcije te se pohranjuje u binarnu datoteku korištenjem Write to Binary File funkcije. Slika 45: Pretvorba dvodimenzionalnog polja i zapisivanje u binarnu datoteku Izlaskom iz VI-ja Add password.vi administrator se vraća na izbornik gdje može ponovno pristupiti dodavanju korisnika, modifikaciji postojećih korisnika ili prelasku na VI Windstation.vi. 74

75 14. Modify password.vi VI Modify password.vi omogućuje modifikaciju postojećih korisnika i njihovo brisanje unutar datoteke user and password library. Pravo pristupa kao i kod VI-a Add password.vi omogućeno je samo administratoru sustava čime se postiže kvalitetnija sigurnost i održavanje user and password library datoteke. Slika 46: Dio block diagrama Modify password.vi Programski kod realiziran je korištenjem while petlje kojom se neprekidno čeka naredba za izvršenje, case petljama kojima se kontrolira modifikacija ili brisanje korisnika te izlazak iz VI-a, Property kontrolama kojima se upravlja poljima koja se mijenjaju i njihova kontrola vidljivosti te Stacked sequences petljama kojima se upravlja tijek izvršavanja dijelova block diagrama. Kako bi se omogućila modifikacija postojeće user and password library datoteke potrebno je prvo (identično kao i kod VI-eva login.vi i add password.vi) otvoriti konekciju na binarnu datoteku, pročitati sadržaj i pretvoriti ga u dvodimenzionalno polje koje će se unutar glavne while petlje modificirati, a izlaskom iz VI-a ponovno će se pretvoriti u binarnu datoteku i kao takvu pohraniti u user and password library datoteku. 75

76 Slika 47: Block diagram izvršavanja rada s binarnom datotekom Nakon što administrator sustava pristupi VI -u Modify password.vi na zaslonu ekrana će se pokazati popis svih korisnika datoteke user and password library unutar Contents tablice. Upisom korisnika u polje User name administrator ima mogućnost modifikacije ili brisanja tog korisnika izborom Modify ili Delete tipke. Slika 48: Front panel Modify.vi Ulaskom u VI automatski je podešeno neistinito boolean stanje Modify, Delete i Exit kontrola. Kako bi se provjerilo koju naredbu je administrator odabrao te koji dio programskog koda slijedno se izvršava stvoreno je polje vrijednosti Modify, 76

77 Delete i Exit boolean stanja, a njegovo pretraživanje vrši se pomoću Search 1D Array funkcije. Slika 49: Provjeravanje izbora administratora sustava Ukoliko je administrator odabrao korisnika koji se nalazi u datoteci te odabrao modifikaciju na ekranu će se automatski pojaviti atributi korisnika (korisničko ime, lozinka i vrsta korisnika) koje je moguće mijenjati. 77

78 Slika 50: Front panel nakon odabira korisnika iz baze Lijevi stupac pokazuje postojeće atribute odabranog korisnika dok se u desnom stupcu vrši izmjena atributa korisnika. Izmjenom postojećih atributa korisnika pritiskom Replace tipke na ekranu će se pojaviti User Name Modified poruka te će administrator automatski biti prebačen na početni ekran VI-a. Slika 51: Prikaz na korisničkom sučelju poruke User Modified Programsko rješenje mijenjanja atributa korisnika kojeg je administrator sustava odabrao realizirano je pomoću Stacked sequences petlje kojom se slijedno određuje izvršavanje programskog koda za modifikaciju korisnika. 78

79 Slika 52: Okviri Stacked Sequences petlje za mijenjanje atributa korisnika Identično korisničko ime dvaju korisnika te dva ili više administratora sustava nije dopušteno te će program javiti grešku s popratnim tekstom ovisno koji uvjet se nije zadovoljio. Unutar okvira 0 Stacked sequences petlje provjerava se je li administrator mijenjao atribute korisnika te je li zadovoljen uvjet postojanja samo jednog administratora sustava. Ukoliko su svi uvjeti zadovoljeni unutar okvira 1 petlje vrši se modifikacija odabranog korisnika na način da se mijenjaju stupci dvodimenzionalnog polja. Unutar okvira 2 realizirana je poruka koja će se pojaviti na ekranu nakon što se atributi postojećeg korisnika zamjene s novim atributima te je izvedeno automatsko izlaženje iz menija Modify i vraćanje na početni ekran VI-a. Za izlaženje iz Modify menija ako administrator nema potrebu mijenjati postojeće atribute služi Exit Modify tipka. Ukoliko je administrator odabrao korisnika koji se nalazi u datoteci te odabrao brisanje iz korisnika iz datoteke na ekranu će se automatski pojaviti poruka kojom je potrebno potvrditi brisanje korisnika pritiskom Delete tipke. 79

80 Slika 53: Prikaz ne ekranu poruke Name Confirm Delete Programsko rješenje brisanja korisnika realizirano je kao i kod modifikacije korisnika pomoću Stacked sequences petlje s tri okvira slijednog izvršavanja naredbi. Unutar okvira 0 provjerava se da li se zaista želi izbrisati korisnik koristeći Two Button Dialog. Unutar okvira 1 koristeći Delete From Array funkciju odabrani korisnik briše se iz dvodimenzionalnog polja tako što se briše redak sa svim atributima korisnika. Unutar okvira 2 nakon što se izvrši brisanje korisnika administrator se prebacuje na početni ekran VI-a. Slika 54: Okviri Stacked Sewuences petlje za modifikaciju korisnika 80

81 Za izlazak iz Modify.vi VI-a služi Exit tipka kojom se administrator prebacuje na izbor hoće li pristupiti Add password.vi, Modify password.vi ili Windstation.vi VI-u. 81

82 15. Kreiranje baze podataka Baza podataka je skup međusobno povezanih podataka, pohranjenih u vanjskoj memoriji računala. Podaci su istovremeno dostupni raznim korisnicima i aplikacijskim programima. Kreiranje baze podataka i manipulacija s podacima obavlja se posredstvom zajedničkog softwera. Korisnici i aplikacije pritom ne moraju poznavati detalje fizičkog prikaza podataka, već se referenciraju na logičku strukturu baze. Postoje više vrsta softwera za kreiranje baze podataka, a razlikuju se po stabilnosti baza i zaštiti koju pružaju. Budući da Labview koristi microsoftovu tehnologiju za kreiranje baze podataka odabran je Microsoft SQL Server Labview ima uključenu instalaciju za microsoft SQL server u svom DSC modulu koji je moguće skinuti s linka: Kako bi se moglo pristupati serveru za stvaranje baze podataka potrebno je instalirati Microsoft SQL server management studio koji je moguće skinuti s linka: SQLServer2005_SSMSEE.msi Pokretanjem MS SQL server management studia na zaslonu se javlja prozorčić koji traži da se odabere na koji server se želimo spojiti. Pod server name potrebno je odabrati ime_računala\citadel dok se pod Authentication odabere Windows Authentication. 82

83 Slika 55: Connect to Server Nakon spajanja na server, za kreiranje baze podataka koristi se Object Explorer na način da se baza stvori desnim klikom na Databases -> New Database. Ukoliko bude izbacivalo grešku, potrebo je izaći iz Microsoft SQL server management studia i ponovno ga pokrenuti kao run as administrator. Ovo je najčešći problem za korisnike Windows Vista i Windows 7 operacijskog sustava. Slika 56: Object Explorer 83

84 Nakon kreiranja baze potrebo je u bazi stvoriti tablicu u kojoj će se spremati mjerene veličine. Tablice predstavljaju dvodimenzionalne matrice čiji redovi predstavljaju naziv i svojstva objekata (mjerenih veličina) pohranjenih u tablici, a stupci svojstva objekata izražena odgovarajućim tipom podataka. Kreiranje tablice stvara se na isti način kao i kreiranje baze desni klik Tables -> New Table. U sredini programa automatski se pojavljuje prozorčić u koji se upisuju nazivi stupaca i vrsta podataka koji će spremati u stupce. Slika 57: Parametri stvorene tablice Potrebno je stvoriti 8 stupaca s pripadajućim imenom koji predstavlja mjerenu veličinu koja se upisuje u stupac. Za stupac u koji se upisuje vrijeme potrebno je odabrati vrstu podataka datetime dok za ostale stupce u koje se upisuju mjerene veličine potrebno je odabrati vrstu numeric preciznošću 18,6 (max 18 mjesta ispred i max 6 mjesta iza dicemalnog zareza). Kako bi tablica ostala sačuvana potrebno je napraviti spremanje tablice desni klik Save Table. Slika 58: Spremanje stvorene tablice Nakon spremanja tablice stvorena ja baza s tablicom u kojoj će se mjerene veličine spremati. 84

85 Ukoliko se želi komunicirati i raditi s bazama u programskom alatu Labview potrebno je instalirati dodataka Database connectivity toolkit koji je moguće skinuti s linka: Instalacijom toolkita u programskom alatu Labview će se pojaviti dodatne male ikone pod Connectivity -> Database koje služe za komunikaciju s bazom. Slika 59: Database funkcije u LabVIEW-u Kako bi se mogla ostvariti komunikacija u programskom alatu Labview mora se omogućiti da je baza vidljiva programskom alatu Labview. Svaka vrsta baza podataka imaju svoj odbc driver. ODBC driver služi aplikacijama za komuniciranje sa serverom i bazom. Preko njega moguće se spojit s bazom i upisivat mjerene veličine u tablicu. Da bi se moglo to napraviti potrebno je Labview-u odrediti koji odbc driver da koristi i na koju bazu da se spaja. Stoga je potrebno stvoriti Source Name gdje definiramo na koju bazu se spojiti i koji se driver koristi. Stvaranje Source Name nalazi se u Control Panel -> Administrative Tools -> Data Sources (ODBC). 85

86 Slika 60: Stvaranje Source Name (ODBC) Opcijom Add odabere se koji se odbc driver želi koristiti. S obzirom na to da se koristi Microsoft SQL server potrebno je odabrati driver pod imenom SQL Server. Slika 61: Prikaz stvorenog drivera SQL Server Nakon što je izabran driver potrebno je pod ime Data Source potrebno je odabrati ime kako će se zvati Data Source (u našem slučaju fer) te na koji server će se spajati (ime_računala\citadel). 86

87 Slika 62: Kreiranje imena SQL Source Slijedeći korak potrebno je ostaviti onako kako je već automatski određeno. Slika 63: Podešenje Data Source to SQL Server U slijedećem koraku moguće je odrediti koja će baza biti automatski podešena kao glavna. Odabere se baza koja se kreirala da bude automatski glavna. 87

88 Slika 64: Podešavanje glavne baze podataka Nakon što se unesu sve potrebne informacije za stvaranja Data Source završni dio je testiranje kojim se provjerava ispravnost novog ODBC Data Source. Slika 65: Provjeravanje ispravnosti ODBC Data Source Data Source koji se kreirao automatski će se pojaviti pod postojeće koji se koriste u računalu. 88

89 Slika 66: Stvoreni Data Source unutar ostalih postojećih DSN-a Time je napravljen Data Soruce koji sadrži informacije koji se odbc driver koristi, na koji se server treba spojiti i na koju bazu se potrebno spojiti na tom serveru. Ovim korakom sve je spremno za spajanje iz programskog alata Labview. 89