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Curso de Verano: Simulaciones en la Enseñanza.
UCLM. Puertollano (Ciudad Real) 20 y 21 de Julio de 2000

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL (Aplicaciones Educativas)

José Manuel Ruiz Gutiérrez

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL (Aplicaciones Educativas)

José Manuel Ruiz Gutiérrez.

Indice

1.- Conceptos Generales sobre Instrumentación 2.- Operadores e Instrumentos Virtuales 3.- Areas de Aplicación dela Instrumentación Virtual 4.- Arquitecturas Básicas de un Sistema de Adquisición de Datos (SAD) 5.- Lenguajes y Entornos orientados a la Instrumentación Virtual 6.- Sistemas aplicados a la industria: SCADAS

Curso de Verano. UCLM Puertollano Julio 2000

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INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL (Aplicaciones Educativas)

José Manuel Ruiz Gutiérrez.

1 Conceptos Generales sobre instrumentación.Eldesarrollo de la informática industrial ha permitido en los últimos años la incorporación de una serie de herramientas tanto a nivel de Software como Hardware que están provocando una gran transformación en la concepción y diseño de sistemas de instrumentación, análisis y control de procesos en los que intervengan variables físicas externas procedentes de una planta o ambiente real. 1.1. Concepto deinstrumento: Entendemos por instrumento aquel sistema encargado de recoger una señal de determinada naturaleza y procesarla para mostrar o registrar su valor haciendo uso de un sistema de representación electromagnético (instrumentos de aguja) electrónico (display), registro gráfico sobre el papel, señal acústica, óptica, etc.. Esta definición pertenece ya al pasado dado que la incorporación delordenador en los procesos de medida significa que los instrumentos clásicos que se utilizaban hasta hace unos años se ven sustituidos por el monitor de un ordenador o por una unidad de almacenamiento de datos, un módem, etc... La posibilidad de interaccionar con un computador en el proceso de medida ha permitido la creación de verdaderos equipos de instrumentación basados en una arquitecturacomputacional auxiliada de un hardware adecuado.

Figura 1 La conversión fiable de señales de naturaleza analógica en señales digitales mediante unidades convertidoras A/D, la velocidad de conversión ,la disminución de los niveles de discretización de las señales a convertir, la posibilidad de implementar buses orientados a la instrumentación y el desarrollo de protocolos muy fiables de comunicaciónentre unidades son entre otros los factores que han permitido el desarrollo de la nueva instrumentación asistida por computador (IAC). Un instrumento convencional tanto electromecánico como electrónico tiene grandes limitaciones de cara a las demandas actuales en las aplicaciones tanto industriales como educativas o de investigación. Las señales que se recogen del “mundo físico” han de sertratadas a través de complicados algoritmos matemáticos que conforman un amplio campo de la instrumentación que es el de los “sistemas digitales de procesamiento de señal” DSP gracias a los cuales se pueden realizar aplicaciones de altas prestaciones en el campo de las medidas: Análisis espectral de las señales, filtrado de señal, estudio de transitorios, estudio estadístico de la señal, etc..

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José Manuel Ruiz Gutiérrez.

2 Operadores e Instrumentos Virtuales.2.1 ¿Qué es un instrumento virtual (IV)?.

Se define así aquella aplicación informática que permite la manipulación de unos datos o valores realizando sobre ellos tres grandes tipos de operaciones: Procesamiento, presentación yalmacenamiento o transmisión. • El procesamiento de los datos permite la elaboración y análisis de la información que se lee, y consiste en la aplicación de algoritmos, en la mayoría de los casos de tipo matemático. La presentación es la operación de visualización de los datos elaborados haciendo uso de los recursos gráficos de un entorno o un lenguaje orientado a la instrumentación virtual....