आभासी उपकरणन-३

आभासी उपकरणन: संकल्पना

आजकाल निरंतर संकेत, अंकित संकेतांच्या मानाने चांगले मानले जात नाहीत. ह्याची दोन कारणे आहेत. एक तर दर्शनाचे दृष्टीने सापेक्षपृथकता, आणि दुसरं म्हणजे संस्करणसुलभता. निरंतर संकेतांची दर्शनाचे दृष्टीने सापेक्षपृथकता सीमित असते. उदाहरणार्थ: निरंतर संकेतात एकदशलक्षांश सापेक्षपृथकता मिळवण्यासाठी एक किलोमीटर लांबीची मापनपट्टी लागेल तर अंकित संकेतात तेव्हढीच सापेक्षपृथकता मिळवण्यासाठी फक्त सहा आकडी अंकित-संकेत-दर्शक पुरेसा ठरेल. अलीकडेच उपलब्ध झालेल्या दृतगती (फास्ट), कार्यक्षम (एफिशियंट) आणि यथातथ्य (अक्युरेट) संस्करण क्षमतेमुळे अंकित संकेतांचा उपयोग आणखीनच सुलभ झाला आहे. याशिवाय, आवृत्ती-जनक (फ्रिक्वेन्सी आऊटपुट) संवेदकांचा (जसे: चक्रवर्ती प्रवाह मापक- व्होर्टेक्स फ्लो मीटर) विकासही अंकित संकेतांचा पक्षधर राहीला आहे. पारंपारिक उपकरणे, मुळात सहा वेगवेगळ्या प्रकारे अधिगृहित माहितीचे प्रदर्शन वा नियंत्रण, चालकास उपलब्ध करून देतात. ते आहेत:

१. निरंतर संकेत दर्शक, अंकित संकेत दर्शक, अंकदर्शक
२. य-क्ष आरेखक, य-समय आरेखक, पट्टरूप आरेखक (स्ट्रिप चार्ट रेकॉर्डर), गोलाकार आरेखक
३. चालू-बंद निदर्शक, मापनसीमापार लक्षवेधक (अलार्म इंडिकेटर), स्थितिनिदर्शक (स्टेटस इंडिकेटर)
४. माहितीसूची (डाटा लिस्टस), माहिती तालिका (डाटा टेबल्स)
५. उभे व आडवे दंडदर्शक (बार टाईप इंडीकेटर्स), गोलाकार हिस्सा दर्शक (पाय टाईप इंडीकेटर्स)
६. नियंत्रण खिटया (कंट्रोल नॉब्स), दाबकळा (पुश बटन्स), खटकें (स्विचेस), अविरत चक्रनियंत्रक (कंटिन्युअस रोटेटिंग नॉब्स), अंगुष्ठवर्तित चक्र (थम्ब व्हिल्स)

हे सारे प्रकार संगणकाच्या पडद्यावर सहज साकार करता येतात. म्हणून प्राय: सगळी उपकरणे संगणकावर साकारता येतात.


इथे, एक आकृतिकल्पन (कॉन्फिगरेशन) दिले आहे. यात एक सर्वसाधारण, औद्योगिक-स्वीय-संगणन-चलित पर्यवेक्षी नियंत्रण व माहिती अधिग्रहण प्रणाली दिसून येते. ३२ संवेदकांकडून प्राप्त होणारे संकेत, एका तारांतका (टर्मिनेशन) वर आणलेले आहेत. अशा चार तारांतकांना, चार वेगवेगळ्या चयनकांशी जोडलेले आहे. चार चार चयनक प्रत्येक डब्यात दाखवलेले आहेत. असे दोन डबे, ६८ तारांच्या तारगुच्छाद्वारे, एकसर जोडलेले आहेत आणि त्या तारगुच्छद्वारेच औद्योगिक-स्वीय-संगणकाशी जोडलेले आहेत. औद्योगिक-स्वीय-संगणक, वर्धित तापमानावर, अविरत चालण्याची क्षमता राखतात. ते औद्योगिक स्पंदनांसाठी अबाधित राखले जातात. धूळ आणि प्रदूषणांपासूनही मुक्त राखण्यासाठी व शीतनासाठी गाळणीवाटे वायुवीजनाची वेगळी व्यवस्था असते. एरव्ही, हे साधारण स्वीय-संगणकच असतात. आभासी उपकरणनाच्या विविध कार्यप्रणाली, संगणकाकडून चयनकाद्वारा कोणत्याही एका वेळी, आळीपाळीने एकेका वाहिनीची निवड करून, त्याद्वारे मिळणार्‍या संकेतांचे अंकन व संग्रहण करण्याची क्षमता ठेवतात.

आभासी उपकरणनाचे फायदे

रचनासहज, संस्करणसुलभ, लवचिक कार्यप्रणाली-लेखन आणि दोन्ही अक्षांमध्ये अधिगृहित अंतिम माहिती घटकापर्यंत दर्शन करविण्याची विस्तार/संकोच सुलभता, आभासी उपकरणनाची प्रमुख उपलब्धी आहे. आभासी उपकरणन, नियंत्रण कक्षांत चालकास संयंत्रस्थितीचे सम्यक दर्शन करवते, आणि अधिगृहित माहितीचे संस्करण सोपे बनवते. खुली प्रणाली अनुबंध (ओपन सिस्टिम इंटरकनेक्ट) आधुनिक विजकविद्या (इलेक्ट्रॉनिक्स) आणि उपकरणन यांचा आवश्यक गुण आहे. खुल्या विशिष्टतेमुळे निर्माता आपल्या पसंतीचे उपकरण बनवून त्यास दुसर्‍या निर्मात्यांच्या उपकरणांशी परस्परानुकूल (कॉम्पॅटिबल) राखू शकतो. उपभोक्त्याला परस्परपुरकता (कॉम्पॅटिबिलिटी) पारखण्याची गरज राहत नाही. आभासी उपकरणन खुली प्रणाली अनुबंध स्वीकारते. त्यामुळे आभासी उपकरणनात, उपभोक्ता स्वत:ला आवश्यक असलेली सामुग्री आणि कार्यप्रणाली अखंड नियंत्रण प्रणालीमध्ये वापरू शकतो. आभासी उपकरणनामध्ये चयनक (मल्टिप्लेक्सर) आणि संकेत स्थितिनिवारक (सिग्नल कंडिशनर) यांना संवेदकाजवळ ठेवतात. त्यामुळे शेकडो चलांची संकेत-माहिती एकाच तारगुच्छावर मुख्य संगणकापर्यंत आणली जाऊ शकते. परिणामत: संदेशवहन तारांचा खर्च बराच कमी होतो. याव्यतिरिक्त आभासी उपकरणनाचा आणखीही एक फायदा होऊ  शकतो. तो म्हणजे सुटसुटीत (पोर्टेबल) नियंत्रण कक्ष. मुख्य संगणक सुटसुटीत असल्याने, विविध प्रयोगांना लागणारी साधनसामग्री तयार ठेवून, प्रयोग मुख्य संगणकास आळीपाळीने जोडून आणि त्यात संबंधित कार्यप्रणाली चालवून संशोधन साधता येते. यामुळे पारंपारिक ग्राहक-उपकरणांवर होणारा विनिवेश मोठया प्रमाणावर कमी केला जाऊ शकतो.

माहिती (डाटा/इन्फॉर्मेशन)-प्रवाह चित्रनिर्भर कार्यप्रणाली लेखन

कुठल्याही सामान्य संकेत-अधिग्रहण-वाहिनीचे घटक असतात संवेदक, पारेषक, निरंतर-संकेत-अंकक आणि मुख्य संगणक. यांना पारंपारिक दृष्टीने 'घटक' (ब्लॉक्स) म्हणतात. संपूर्ण वाहिनी, घटकांच्या माहितीग्रहण समयानुरूप, यथास्थान जोडून तयार होते. अशा नकाशाला 'घटकचित्र' (ब्लॉक डायग्राम) म्हणतात. घटकचित्र बनवणे फारच सोपे असते. जर वाहिनीची कार्यप्रणाली लिहिण्याचे काम घटकचित्र लिहिण्याएव्हढे सोपे असते तर उपभोक्ते हे काम स्वत:च करू शकतील आणि त्यासाठी कुणा विशेष लेखकाची जरूर राहणार नाही. पण घटकचित्रांची कार्यप्रणाली लिहिणे केवळ विशेषज्ञांनाच शक्य असते. म्हणून घटकचित्रांचे कार्यप्रणाली-लेखन विशेषज्ञ करतात, तर घटकांपासून घटकचित्रे बनविण्याचे सोपे काम उपभोक्ते, आवश्यकतेनुसार घटकांची जोडतोड करून करतात.

माहिती-विनिमय-तारगुच्छ (इन्फॉर्मेशन एक्स्चेंज बस-माविता)

अंकित-संकेत-संस्करण सुलभ असते. सर्व पारंपारिक उपकरणे संगणक पडद्यांवर साकार होऊ शकतात. मात्र जर संकेत अधिग्रहण वा पारेषण दृतगती नसेल तरीही  आभासी उपकरणन  एक स्वप्नच राहील. आज संकेत-अधिग्रहण १ लाख एकके प्रती सेकंद आणि पारेषण १० कोटी एकके प्रती सेकंद या गतीनी होऊ शकते. म्हणून शेकडो चलांची अद्यतन स्थिती मुख्य संगणकच्या पडद्यावर एकाच वेळी उपलब्ध होते. यामुळे आभासी उपकरणन शक्य झाले आहे. त्याचे रहस्य प्रगत `माविता' आहे, ज्याच्या असण्याने दृतगती पारेषण शक्य झालेले आहे.

आभासी उपकरणन कार्यप्रणालींचा परिचय

हल्ली आभासी उपकरणनाच्या सार्‍या कार्यप्रणाली रोमन लिपीमधेच लिहिल्या जातात. म्हणून संगणन पडद्यावरील जी चित्रे इथे दर्शवलेली आहेत ती सर्व रोमन लिपीतच जशीच्या तशी ठेवलेली आहेत. पण त्याव्यतिरिक्त जे विवरण इथे दिलेले आहे ते देवनागरीत लिहिण्याचा पूर्ण प्रयत्न केला आहे. लॅबव्ह्यू-६.१ (लॅबव्ह्यू-६.१-लॅबोरेटोरी व्हर्च्युअल इन्स्ट्रुमेंटेशन इंजिनियरींग वर्कबेंच अथवा प्रयोगशालेय आभासी उपकरणन-योग्य अभियांत्रिकी कार्यमंच-६.१) हे नॅशनल इन्सट्रुमेंटस यु.एस.ए. द्वारा विकसित, उपभोक्तासुलभ, उपायोजन कार्यप्रणाली लेखन-योग्य, विकसन-पर्यावरण (डेव्हलपमेंट एन्विरॉनमेंट) आहे.

यात चित्रनिर्भर कार्यप्रणाली लेखनामुळे सामान्य उपभोक्त्यांसाठी, मापन आणि स्वयंचलन-उपायोजन-प्रणाली-लेखन, सुलभ झाले आहे. लॅबव्ह्यू, रुंद-पल्ला (वाईड रेंज) साधन-सामुग्री व कार्यप्रणालींच्या आकृतिकल्पनासठी (कॉन्फिगरेशन) रुपकसाधने (फिचर्स) उपलब्ध करून देते. लॅबव्ह्यू मध्ये बनवलेली प्राथमिक संचिका (फाईल) `आभासी उपकरण  म्हणविली जाते. तिचा विस्तार असतो .vi, उदाहरणार्थ `basic.vi' या .vi विस्ताराची संचिका लॅबव्ह्यू मध्येच उघडते.

या प्रकारच्या संचिकेचे तीन आविष्कार असतात. एक `अग्रपटल', दुसरा `घटकचित्र' व तिसरा `प्रकटनचिन्ह व संबंधन'. संचिका उघडल्यावर पहिले दोन आविष्कार संकलित व संपादित करता येतात. तिसरा आविष्कार, ही संचिका जेंव्हा दुसर्‍या संचिकेमध्ये वापरल्या जात असेल, तेंव्हा त्यात हिचे अस्तित्व दाखवण्यासाठी उपयोगात आणतात. हेच आकृती क्र.१ मध्ये दर्शवलेले आहे.


मुख्य प्रसूची पट्टी, अग्रपटल व घटकचित्र यांच्या पडद्यांवर शिरोरेखेगत राहते. यात विविध, रूपके उपलब्ध केली जातात. ज्यांमुळे प्रणालीलेखन सुलभ होते. हेच आकृती क्र.२ मध्ये दर्शविलेले आहे.

अवजार तबक, अग्रपटल व घटकचित्र या दोन्ही पडद्यांवर हजर असतं. यात दहा अवजारांची प्रकटन चिन्ह दिसतात. अवजार, मूषकसुईचे एक विशेष कार्यकारी रूप असते. सुई, निवडलेल्या अवजाराचे प्रकटन चिन्ह धारण करते. ही अवजारे अग्रपटल व घटकचित्रांच्या संपादन तसेच कार्यप्रवण करण्याच्या कामी येतात. जर स्वयं-अवजार-निवडीचा पर्याय स्वीकारलेला असेल तर सुई घटकचित्रातील कोणत्याही वस्तूवर ठेवण्याचा अवकाश, लॅबव्ह्यू आपोआप अवजार-तबकातील संबंधित अवजार उचलून घेते. हातासारखे दिसणारे पहिले अवजार पकडून मूषकाद्वारे चलांचे मूल्य बदलता येते. बाणासारखे दुसरे अवजार घटकचित्रे निवडण्यासाठी वापरतात. A सारखे तिसरे अवजार लिखित संदेशांच्या संपादनाचे कामी येते. चौथे अवजार तारेच्या वलयासारखे दिसते. आणि त्याने परस्परानुकूल घटकचित्रें जोडता येतात. याप्रकारे अन्य अवजारेही नीट समजून घेऊन वेवेगळ्या प्रकारे वापरता येतील. अवजार तबक आकृती क्र.३ मध्ये दर्शवलेले आहे.

अग्रपटलाची निर्मिती जरूरी नियंत्रक व दर्शकांना जवळ जवळ ठेवून व जोडून देवून करतात. नियंत्रक, अग्रपटलावरील एक वस्तू असते जिचेद्वारा वापरकर्ता आभासी उपकरणासोबत देवाणघेवाण करू शकतो. नियंत्रकाची सरळ उदाहरणं म्हणजे, खटके आणि लिखित संदेश. दर्शक, अग्रपटलावरील ती वस्तू आहे जी उपभोक्त्यास दर्शन करवते. उदाहरणार्थ आरेखक, तापमापक आणि अन्य दर्शक. जेंव्हा अग्रपटलावर नियंत्रक वा दर्शक ठेवतात तेंव्हा घटकचित्रावर संबंधित अंतक आपोआप दिसू लागतात. नियंत्रक तबक आकृती क्र.४ मध्ये दर्शवलेले आहे. 


प्रकार्य तबक आकृती क्र.५ मध्ये दर्शवलेले आहे. अग्रपटलावर नियंत्रक वा दर्शक ठेवल्यास घटकचित्रात त्यांचे जोड दिसू लागतात. त्या जोडांना उचित तारांनी जोडून घटकचित्र बनवले जाते. घटकचित्रावर दुसर्‍या अन्य .vi संचिका, प्रकार्यचित्रे, ढाचें, प्रकार्य तबकातून उचलून ठेवता येतात आणि त्यांनाही घटकचित्रावरील अन्य वस्तुंसोबत समुचित तारांनी जोडले जाऊ शकतं. ढाचे, प्रकार्य आणि दुसर्‍या अन्य .vi संचिका, प्रकार्य तबकावर राहणारी `केंद्रके' म्हणवतात. ही केंद्रके या तबकास प्रकार्य क्षमता देतात. एक पूर्ण घटकचित्र, प्रवाहचित्रासारखे दिसते. 

अग्रपटल निर्माण

अग्रपटल, .vi संचिकेचे उपभोक्त्याशी समन्वयन करवते. अग्रपटल नियंत्रक आणि दर्शकांपासून बनते, जी .vi संचिकेची आवागमन द्वारे असतात. नियंत्रक; खुंटया, दाबकळा आणि अन्य नियंत्रण-माहिती स्वीकार-साधनांच्या स्वरूपात असतात. दर्शक; आरेखक, प्रकाशोर्त्सजक एकदिशा-प्रवर्तक आणि अन्य दर्शन साधने असतात. नियंत्रक; .vi संचिकेच्या घटकचित्रास माहिती पुरवठा करतात. दर्शक माहिती दर्शवतात, जी घटकचित्रात स्वीकारली अथवा उपलब्ध केली जाते. प्रत्येक नियंत्रक वा दर्शकास एक स्वल्प प्रसूची असते जी त्यांच्या अंतर्गत पर्याय निवडण्याचे अथवा त्यांचे स्वरूप बदलण्याचे कामी येते. नियंत्रक वा दर्शक अग्रपटलावर ठेवताच, संबंधित जोड घटकचित्रावर दिसू लागतात.

घटकचित्र निर्माण

अग्रपटल निर्माण केल्यावर अग्रपटलावर स्थित वस्तूंचे नियंत्रण करण्यासाठी घटकचित्रावर प्रकार्य प्रकटनचित्र ठेऊन आणि जोडून प्रणाली संपन्न करता येते. नियंत्रक वा दर्शक अग्रपटलावर ठेवताच, संबंधित जोड घटकचित्रावर दिसू लागतात.

उदाहरणस्वरूप सेल्शिअस ते फ़ॅरनहीट प्रवर्तक आभासी उपकरण.

समजा आपल्याला एक .vi संचिका बनवायची आहे, जी तापमानास सेल्शिअस मध्ये स्वीकार करून फ़ॅरनहीट मध्ये परिवर्तीत करून दाखवेल. यासाठी अग्रपटल उघडा, सेल्शिअस नियंत्रक आणि फ़ॅरनहीट दर्शक त्यावर ठेवा. हेच आकृती क्र.६ मध्ये दर्शवलेले आहे. या दोन्हीचा जोड घटकचित्रा वर दिसून येतो. घटकचित्रावर प्रकार्य तबकातून एक गुणक व एक समायोजक आणून ठेवा.

 घटकचित्रावरच ह्या सर्व वस्तू आकृती क्र.७ नुसार जोडून मग अग्रपटलावर जाऊन ही प्रणाली चालवल्यास, तो नियंत्रक त्यावर लावलेला आकडा प्रक्रमित करून फ़ॅरनहीट दर्शकावर दर्शवतो. आता नियंत्रकात वेगवेगळे आकडे टाकून दर्शक ठीक दाखवतो आहे, हे पारखून घ्या. आहे न किती सोपं, एक `आभासी उपकरण' तयार करणे?

समारोप

आभासी उपकरणनाची संकल्पना, त्याचे फायदे, त्याची साधनसामग्री (हार्डवेअर), कार्यप्रणाली (सॉफ्टवेअर), माहिती-विनिमय-तारगुच्छ, या सार्‍यांचा परिचय ह्या लेखात करून दिलेला आहे. सामान्य माणसास जर आभासी उपकरणनाबाबत प्राथमिक माहिती ह्या लेखाद्वारे मिळू शकली तर त्याचे प्रयोजन सफल होईल.

--- समाप्त ---