Transcript LabVIEW Platform

LabVIEW를 활용한 자동화 방안
소프트웨어의 발전
LabVIEW란?
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설계, 제어, 테스트 시스템 개발을 위한 직관적인 그래픽 기반 프로그래
밍 언어
인터랙티브 어시스턴트, 코드 생성, 수 많은 디바이스 연결 등을 바탕으
로 손쉽게 데이터 수집
모든 측정 디바이스, 설계 도구에 연결이 가능하여 최소의 비용으로 새
로운 어플리케이션을 기존 시스템에 효율적으로 통합 가능
3단계로 어플리케이션 개발
Step 1: 사용자 인터페이스 설계
Step 2: 그래픽 코드 작성
Step 3: 디버깅하여 구축
LabVIEW 컴파일러
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자체 컴파일러를 이용하여 컴파일 가능
LabVIEW의 특징
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그래픽 기판의 프로그래밍 언어
대화형 개발 언어로 쉬운 프로그래밍 작업
아이콘을 이용하여 프로그램 작성
Bulit-In 된 100여개의 수학/통계/분석 함수를 통한
개발 시간 단축
직관적인 프로그램 확인
10,000여개 이상의 knowledgebase(http://ni.com)
한글을 비롯한 세계각국 언어 지원
다양한 운영체계 지원
LabVIEW를 이용한 Applications
Front Panel(Graphical User Interface)
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다양한 사용자 인터페이스를 개체에서 선택
다양한 개체를 이용한 전문가적인 화면 구성
자유로운 객체 크기/색상/배치 조절 가능
충실한 객체 기능 및 쉬운 설정
(ex. 그래프 줌인/아웃/스크롤 기능 내장
숫자 표시 자유롭게 설정(2/8/10/16진 표시등)
텍스트 표시 선택(일반/Hex/암호화/코드화))
Block Diagram(Graphical Code)
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수백개의 Built-In Function
(수학/통계/신호분석/소음&진동/모션 등)
대화상자식 어시스턴스/템플릿를 이용한 개발시간 단축
아이콘을 이용한 프로그램 작업
라인을 이용하여 연결
텍스트 언어의 복잡한 구문/법칙이 필요 없다
(ex, 세미콜론, 탭, CR, LF 등)
다양한 Application의 필요공통요소
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다양한 아날로그&디지털 신호
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신호처리 및 분석

복잡한 로직 및 판정
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병렬처리
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데이터 시각화
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파일처리 및 데이터 통신

신뢰성

분산 모니터링 & 컨트롤
Analog & Digital I/O
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다양한 데이터 수집 디바이스 :
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수천개의 계측기 드라이버 제공
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PCI, PCIe, PXI, USB, Ethernet, Serial, GPIB, CAN 하드웨어
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

용도에 따라 선택 가능한 다양한 Multi-Function I/O Board
다양한 통신 카드(통신방법/통신 속도/port 수 등)
다양한 인터페이스 지원
DC~GHz Range 측정가능한 모듈 형식의 하드웨어


웹를 통한 Agilent Technologies, Tektronix, Yokogawa, LeCroy 등
각 계측기 드라이버 무료제공
DMM, 오실로스코프, RF Module,
신호발생기 등
모션 및 비전 하드웨어
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다양한 모션컨트롤러 (2축/4축등)
신호처리 및 분석
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Signal generation
Time and Frequency-domain analysis
Spectral analysis
Order analysis
Digital signal processing
Curve fitting and interpolation
Optimization
Ordinary differential equations
Probability and statistics
나열한 기능을 위한 별도의
프로그램 작업 불필요
Dataflow

LabVIEW의 실행순서에 따라 데이터 흐름이 결정


직관적인 데이터 흐름 확인


일반적으로 위->아래, 왼쪽->오른쪽으로 프로그램 진행
프로그램 작성시 연결한 라인에 따라 프로그램 진행
쉬운 데이터 분기 및 병렬처리

하나의 라인에서 여러 라인을 연결하는 것 만으로 데이터 분기
및 병렬처리
데이터 시각화 & 통신

시각화

User Interface 객체로 표시


다양한 개체를 통해 원하는 방법으로 표현 가능
차트 & 그래프 표시

ZOOM 및 Scroll 가능

Cursor 설정 가능

그래프 표시 속성 표시 변경 가능
(선색/표시방법-꺽은선,막대등/선두께/
포인트 표시 등)


스케일 설정 가능
원격 표시
데이터 리포팅 & 저장

리포팅 & 데이터 저장

파일 I/O 함수
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
웹을 위한 HTML


Binary, ASCII, 스프레스시트등 다양한 표현
필요 항목 입력을 통한 HTML 자동 생성
MS Word/Excel

Report Generation Toolkit을 이용한 쉬운 작업
분산 모니터링 및 컨트롤

웹을 통한 모니터링 및 컨트롤

쉬운 설정(별도의 프로그램 작업이 필요 없다)
Hardware
최신 ADC, FPGA, PC 버스와 같은 최첨단 상용 기술을 바탕으로 자동화된 테스트, 데이터 로깅에
서부터 산업용 제어 및 임베디드 설계에 이르기까지 폭 넓은 어플리케이션에서 손쉽게 사용할
수 있는 모듈형 솔루션
NI DAQ / Signal Conditioning
측정 하드웨어와 소프트웨어 조합을 이용하여 측정을 자동화하고 데이터를 분석하는 유연성 높
은 사용자 정의 시스템 제공
NI 데이터 수집 하드웨어의 특징
모든 버스: PCI, PCI Express, PXI, PXI
Express, PCMCIA, USB, CompactFlash, 이더
넷 및 IEEE 802.11 Wireless 용으로 가장 완벽
한 데이터 수집 장치 제품군
모든 센서: 고채널카운트와 저채널카운트
모두에서 신호 처리, 스트레인, 온도, 고압,
압력 등 광범위한 센서
모든 언어: 공통 API에서 NI LabVIEW,
LabWindows/CVI, ANSI C/C++, C#, Visual
Basic .NET, Visual Basic 6.0으로 어플리케이
션 개발
NI PXI
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테스트, 측정, 컨트롤을 위한 개방된 PC 기반의 플랫폼
고해상도 DC에서 6 GHz RF를 위한 모듈형 I/O로 업계 최고 수준의 대역폭과 짧은 대기시간
70개 이상의 PXI Systems Alliance 회원사에서 1500개 이상의 제품 제공
PXI 플랫폼의 장점
모듈형: 요구 사항 변화에 따라 확장
가능한 하드웨어 아키텍처를 사용하여
맞춤형 테스트 시스템 구축 용이
고성능: 테스트 및 측정시 업계 최고
처리율과 최저 지연시간 제공
견고성: 작지만 견고한 패키지와
내고온성을 갖춘 하드웨어
NI Modular Instruments
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통합된 타이밍과 동기화 리소스를 갖춘 컴팩트한 사이즈의 고성능 측정 하드웨어
PXI, PXI Express, PCI, PCI Express, USB 등 수 많은 플랫폼에서 고속 테스트 제공
NI LabVIEW 등의 소프트웨어와 통합하여 맞춤형 측정 및 복합적인 분석 루틴 생성
NI 모듈형 계측 플랫폼의 장점
성능: 고해상도, 고속, 고채널카운트 어플리케이션용 특수 계측기
 유연성: 테스트 및 측정 자동화를 위한 소프트웨어 기반 정의 측정 기능
 통합: 모듈형 계측기 간의 긴밀한 동기화, 테스트 소프트웨어와의 손쉬운 통합
NI PAC
PLC의 신뢰성, 견고함과 PC의 고성능, 유연성을 통합한 프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러
 재구성 가능한 FPGA 칩 내장, LabVIEW 프로그래밍을 통해 맞춤형 하드웨어 회로 규정
 LabVIEW FPGA 이용시 단일 칩에서 신속한 신호 필터링, 초고정밀 고속 제어 루프 실행, IP 보
호

CompactRIO
신뢰성 높은 고속 FPGA 기반 I/O를 포함한 임베디드 컨트롤러
Compact FieldPoint
PC 기능과 PLC 폼팩터를 결합한 산업용 컨트롤러
Single Board-RIO
FPGA 기반의 양산형 배포 플랫폼
Smart Camera
고품질 CCD 이미지 센서와 강력한 프로세서가 내장된
올인원 비전 시스템
Compact Vision System
다수의 카메라 연결 가능, FPGA 기반 I/O를 포함한
견고한 머신 비전 시스템
Embedded Vision System
다수의 카메라 연결 가능, 멀티코어 프로세서가 탑재된
견고한 사업용 임베디드 비전 시스템
LabVIEW Connectivity
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Standard Protocols
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TCP/IP
UDP
FTP
Serial
Bluetooth
Email
SQL
CAN
OPC
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External Code
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
Shared libraries(DLLs)
ActiveX libraries
NET assemblies
One Platform, Multiple Execution Targets
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

Desktop operating systems (Windows, Mac, Linux)
Real-time and industrial operating systems
(ETS, VxWorks)
Embedded Platforms
(32-bit microprocessors, FPGAs and DSPs)
다양한 운영체계를 위해 별도의 프로그램을 배울 필요가
없다.
산업 트렌드
Today’s Designs: Converging Complexity
iPhone
PC/WWW/Email
High resolution disp
lay
Digital Camera
PDA
MP3 player
Gaming
Cellular Phone
Today’s Challenges: The Traditional Approach
Programmable Swit
ch
Function
Generator
Oscilloscope
Communications Analyzer
Pattern Generator
Logic Analyzer
Power Supply
Spectrum Analyzer
LCR Meter
DMM
NI’s Value Proposition
• Lower cost
• Higher performance
• Smaller size
• Flexible
• Easily upgraded
• User-defined
자동차 산업의 최근 동향
1.
안전 및 안정성


2.
혁신(새로운 기능 및 서비스)
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
3.
네비게이션 시스템
디지털 라디오
도난 방지 시스템/ 위성
환경 문제(연료 소모량 감소)




4.
충돌 안전성
차체 안정성
배기가스 감소
연비 향상(연료 소비/ 절감)
파워트레인 효율성
하이브리드 기술
편의성


소음/ 진동
승객 및 운전자 편의성
5. 동일한 품질에 저렴한 가격
자동차 전자화
안전장치
•
•
•
•
•
멀티미디어
동력장치
•
•
•
•
Airbag
EPS
전후방 감지
차간거리 제어
ACC
DMB, 위성라디오
텔레메틱스
GPS 네비게이션
DVD, MP3
•
•
•
•
네트워크
엔진 제어
변속기 제어
하이브리드
연료전지
편의장치
•
•
•
•
LIN
CAN
MOST
FlexRay
• 스마트키, 빠른 시동
• 도어/시트 제어
• 공조제어
데이터 버스 인터페이스 기술
Fast Ethernet
PCI
Gigabit Ethernet
PC 버스 인터페이스의 발전
PCI
GPIB
1978 1980
100BASE-T
Ethernet
1987 1992 1994 1995
10BASE-5
Ethernet
VMEbus
1998
2000
1000BASE-T
Ethernet
2002
2005
시스템 고성능화!

시스템의 요구사항 증가
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

다채널 시스템 : 수백에서 수천채널까지 증가
고속 측정 시스템 : 수 MHz의 샘플레이트를 요구
데이터 저장의 필요성 : 대용량 데이터의 저장의 요구
PCI, PXI 데이터 버스의 한계 !
PC 버스의 발전
사례
NI 시스템을 이용한 Chip 테스트
ADCs and DAC
s
- A/D Converters
- D/A Converters
MEMS Devices
- Accelerometers
- Gyroscopes
- Microphones
Power Management ICs (P
MICs)
- DC-DC Converters
- LDOs
- LED Drivers
Wireless ICs (RFICs)
- Mod/Demodulators
-Power Amplifiers
- Transceivers
Discrete Components
-
Transistors
Diodes
Capacitors
Resistors
Memory Devices
- SRAM
- DRAM
- F-RAM
반도체 테스트 적용 사례
3 chip LED test system
발광
전기적신호발생
및 측정
handshakin
g
광특성
분류
[Handler]
[PXI System]
[Spectrometer]
Optimize Static VideoTest Systems with NI VideoMASTER
Video
Waveform
Video
Digital
Digital Generator
Analyzer
(HDMI &Analog
DVI) Analyzer
Analog VideoMUX (CVBS, S-Video, &
Analog Generator
CAV)
Image
Measurement
Results
Vector Scope
Display


User Requiement
Completing a VGA signal generator project in less
time.
The Solution
“Using National Instruments LabVIEW and modular
instrumentation hardware to complete this project 67
percent faster than with C and VC++.
Before using LabVIEW, I took on average three months to
finish a project. (But) I recently completed a VGA signal
generator project in just one month (with the NI
Platform)“
Samsung
-
In-Seung Yang,
3D Video Test



Use existing
hardware
3D video up to
148.5MSa/s
3D detection via
image size


For e.g. 2500x2200 is
for 3D video with
1080p @ 23.98Hz/24
Included in Video
Signal Info
measurement
Image for Framepacking 1024p@24Hz
자동차 핸즈프리 – Audio Quality Test
•차량 핸즈프리의 기능의 성능 측정
–
–
–
–
차량 내부 마이크로폰으로부터 신호 측정
소음진동 측정 모듈 활용
노트북과 USB 인터페이스
LabVIEW 분석함수 활용
– FFT, THD AC레벨, Gain 값 분석
센서
마이크
로폰
소음 및
진동
측정 모듈
Rear Mirror 진동 분석
•차량 기동간 Rear Mirror의 진동 측정
가속도
계
–차량 진동이 Mirror에 미치는 영향
–소음 측정과 동일한 모듈 사용
–원하는 분석 및 결과 값 레포트 출력
소음 및
진동
측정 모듈
엔진모니터링 시스템
• 차량 전원 사용
– 시가잭 이용
• 차량 내부의 데이터 측정
• 사용자에 맞는 프로그램
• 분석 및 저장 수행
• CAN통신과 cDAQ의 동기화
Honda, In-Vehicle 현가장치 테스트
“이 시스템은 In-Vehicle 데이터
수집시스템의 현신적으로 변화
시켜주었습니다. CompactDAQ
시스템은 기존의 고가의 많은
장비들과 복잡한 와이어링 된
시스템을 소형의 깨끗하고 효율
적이면서 비용절감까지 할 수
있도록 하였습니다."
- Mike Dickinson, 변속기 개발 엔지
니어, Honda R&D Americas
마이크로폰 어레이 음향 측정
100 채널 동시 샘플링을 통한 노면의 접촉소음 측정
고속 동시 샘플링(51.2 K)과 넓은 다이나믹 레인지(24비트,
120 dB)를 통해 대용량의 데이터를 수집하고 분석하는
계측 시스템을 안정적으로 운용.
비젼을 이용한 치수 측정
SEAT COLOR(8
종)
A/LEST 사양
BIT 누락감지 4P
H/REST
GUIDE 2P
HANDLE 이종,누락
BIT 누락
COLOR 이종
LEVER 각도
COLOR 이종
HANDLE 이종M,누락
BIT 누락
COLOR 이종
S/BELT CABLE
이종 (3종)및 누락
소화기 BRKT
이종(3종)및 누락
기타 자동차 부품 검사
FUSE BOX 검사
Power Window Button 검사
세라믹 PCB 검사
비젼을 이용한 문자 판독
차량 클러스터 자동화 시스템

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비젼과 CAN 통신을 이용한 클러스터 검사 시스
템
TestStand를 활용한 자동화 테스트



다양한 테스트 항목 순차적 테스트
검사 시간 단축
테스트 항목 변경 용이
사례 삼성전자



DVD 성능 시험장비
LabVIEW와 NI 장비를 통한 자동화 작업
어려운 계측기 사용법을 익힐 필요가 없다.
기존 측정 시스템
DVD Player
랩뷰로 자동화
DVD Recorder
DVD Recorder
PXI equipment
VM700
VM5000
Audio Analyzer
사례 LG이노텍
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PXI Mudule를 통해 공간 최소화
자동화 가능
GPIB 통신 방식이 아닌 PXI 방식으로 Tack time 감소
상대적으로 비싼 계측기를 PXI로 대체함으로 비용 감소
개선전
랩뷰로 개 선 후
해외사례 X-BOX 게임기
DMM & 스윗치 사용
부품 테스팅
LabVIEW & TestStand
- 병렬적인 테스트 수행
- Database toolkit -> SQL Server SQL 서버 이용
- TCP/IP 를 이용해 110 파라미터값을 전송 및 분석
신호 발생기로
비디오 분석
디지털 웨이브폼 발생기/분석기
일반 I/O 테스팅
동적 신호 분석기를 사용
진동 피드백 분석
오실로 스코프를 이용한
USER 인터페이스 통신 검사
해외사례 보잉사 항공기 소음측정



LabVIEW를 이용한 항공기 소음 테스트
항공기 바닥에 수백개의 음향센서 설치
PXI 장비를 통해 수백개의 센서 측정후 화면 표시