labview_prednasky.ppt

Transcript labview_prednasky.ppt

Měřicí program LabVIEW

Ing. Anna Husáková

Struktura předmětu : Úvod LabVIEW, Front Panel, Block Diagram, Icon Pane Controls, Functions, Tools Palette, Help Otevření, úprava, spuštění VI Základní funkce a prvky (1) Terminals, nodes Datové typy - Numeric, Boolean, String, Path, Cluster Structures; Global & Local variables Numeric, Boolean; Základní funkce a prvky (2) Array & Cluster String & Path List & Table; Ring & Enum Přednáška č.1

Struktura předmětu: Základní funkce a prvky (3) Graph, Refnum Documentation Základní funkce a prvky (4) File I/O Timing Získávání dat a komunikace s přístroji Tvorba SubVI + doplňky Ikona + SubVIs Containers, Decorations doplňky Přednáška č.1

Úvod do LabVIEW LabVIEW

Vývojové prostředí od firmy National Instruments pracující s grafickým programovacím jazykem G Programový kód v podobě blokového schématu Zpracovávání programu na základě toku dat (namísto vykonávání instrukcí) Programy = Virtuální měřicí přístroje (Virtual Instruments, VI ´s)

www.ni.com/czech Přednáška č.1

Front Panel

Uživatelské rozhraní VI´s Indikátory a ovládací prvky pro vstup a výstup hodnot Ovládací prvky – knoflíky, tlačítka, posuvné stupnice, … Indikátory – grafy, LED diody, tabulky, … Obecně se vytváří jako první

Přednáška č.1

Front panel Panel nástrojů Tabulka Ikona Help Legenda Graf Numerický ovládací prvek Logický ovládací prvek Numerický indikátor Logický indikátor STOP tlačítko Přednáška č.1

Block diagram

Po vytvoření předního panelu Místo pro sestavování grafického zdrojového kódu programu Propojení terminálů objektů z předního panelu pomocí vodičů Provádění nejrůznějších operací s daty pomocí expresních VI (funkcí) a operátorů

Přednáška č.1

Panel nástrojů SubVI While Loop (smyčka) Block diagram Funkce dělení Termin ál grafu Dráty (tok dat) Numeric ká konstanta Funkce časovače Termin ál logického ovladače Přednáška č.1

Express VI ´s, VI´s and Functions Express VI: interaktivní VI konfigurovatelným dialogovým oknem Standard ní VI: podprogramy (SubVI´s) mají block diagram i front panel Funkce: základní operační prvek v LabVIEW (nemá front panel a block diagram) Funkce Expresní VI Standardní VI Přednáška č.1

Icon and Connector pane

Aby bylo možné použít VI jako snadno identifikovatelný subVI (podprogram) Grafická reprezentace programu Text, obrázek, kombinace Konektory počet souhlasí s počtem indikátorů a ovládacích prvků v podprogramu Max 28 terminálů u jednoho podprogramu

(více při tvorbě SubVI´s) Přednáška č.1

Tools Palette

„plovoucí“ paleta nástrojů používá se pro modifikaci objektů předního panelu i blokového schématu a operace s nimi Operace s objekty Umístění / změna velikosti Popis / text Spojování dráty Zobrazí menu objektu Automatický výběr nástroje Posouvání objektů Vytváření breakpoint Vytváří kontrolní body Kapátko (kopie barvy) Změna barvy objektů

Přednáška č.1

Controls palette

Controls palette pouze u Front panelu obsahuje ovládací prvky a indikátory prvky uspořádány ve skupinách podle typu

Přednáška č.1

Function Palette

Function palette pouze u Block diagramu obsahuje funkce a operátory pro vytváření programu také uspořádány ve skupinách

Přednáška č.1

Help

Context Help Online help Uzamknout help Jednoduchý popis programu Ctrl + H Online help Otevře klasické okno help Přednáška č.1

Error list varování závažné chyby detaily

Error list

někde je chyba !

Přednáška č.1

Panel nástrojů

Spouštěcí tlačítko Tlačítko pro opakované měření Ukončení programu Pause/ Pokračování programu Vlastnosti textu Zarovnání objektů Rozložení objektů Uspořádání Změna velikosti objektů Další tlačítka u blokového diagramu Zvýrazněný průběh programu Zahájení krokování Další krok Ukončení krokování Přednáška č.1

Základní úkony (1)

Otevření VI Front panel Otevření palet Vkládání ovládacích prvků a indikátorů Změna umístění (zarovnání, uspořádání), velikosti, barvy Úprava vlastností objektů (akce, default value, stupnice…) Popisky (font, barva, velikost,…) Záměna prvků Klávesové zkratky Properties, VI properties Přednáška č.1

Základní úkony (2)

Block diagram Otevření palety funkcí Vkládání funkcí a operátorů Změna umístění, zarovnání, uspořádání Úprava vlastností objektů (popisky, default value…) Spojování prvků vodiči, broken wires, … Properties Přednáška č.1

Základní úkony (3)

Spuštení a zastavení programu po krocích X pomalé s náhledem X běžné X opakované pause, breakpoint, stop Tvorba ikony Panel nástrojů Návrh ikony Vlastnosti ikony Přednáška č.1

Příklady

Př. 1 – matematické funkce program pro převod:

°C na °F, MPa na Torry, dny na sekundy 2.

m/s na km/hod, km na míle

Př. 2 – logické funkce program pro přepouštění nádrží Př. 3 – tvorba ikony tvorba ikony u př. 1 a 2

Přednáška č.1

Konec první přednášky

Měřicí program LabVIEW (druhá přednáška)

Terminály

Výstupy z block diagramu do předního panelu (a vstupy opačným směrem) Zobrazení jako ikona a nebo pouze jako datový typ Přednáška č.2

Ikona

Uzlové body (nodes)

Rozšiřitelný uzel Rozšířený uzel Zobrazení stejného VI třemi způsoby Žluté pole = standardní VI Modré pole = expresní VI Přednáška č.2

Datové typy

Control Indicator Data Type

Single-precision, floating-point numeric Double-precision, floating-point numeric Complex single-precision, floating-point numeric 8-bit signed integer numeric 8-bit unsigned integer numeric 16-bit signed integer numeric Boolean String Cluster Path Picture

Default Value

0,0 0,0 0,0+i0,0 0 0 0 FALSE empty string --- ----

Přednáška č.2

Structures

Stacked sequence structure Flat sequence structure Case structure For loop While loop Formula node Event structure Feedback node Timed loop Variables Přednáška č.2

Příklady použití struktur

Global a Local Variable úprava While loop – kontinuální průběh (stop) Sequence structure – počáteční podmínky Case structure – signalizace (vypnutí/zapnutí) For loop, Feedback node opakování

Přednáška č.2

Front Panel – Numeric

Numeric Control & Indicator Vertical / Horizontal Fill Slide Vertical / Horizontal Pointer Slide Knob, Dial Tank Thermometer Time Stamp Control & Indicator Vertical / Horizontal Progress Bar Vertical / Horizontal Graduated Bar Gauge Meter Framed Color Box Přednáška č.2

Block diagram – Numeric

Základní numerické funkce Zaokrouhlování Numerické konstanty (prázdné) Tvorba vzorce (funkce) Změna vlastností signálu Převod signálu do časové roviny Převod datových typů Goniometrické funkce Logaritmické funkce Komplexní čísla Numerické konstanty (nejběžnější) Přednáška č.2

Front Panel – Boolean

Push Button Round / Square LED Cancel Button OK Button Radio Buttons Vertical / Horizontal Rocker Vertical / Horizontal Slide Switch Vertical / Horizontal Toggle Switch Stop Button Přednáška č.2

Block Diagram – Boolean

logické operátory log. operátory pro řetězce číslo na boolean boolean na číslo logické konstanty negace implikace boolean na 0;1 Přednáška č.2

Konec druhé přednášky

Měřicí program LabVIEW (třetí přednáška)

Front Panel – Array & Cluster

Array Cluster Error In / Out Variant Přednáška č.3

Front Panel - String & Path

String Control / Indicator Combo Box File Path Control / Indicator Přednáška č.3

Block Diagram - Array

Array Size Index Array Initialize Array Build Array Search 1D Array Split 1D Array Transpose 2D Array Interpolate 1D Array Threshold 1D Array Array Constant Array ↔ Cluster Replace Array Subset Insert to Array Delete from Array Array Subset Rotate 1D Array Reverse 1D Array Sort 1D Array Array Max & Min Interleave 1D Arrays Decimate 1D Array Reshape Array Přednáška č.3

Block Diagram – String

Stg length Concentrate Stgs Stg Subset Replace Substg Search & Replace Stg Scan from Stg Format into Stg konstanty Build text To Upper/Lower Case Additional Stg Functions Match Pattern Format Date/Time Stg Stg/Number conversions Spreadsheet Stg ↔ Array Stg/Array/Path conversions Přednáška č.3

Block Diagram - Cluster

Unbundle / Bundle Unbundle / Bundle by Name Build Cluster Array Index & Bundle Cluster Array Cluster Constant Cluster ↔ Array Přednáška č.3

Front Panel - List & Table

Listbox Multicolumn listbox Table Tree Express table Přednáška č.3

Front Panel - Ring & Enum

Text Ring Menu Ring Enum Pict Ring Pict & Text Ring Přednáška č.3

Konec třetí přednášky

Měřicí program LabVIEW (čtvrtá přednáška)

Waveform Chart / Graph XY Graph Express XY Graph Intensity Chart / Graph Digital Waveform graph 3D Surface Graph 3D Paramtric Graph 3D Curve Graph Controls

Graph

Přednáška č.4

Label Y-scale X-scale Scale legend

Graph

Plot legend Cursor Grid mark Graph palette Cursor legend Přednáška č.4

Chart – Overlaid / Stacked Plot Overlaid Plot Stacked Plot Přednáška č.4

XY - Graph

Zdrojová data Přednáška č.4

Vstupní data

Digital Graph

Digitální graf Binární vyjádření Přednáška č.4

Report Generation

Easy Text Report Easy Print VI Panel or Documentation New Report Print Report Save Report to File Dispose Report Set Report Font Append Report Text Table to Report List to Report Front Panel to Report Control Image to Report Image to Report Report NI DIAdem Report Wizard Přednáška č.4

Další funkce pro report

VI Documentation Append: Front panel Image VI Block diagram VI description VI Hierarchy VI History VI Icon VI List of Controls VI list of SubVIs Advanced Report Generation Append File to Report Clear Report Clear Report Text Get Report Settings Get Report Type Query Available Printers

Přednáška č.4

Report Generation

Přednáška č.4

Report Generation

Přednáška č.4

Konec čtvrté přednášky

Měřicí program LabVIEW (pátá přednáška)

Write to / Read from Spreadsheet File Write Characters to File Open/Create/Replace File Read / Write File File Constants Configuration File Vis Read / Write Lab VIEW Measurement File

File I/O

Přednáška č.5

File I/O

Read characters from File Read lines from File Scan from / Format into File Build / Strip Path Binary File VIs Close File Advanced File Functions Storage VIs

Přednáška č.5

Advanced File Functions

File Dialog Open File New File EOF Seek Flush File Lock Range Access Rights Path Type Type and Creator File/Directory Info Volume Info

Přednáška č.5

Advanced File Functions

Move, Copy, Delete List Directory New Directory Path to Array of Strings Array of Strings to Path Path to String String to Path Refnum to Path

Přednáška č.5

Time and Dialog

Tick Count (ms) Wait (ms) Wait until next ms multiple Format Date/Time String Get Date/Time String Get Date/Time In seconds Date/Time to seconds Seconds to Date/Time One/Two/Three Button Dialog Wait for Front Panel Activity Generate front panel activity

Přednáška č.5

Měření doby průběhu programu Přednáška č.5

Časovače

Přednáška č.5

Time and Dialog

Simple Error Handler General Error Handler Clear errors Find First Error Merge Errors Time Delay Elapsed Time Prompt User for Input Display Message to User Error Cluster From Error Code

Přednáška č.5

Konec páté přednášky

Měřicí program LabVIEW (šestá přednáška)

Data Acquisition (získávání dat) Měřicí sestava využívající DAQ kartu

DAQ zařízení (karta) kabel počítač senzory konektorový blok

Přednáška č.6

Data Acquisition (získávání dat) Měřicí sestava s přístrojem

měřicí přístroj počítač senzory rozhraní

Přednáška č.6

Univerzální DAQ zařízení

Generování nebo získávání dat z více kanálů Měření nejrůznějších typů dat (v závislosti na software a senzorech) Připojení přes PCI (PCMCIA) slot k počítači Ke kartě přísluší konektorový blok a software Ovládání pomocí řadičů a vhodných příkazů aplikačního software NI DAQ řadiče (drivers) = soubor VIs pro konfiguraci zařízení, získávání dat a ovládání zařízení

DAQ zařízení (karta) Přednáška č.6

Získávání dat v LabVIEW

Traditional NI-DAQ

Specifické VIs pro ovládání: • Analogových vstupů • Analogových výstupů • Digitalních I/O • Čítačových operací

NI-DAQmx

„Řadiče nové generace“: • VIs pro vykonávání úkolů • Soubor VIs pro všechny typy měření

Přednáška č.6

NI DAQmx vs. Tradiční NI-DAQ

NI-DAQmx Rozhraní pro programování analogových vstupů/výstupů, digitalních I/O, ovládání stovek multifunkčních DAQ zařízení Obsahuje

Measurement & Automation Explorer

DAQ Assistant

a VI Logger Lite software Tradiční NI-DAQ Používá se v případě, že: zařízení není podporováno NI DAQmx softwarem (např. AT E série multifunkčních karet) Pokud používáte starší verzi programů National Instruments LabVIEW, LabWindows/CVI nebo Measurement Studio než verze 7.0

Pokud máte starší programy využívající NI-DAQ 6.9x

Přednáška č.6

Instalace a konfigurace hardwaru

Instalace LabVIEW a řadičů (NI-DAQmx/Trad. NI-DAQ) Instalace hardwaru Konfigurace hardwaru Tradiční NI-DAQ – konfigurace v MAX (Measurement & Automation Explorer) NI-DAQmx – použití DAQ Assistant (LabVIEW  Palette  NI Measurements  DAQmx  Function Data Acquisition)

Přednáška č.6

Measurement & Automation Explorer Přednáška č.6

Measurement & Automation Explorer

Test panel Přímo z MAX bez nutnosti mít LabVIEW Testování komunikace s přístrojem Provádění jednoduchých měření

Přednáška č.6

DAQ Assistant

Výběr zařízení, se kterým chceme • komunikovat, • řídit ho • sbírat data • …

Přednáška č.6

Vytvoření měřicí aplikace

Front panel Paleta I/O – specifikace přístroje, se kterým chceme komunikovat Trad. NI-DAQ Chanell control DAQmx Name Controls

Přednáška č.6

Traditional NI-DAQ

Analog Input Analog Output Digital I/O Counter Calibration & Configuration Signal Conditioning Channel Constant

Přednáška č.6

NI-DAQmx

Funkce pro čtení/ zápis dat, provádění úkolů, trigger, časování měření, konfiguraci zařízení, kalibraci, nastavení rozsahu, … .

Přednáška č.6

Postup vytváření aplikace

Nastavení kanálů + vytvoření úkolů Nastavení časování Nastavení triggeru Čtení / zápis dat

Přednáška č.6

Kanály

Fyzický kanál Terminál, pin na kterém měřím nebo generuji analogový nebo digitální signál Každý má své jedinečné jméno (charakterizaci) Virtuální kanál Soubor vlastností, které zahrnují jméno, fyzický kanál, vstupní terminál, typ měření, informace o měření (rozsah, jednotky, …)

Přednáška č.6

Tasks – úkoly meření

Task = soubor jednoho nebo více virtuálních kanálů s nastaveným časováním, triggerem a dalšími vlastnostmi. Task reprezentuje měření, které chceme provádět – můžeme jej nastavit a poté automaticky používat v aplikaci.

Kroky pro vytvoření: 1.

Vytvoření úkolu (task) a kanálu pomocí DAQ Assistantu Konfigurace kanálu, časování, trigger (nepovinné) 3.

Zápis / čtení dat Odstranění úkolu (kroky 2 a 3 se opakují, pokud to měření vyžaduje – např. zaznamenám data, překonfiguruji trigger a provedu nové měření)

Přednáška č.6

Příklad měření DC signálu

DC signál – stejnosměrný signál (napětí, teplota,otáčky, proud,…) Schéma zapojení amenomomeru (měření rychlosti větru) Schéma měřicího řetězce

Přednáška č.6

Příklad – Tradiční NI-DAQ

Měření s využitím Trad. NI-DAQ

Device

– číslo přiřazené kartě během konfigurace

Channel

– analogový vstupní kanál anemometru

High / low limit

– hodnoty očekávaného rozsahu napětí

AI Sample Channel

– funkce pro získání hodnot prostřednictvím karty

Scaling

– přepočet napětí na rychlost větru

Přednáška č.6

Příklad – NI-DAQmx

Měření s využitím NI-DAQmx

Physical channel

– určení fyzického kanálu použité karty

Min / Max Value

– očekávaný rozsah napětí (0 až 10V)

DAQmx Create Virtual Channel

– používá fyzický kanál pro vytvoření Virtuálního analogového vstupního napěťového kanálu

DAQ Read

– čte vzorek z kanálu + přepočet napětí na rychlost větru

Přednáška č.6

Komunikace s přístroji (VISA)

VISA

= Virtual Instrument Software Architecture Umožňuje komunikovat s přístroji přes sběrnice GPIB, USB, PXI, VXI, sériový port Přístroj musí mít nainstalovaný ovladač příp. je možné ovladač vytvořit pomocí VISA Driver Development Wizard (zadání názvu přístroje a výrobce a PXI ID čísla) Nastavení komunikace, kroků měření a charakteru výsledných dat – pomocí

Instrument I/O Assistant Přednáška č.6

VISA Driver Development Wizard Přednáška č.6

Měření – VISA (DMM – digital multimetr) DMM

– Druh přístroje, se kterým komunikujeme

MEAS:DC?

– instrukce přístroji (zaslání měřeného signálu)

VISA Write

– zapisuje (posílá) instrukci do přístroje

VISA Read

– čte odezvu přístroje (měřená data)

Read buffer

– naměřená data

Přednáška č.6

Konec šesté přednášky

Měřicí program LabVIEW (sedmá přednáška)

Icon and Connector pane

(více při tvorbě SubVI´s) Přednáška č.1

Ikona / Terminály

Přednáška č.7

Terminály ikony

Přednáška č.6

Tvorba SubVI ´s

Označit program / část programu 2. Edit  Create SubVI 3.

Pojmenovat a uložit SubVI

Vytvořen SubVI Původní program Přednáška č.6

Panel nástrojů Návrh ikony

Tvorba ikony

Vlastnosti ikony Přednáška č.6

Konec sedmé přednášky