АЛМАТИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ЭНЕРГЕТИКИ И

СВЯЗИ

Кафедра

«Электроника»

Основы моделирования приборов в среде LabView

Методические указания и задания на выполнение расчетно-графических работ №1,2 для студентов всех форм обучения специальности

5В071600 – Приборостроение

Алматы 2013

СОСТАВИТЕЛЬ: У.К. Дегембаева. «Моделирование системы измерения расхода и показателей качества электрической энергии в среде LabVIEW». Методические указания и задания на выполнение расчетно-графических работ №1, 2 для студентов всех форм обучения специальности 5В071600 – Приборостроение– Алматы: АУЭС, 2013. – 40 с.

В методических указаниях приводятся задания к расчетно-графическим работам №1, 2 и методические указания к их выполнению. Содержат описание и рекомендации по выполнению расчетно-графических работ с применением среды графического программирования LabVIEW. Описан принцип создания простейших систем сбора данных, позволяющих производить измерение расхода электроэнергии и отдельных показателей ее качества.

Методическая разработка составлена в целях закрепления лекционного материала и предназначена для всех форм обучения специальности 5В071600 – Приборостроение.

Ил. 9, табл. 15, библиогр. – 8 назв.

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Ш.А. Бахтаев

Печатается по плану издания Некоммерческого акционерного общества “Алматинский университет энергетики и связи” на 2013 г.

© НАО “Алматинский университет энергетики и связи”, 2013 г.

Введение

 

Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии: номинальных частоте, напряжении и т. д., поэтому для нормальной его работы должно быть обеспечено требуемое качество электрической энергии (КЭ).

Среда разработки виртуальных приборов LabVIEW позволяет создавать подобные системы, в которых весь процесс сбора необходимых данных, их запись и обработка происходит непосредственно в программе, называемой виртуальным прибором. Несомненными достоинствами LabVIEW и графического языка G перед другими языками программирования является высокая производительность при разработке программ, широкий спектр функциональных возможностей языка и среды программирования.

В методических указаниях приведены основные моменты теории сбора и обработки аналоговых данных с помощью оборудования и программного обеспечения компании National Instruments, изложена технология программирования в LabVIEW на примере версии LabVIEW 7 Express.

В качестве практического задания студентам предложено создать программу (виртуальный прибор), который бы мог быть применен для оценки отдельных показателей качества электроэнергии в произвольной точке электрической сети, а также определения величины расхода электроэнергии.

Язык LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) разработан фирмой «National Instruments». Фирмой выпускаются разнообразные интерфейсные устройства, встраиваемые в компьютер или подключаемые к его портам, устройства генерации и обработки реальных электрических сигналов, датчики, регистрирующие различные физические процессы, и т.п.

Язык LabVIEW не похож на другие языки программирования. С его помощью создается не программа, как мы привыкли ее представлять, а виртуальный инструмент, предназначенный не только для моделирования тех или иных процессов, но и для управления аппаратными средствами и исследования реальных физических объектов. Простота образных графических конструкций, наглядность и читаемость готовых программ заставляет отдать предпочтение языку LabVIEW перед другими. Он подобен таким системам, как С++ или Basic, однако в отличие от них оперирует не кодовыми строками, а блока ми диаграмм, что делает программирование более простым и понятным.

Лабораторная установка NI ELVIS состоит из устройства ввода-вывода (DAQ), настольной рабочей станции, макетной платы и программ, разработанных в среде Lab VIEW.

В рабочую станцию NI ELVIS встроены аппаратно реализованные функциональный генератор и регулируемые блоки питания. В Lab VIEW спроектированы лицевые панели (Soft Front Panel - SFP) измерительных приборов:

• Генератор сигналов произвольной формы (Arbitrary Waveform Generator - ARB)

• Анализатор амплитудно- и фазочастотных характеристик (Bode Analyzer)

• Устройство чтения с цифровой шины (Digital Bus Reader)

• Устройство записи на цифровую шину (Digital Bus Writer)

• Цифровой мультиметр (Digital Multimeter - DMM)

• Анализатор спектра (Dynamic Signal Analyzer - DSA)

• Функциональный генератор сигналов (Function Generator - FGEN)

• Анализатор импеданса (Impedance Analyzer)

• Осциллограф (Oscilloscope - Scope)

• Анализатор вольтамперной характеристики двухполюсников (Two-Wire Current Voltage Analyzer)

• Анализатор вольтамперной характеристики четырехполюсников (Three-Wire Current Voltage Analyzer)

• Регулируемые источники питания (Variable Power Supplies)

Кроме перечисленных приборов, в NI ELVIS имеется набор высокоуровневых функций Lab VIEW, которые можно использовать для усовершенствования средств отображения данных и организации экспериментов, а также для управления рабочей станцией NI ELVIS из LabVIEW.

РГР№1 посвящена измерению отдельных показателей качества электроэнергии с возможностью последующей автоматизированной обработки полученных данных.

РГР№2 посвящена в среде LabVIEW создания системы измерения энергетических характеристик объекта исследования.