26. Создание блок-диаграммы

Окно блок-диаграммы содержит исходный графический код виртуального прибора LabVIEW. Блок-диаграмма LabVIEW соответствует строкам текста в обычных языках программирования вроде С или Basic - это такой же реально исполняемый код. Конструирование блок-диаграммы осуществляется путем соединения между собой объектов, выполняющих определенные функции. В этом разделе мы рассмотрим различные компоненты блок-диаграммы: терминалы (terminals), узлы (nodes) и проводники данных (wires).

Интерфейс пользователя не представляет собой ничего особенного, если он не связан с функционирующим ВП. Реальный ВП вы создаете, когда размепдаете функции, ВПП и структуры на блок-диаграмме. Для этого войдите в палитру Функции точно так же, как входили в палитру Элементы управления. Затем выберите нужный объект в подпалитре и щелкните мышью по блок-диаграмме для его размещения. Перенесите функцию Сложение из подпалитры Числовые палитры Функции на блок-диаграмму.

27. Создание осциллограмм.

Кривая на графике является графическим отображением зависимости величины Y от величины X. Часто величина Y представляет значения данных, тогда как величина X представляет время. Развертка осциллограммы (Waveform chart), расположенная в подпалитре График палитры Элементы управления, является особым числовым элементом отображения, который может показать в графическом виде одну или несколько кривых. Наиболее часто развертки осциллограммы используются внутри циклов. В них сохраняются и отображаются на постоянно обновляющемся дисплее данные, которые были получены ранее, а также новые данные по мере их поступления. В развертке осциллограммы величина Y,представляет собой новые данные, а X - время (чаще всего каждое значение Y создается во время итерации цикла; таким образом, значение X представляет собой время выполнения одного цикла). LabVIEW имеет только один вид развертки осциллограммы, но у развертки есть три различных режима обновления для показа интерактивных данных.

Однолучевая развертка осциллограммы:

Наиболее простым способом использования развертки осциллограммы является подключение скалярной величины к терминалу развертки на блок-диаграмме. На каждой итерации цикла рисуется еще одна точка на развертке осциллограммы.

Многолучевая развертка осциллограммы:

Развертки осциллограмм могут содержать более чем один луч. Однако, поскольку вы не можете соединить несколько источников на блок-диаграмме с одним терминалом графика, то вначале следует объединить данные, используя функцию Объединить. На рис. 8.4 функция Объединить объединяет выходы трех различных ВП, измеряющих температуру, в кластер с последующим отображением значений на развертке осциллограммы. Обратите внимание на изменение внешнего вида терминала развертки осциллограммы во время соединения его с функцией Объединить. Для того чтобы построить больше графиков, просто увеличьте количество входных терминалов функции Объединить путем изменения ее размера инструментом перемещения («стрелка»).

28. Сбор данных, каналы общего пользования, интерфейсы ввода/вывода.

Сбор, или ввод/вывод данных (Data Acquisition - DAQ), упрощенно можно определить как процесс измерения реального сигната, например электрического напряжения, и передачи этой информации в компьютер для обработки, анализа, преобразования и хранения.

Человек научился преобразовывать большинство физических явлений в сигналы, которые можно измерять: скорость, температура, влажность, давление, текучесть, рН, пространственное положение, радиоактивность, интенсивность света и т.д. Датчики (иногда говорят «измерительные преобразователи» или «сенсоры») воспринимают действие физических явлений и преобразуют их в электрические сигналы согласно определенным пропорциям. Например, термопара (thermocouple) преобразует температуру в электрическое напряжение, которое может быть измерено при помощи ана./юго-цифрового преобразователя (АЦП).

Для взаимодействия с датчиками LabVIEW управляет многофункциональными платами ввода/вывода, чтобы считать аналоговые входные сигналы или сформировать аналоговые выходные сигналы, считать и записать цифровые сигналы, может также запрограммировать встроенные в DAQ-платы счетчики для измерения частоты сигналов или генерации последовательности импульсов и т.д. Например, аналоговый входной сигнал (электрическое напряжение) поступает с датчика на установленную в компьютер плату ввода/вывода, которая преобразует напряжение в код и отправляет эту информацию в память для обработки, хранения и других операций.

Для взаимодействия с датчиками LabVIEW управляет многофункциональными платами ввода/вывода, чтобы считать аналоговые входные сигналы или сформировать аналоговые выходные сигналы, считать и записать цифровые сигналы, может также запрограммировать встроенные в DAQ-платы счетчики для измерения частоты сигналов или генерации последовательности импульсов и т.д. Например, аналоговый входной сигнал (электрическое напряжение) поступает с датчика на установленную в компьютер плату ввода/вывода, которая преобразует напряжение в код и отправляет эту информацию в память для обработки, хранения и других операций.

Канал общего пользования (КОП, General Purpose Interface Bus - GPIB) был разработан компанией Hewlett Packard в конце 1960 года для обеспечения связи между компьютерами и измерительными приборами. Под каналом понимают способ соединения, с помощью которого компьютеры и приборы обмениваются данными и командами. Канал общего пользования обеспечил необходимые спецификации и протокол для управления процессом передачи. Институт инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronic Engineers) в 1975 году утвердил GPIB (КОП) в качестве стандарта, который стал известен как стандарт IEEE 488. Первоначальной целью создания КОП было обеспечение компьютерного управления устройствами тестирования и измерения. Однако использование КОП довольно быстро расширилось до таких областей, как осуществление связи между компьютерами и управление универсальными измерительными приборами, сканерами и осциллографами.

КОП является цифровой 24-разрядной параллельной шиной. Шина состоит из восьми линий данных (data lines), пяти линий управления шиной (bus management lines) - ATN, EOI, IPC, REN, SRQ, трех линий квитирования (handshaking) и восьми заземленных линий. КОП использует параллельную 8-битовую асинхронную побайтовую схему передачи данных. Другими словами, байты целиком последовательно передаются по шине со скоростью, определяемой самым медленным устройством на шине. Поскольку по КОП данные передаются байтами (1 байт = 8 бит), то пересылаемая информация, или сообщения (messages), часто представляются в виде символов ASCII. Вы можете использовать КОП для связи с приборами и устройствами, если компьютер оборудован встроенной платой контроллера КОП (или подключен к выносному модулю КОП, рис. 2.3) и на него установлены соответствующие драйверы. Допустимо подключить к одной шине КОП несколько компьютеров и приборов. Каждое устройство, в том числе плата-контроллер, должно иметь свой уникальный адрес КОП в диапазоне от О до 30, чтобы источник и приемник данных могли однозначно определяться этим номером. Адрес О обычно соответствует плате контроллера шины КОП. Приборы, размещаемые на шине, используют адреса от 1 до 30. КОП имеет один контроллер (обычно это плата в компьютере), который осуществляет управление шиной. Для того чтобы передать команды управления и данные, контроллер устанавливает адрес источника сообщений (Talker) и одного или нескольких приемников (Listeners). Затем строковые данные пересылаются по шине от источника к приемнику (приемникам). Виртуальные приборы КОП в LabVIEW.aBTOMaTH4ecKH выполняют процедуры адресации и другие функции управления шиной, избавляя вас от утомительного низкоуровневого программирования.

Использование КОП является одним из способов ввода данных в компьютер, принципиально отличающимся от сбора данных DAQ-платами, несмотря на то, что в обоих случаях используются встраиваемые платы.

По специальному протоколу КОП предписывает другому устройству или прибору выдать полученные им данные, в то время как функции сбора данных подразумевают подключение сигнала напрямую к многофункциональной плате ввода/вывода в компьютере. Чтобы задействовать КОП как часть измерительной системы, понадобится плата или внешний модуль контроллера КОП, интерфейсный кабель, компьютер с LabVIEW, а также прибор, совместимый с протоколом IEEE 488, с которым будет осуществляться коммуникация (или другой компьютер, также имеющий плату КОП) Кроме того, необходимо установить на компьютере драйвер КОП в соответствии с указаниями, приведенными в LabVIEW или в руководстве по работе с платой.

Другим популярным средством обмена информацией является последовательный интерфейс. С помощью этого интерфейса осуществляется передача данных между компьютерами или связь компьютера с периферийным устройством типа программируемого прибора путем использования встроенного последовательного порта (стандарты RS-232 и RS-422). При последовательном соединении передатчик посылает 1 бит информации за единицу времени через единственную линию связи на приемник. Вы можете пользоваться этим методом, когда скорость передачи данных невелика или когда необходимо передать информацию на большие расстояния. Данный метод является более медленным и менее надежным по сравнению с КОП, но в этом случае вам не нужна плата-контроллер в компьютере и прибору не требуется совместимость со стандартом IEEE 488. На рис. 2.5 изображена типичная система с использованием последовательной передачи данных.

Последовательная связь весьма удобна, поскольку большинство персональных компьютеров имеют один или два встроенных последовательных порта, позволяющих посылать и получать данные без приобретения какой-либо специальной аппаратной части. Хотя в настоящее время большинство компьютеров имеют также встроенные порты универсальной последовательной шины (Universal Serial Bus - USB), протокол обмена по этой шине является более сложным и ориентирован на работу с периферийными устройствами компьютера, а не на связь. Последовательный протокол (RS-232, 422 и 485) считается устаревшим по сравнению с USB, но по-прежнему широко используется во многих промышленных устройствах. Большинство приборов с КОП также имеют встроенные последовательные порты. Однако, в отличие от КОП, к последовательному порту можно подключить лишь одно устройство, что ограничивает его применимость для многих задач. Серьезным недостатком связи через последовательный порт является очень маленькая скорость и отсутствие возможностей проверки ошибок. Но последовательная связь имеет свою сферу применения (в силу простоты и дешевизны), поэтому в LabVIEW встроены виртуальные приборы для такого протокола - VISA Serial, - которые содержат готовые к использованию функции для работы с последовательным портом. Если у вас имеется кабель и устройство с последовательным портом, значит, есть все необходимое для создания системы последовательной связи!