5.2. Краткое описание среды разработки LabView.

LabVIEW (англ. Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) — это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданных на графическом языке программирования «G» фирмы National Instruments (США).

LabVIEW используется в системах сбора и обработки данных, а также для управления техническими объектами и технологическими процессами. Идеологически LabVIEW очень близка к SCADA-системам, но в отличие от них в большей степени ориентирована на решение задач не столько в области АСУ ТП, сколько в области АСНИ.

Графический язык программирования «G», используемый в LabVIEW, основан на архитектуре потоков данных. Последовательность выполнения операторов в таких языках определяется не порядком их следования (как в императивных языках программирования), а наличием данных на входах этих операторов. Операторы, не связанные по данным, выполняются параллельно в произвольном порядке.

Программа LabVIEW называется и является виртуальным прибором (англ. Virtual Instrument) и состоит из двух частей:

• блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;

• лицевой панели, описывающей внешний интерфейс виртуального прибора.

Виртуальные приборы могут использоваться в качестве составных частей для построения других виртуальных приборов.

Лицевая панель виртуального прибора содержит средства ввода-вывода: кнопки, переключатели, светодиоды, верньеры, шкалы, информационные табло и т. п. Они используются человеком для управления виртуальным прибором, а также другими виртуальными приборами для обмена данными.

Блочная диаграмма содержит функциональные узлы, являющиеся источниками, приемниками и средствами обработки данных. Также компонентами блочной диаграммы являются терминалы и управляющие структуры. Функциональные узлы и терминалы объединены в единую схему линиями связей.

LabVIEW поддерживает огромный спектр оборудования различных производителей и имеет в своём составе (либо позволяет добавлять к базовому пакету) многочисленные библиотеки компонентов.

5.3. Концепция системы мониторинга и управления асинхронным двигателем

Структурная схема системы представлена в графической части. Частотный преобразователь имеет множество регистров. Каждый регистр (или несколько регистров) отвечает за определенную функцию и хранит в себе значение параметра, например регистр 1-20 хранит в себе номинальное значение напряжения двигателя и участвует в формировании математической модели подключенного двигателя. В регистры можно записывать значение параметров, либо считывать их. В некоторые регистры нельзя записывать значение, а можно только считывать их, например это регистры, отображающие текущие состояние двигателя: слово состояния, напряжение, ток и частота двигателя. Исходя из значений параметров, заложенных в регистры, частотный преобразователь формирует управляющие сигналы и посылает их на двигатель, кроме этого частотный преобразователь считывает некоторые параметры двигателя и записывает их в соответствующие регистры.

Так как частотный преобразователь соединен с ПК при помощи интерфейса RS-485, мы имеем возможность удаленно осуществлять мониторинг состояния двигателя и формировать управляющее воздействия. Другими словами мы можем считывать значение параметров из регистров, а так же осуществлять запись. Для этого мы пользуемся открытым коммуникационным протоколом Modbus, а именно стандартом Modbus RTU, который поддерживает данным частотным преобразователем. ПК является устройством-ведущим (master), преобразователь – ведомым-устройством (slave). Master осуществляет опрос устройства slave c определенным интервалом времени, например раз в секунду. Данная технология широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами. Может использоваться для передачи данных через последовательные линии связи RS-485, RS-422, RS-232.

Так как LabVIEW содержит множество библиотек для создания программ, она способна работать с протоколом Modbus напрямую, без использования стороннего программного обеспечения, так как имеется готовая библиотека компонентов. Используя эту и другие библиотеки LabVIEW, мы имеем возможность построить пользовательский интерфейс, который позволит осуществлять отображение состояния двигателя и формировать управляющие воздействия.