LabVIEW^® для Windows

National Instruments Corporation

6504 Bridge Point Parkway

Austin, TX 78730-5039

+1 (512) 794-0100

Дистрибьютор в России

Трансэлектро СПб

196070, Санкт-Петербург

а/я 330

тел. (812) 294-0501

(812) 294-0635

факс (812) 294-0443

e-mail: maxim@te.spb.su

Содержание

Введение

Демонстрация LabVIEW для Windows v

Установка LabVIEW v

Описание v

Демонстрационные виртуальные инструменты (VI) vi

Глава 1 Изучение концепции LabView

Модуль 1 Частотная характеристика (Frequency Response) VI

Виртуальные инструменты (virtual instruments) 1-2

Моделирование экспериментальной установки 1-3

Запуск виртуального инструмента 1-3

Лицевая панель 1-5

Блок-диаграмма 1-6

Поточное програмирование 1-6

Структуры программирования 1-7

Графический компилятор 1-8

Модульность и иерархия 1-8

Глава 2 Конструируем свой виртуальный инструмент

Модуль 2 Цифровой термометр (Digital Thermometr) VI

Моделирование экспериментальной установки 2-2

Создание vi 2-3

Запуск vi 2-8

Сохранение vi 2-8

Создание пиктограммы и коннектора 2-9

Модуль 3 Монитор температуры (Temperature Monitor) VI

Моделирование экспериментальной установки 3-1

Создание панели 3-1

Создание диаграммы 3-3

Запуск виртуального инструмента 3-6

Модуль 4 Анализ температуры (Temperature Analysis) VI

Моделирование экспериментальной установки 4-1

Изменение блок-диаграммы 4-1

Изменение лицевой панели 4-2

Запуск vi 4-3

Модуль 5 Регулятор температуры (Temperature Control) VI

Моделирование экспериментальной установки 5-1

Изменение лицевой панели 5-1

Создание блок-диаграммы 5-2

Запуск vi 5-3

Модуль 6. Построение виртуального инструмента, реализующего периодический сигнал с шумом

Модуль 7.Формулы, массивы, циклы

Глава 3 Законченная система сбора данных

Модуль 8

Встраиваемые платы сбора данных и согласование сигналов 8-2

Управление приборами через интерфейс КОП (IEEE-488) 8-4

Управление приборами через шину VXI и MXI 8-5

Библиотеки приборных драйверов 8-5

Использование нестандартного оборудования 8-5

Анализ данных 8-5

Представление данных 8-6

Нарисуй свое решение ...... 8-7

Заключение

Другая продукция National Instruments 7-2

Связь с пользователем 7-3

Введение

Современный уровень научных исследований немыслим без всестороннего использования персональных компьютеров (ПК). Применение ПК на любом этапе научной работы - от процесса съема данных с измерительной установки до представления готового электронного варианта статьи на один из интернетовских сайтов - дает огромный выигрыш в точности, эффективности и скорости.

Само программное обеспечение за прошедшие 20 лет претерпело кардинальное изменение, обогатившись мощными и универсальными программными продуктами, и, что очень важно, появилась возможность использовать в разработке собственного программного обеспечения накопленный опыт миллионов ученых и инженеров. Высший на сегодня достигнутый уровень - технология виртуальных инструментов, которая является предметом данного курса.

Компьютеры стремительно вторгаются в промышленность. Широкое внедрение автоматизированных систем управления и обработки информации на различных стадиях разработки, изготовления и тестирования приборов существенно повышает эффективность и снижает себестоимость производства и тестирования приборов. Наиболее впечатляющий прогресс достигнут в области полупроводниковой промышленности, которая является в настоящее время наиболее динамично развивающейся отраслью производства в мире. За последние тридцать лет прирост ее продукции составляет в среднем 15% ежегодно. За это же время снижение затрат на производство составило около 25% в год. Наиболее современная область полупроводникового материаловедения - наноэлектроника - оперирует со структурами, активная зона которых составляет несколько атомных слоев (квантовые ямы, квантовые точки), что находится вблизи естественного технологического предела. В передовых зарубежных электронных компаниях технология виртуальных инструментов фактически становится промышленным стандартом.

Особое внимание в настоящем лабораторнрм практимуме уделяется изучению интегрированной системы Lab VIEW. Эта научно-ориентированная система графического програм­мирования вместе с соответствующими встраиваемыми в персональный компьютер платами сбора информации охватывает все этапы научного исследования: от съема информации с конкретного физического устройства или датчика до презентации результатов, в том числе непосредственно в режиме on-line в сеть Интернет.

Во всем мире пакет Lab VIEW широко используется в области автоматизации производства и научного эксперимента, в аэрокосмической технике, электронике, лабораторной автоматике, в управлении и мониторинге процессов, в медицинских исследованиях, в студенческих и научных лабораториях. На рис. B.I представлены гистограммы, свидетельствующие о том, что за последние несколько лет в странах Запада пакет Lab VIEW вышел на первое место по популярности в системах управления и обработки эксперимента.

Программное обеспечение, используемое для сбора данных в автоматизированных системах

РИСУНОК В-1

Понятие виртуального инструментаКомпьютер с набором инструментальных плат и соответствующим программным обеспечением, выполняющий функции настоящего измерительного прибора, называют виртуальным инструментом (virtual instrument). Впервые это понятие введено фирмой National Instruments (США).

High-level software

LabVIEW – графический язык программирования

Составные части технологии виртуального инструмента (virtual instrumentation technology) представлены на рис. В.2. Различают аппаратурное (hardware) и программное (software) обеспечение.

hardware

Платы сбора информации (встроенные в ПК, внешние)

low-level software

Программные драйверы устройств (реальных или имитируемых)

РИСУНОК В-2

Главное различие между виртуальными и традиционными приборами в гибкости подходов к построению систем. Состав и свойства виртуальных приборов (ВП) задаются их пользователем. За вами выбор компьютерной платформы, аппаратных и программных средств, аксессуаров, максимально удовлетворяющих требованиям задачи. Стандартный же прибор, например осциллограф или вольтметр с жестко заданными функциями, не может превзойти в гибкости виртуальный. Переходя от традиционных к виртуальным приборам, пользователь приобретает множество заметных преимуществ.

Виртуальные приборы используют самые последние достижения компьютерной индустрии, локальные и глобальные сетевые коммуникационные технологии, например Интернет. Портативные компьютеры типа notebook расширили возможности и сферу применения мобильных измерительных систем. Постоянное улучшение соотношения цена/производительность современных компьютеров делает виртуальный прибор более привлекательными выбором для пользователей, ограниченных высокой стоимостью и функциональными возможностями традиционных приборов. Используя преимущества технологии ВП, ученые и инженеры могут создавать собственные измерительные системы, отвечающие требованиям решаемой задачи.

Преимущества измерительных приборов для компьютера проистекают из возможностей самого персонального компьютера. Устанавливая устройство в компьютер, вы сразу же получаете доступ к прекрасным возможностям для обработки, представления, хранения данных и связи вашего настольного или портативного компьютера с внешней сетью. Измеренные значения передаются в компьютер наиболее эффективным способом — через собственную шину машины. Приборы для компьютера не просто предлагают повторение стандартных измерительных функций, но обладают гибкостью для расширения способностей прибора наиболее полно удовлетворить требованиям конкретной задачи. Более того, вы можете разработать и использовать специализированные алгоритмы анализа, включающие в себя функции статистики, преобразования типов, анализа во временной и частотной области и многое другое. Сравнение возможностей приборов для компьютера и альтернативных им реальных устройств ясно показывает, что приборы на базе компьютеров предлагают большие мощность и гибкость, чем можно себе представить. Фирма National Instruments - пионер разработки технологии виртуальных инструментов - занимает лидирующие позиции в мире по продаже измерительной аппаратуры (рис. В.3).

Компании-лидеры в области продажи аппаратуры для ввода/вывода сигналов

Пользователи, отн. ед.

Источник: Personal Engineering & Instrumentation News, 1997

РИСУНОК В-3