LabVIEW Portal • Information

.

    Повышение мощности компьютеров привело к новым методам разработки программ — графическому (визуальному) программированию на языках сверхвысокого уровня. Процесс «написания» программы напоминает рисование или распайку электронной схемы, что делает программирование наглядным и не позволит запутаться в «коде» даже человеку с полным отсутствием математического мышления. Один из самых популярных языков сверхвысокого уровня на сегодняшний день — LabVIEW.

LabVIEW по-русски

Изучается он за несколько дней.
_________________________________________________________________________________
Скачать видеопособия «LabVIEW» (3 серии): turbobit

________________________________________________________________________________________________________

Видеопособие — первое знакомство с LabVIEW.
Первая простейшая графическая программа.
   далее…

_________________________________________________________________________________

Видеопособие — «рисуем» формулы на LabVIEW. 
Некоторые приёмы работы.  далее…

_________________________________________________________________________________

 

Видеопособие — как вставить код на C++ в блок-диаграмму LabVIEW.
   
LabVIEW, являясь графическим «языком» сверхвысокого уровня, сильно нагружает компьютерное железо. Программы на LabVIEW, обрабатывающие большие массивы данных или исполняющие сложные алгоритмы, работают в 4 — 10 раз медленнее, чем аналогичные программы, написанные на классических текстовых языках.
    Однако, текстовые языки не очень удобны в использовании, особенно когда нужно быстро отладить или переделать сложную программу с громоздким графическим интерфейсом. Есть альтернатива — интерфейс (кнопочки, индикаторы…) и некоторый вспомогательный код оставить на LabVIEW, а наиболее нагруженные вычислениями (или требовательные к скорости выполнения)
участки блок-диаграммы заменить кодом на C++   далее… 

__________________________________________________________________________________

Мои старые программы на LabVIEW далее…

Теоретические основы

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) — это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданных на графическом языке программирования «G» фирмы National Instruments (США). Первая версия LabVIEW была выпущена в 1986 году для Apple Macintosh, в настоящее существуют версии для UNIX, GNU/Linux, Mac OS и пр., а наиболее развитыми и популярными являются версии для Microsoft Windows.

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.

Программирование, основанное на потоках данных

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.

В основе программирования в LabVIEW лежит понятие Виртуальных приборов (Virtual Instruments, VI). На лицевой панели, как и положено, располагаются элементы управления программой — кнопки, графики, выключатели и тому подобное. Блок-схема — это, по сути, и есть сама программа. При написании (а вернее создании, потому что писать приходится не так уж и много) программы используется такое понятие, как «поток данных» (Data Flow). Суть его в том, что все элементы программы (которые представлены графически) связываются между собой связями (проводами, нитками) по которым и происходит передача данных. В общем, описать это довольно сложно, лучше посмотреть на картинку, рис.1.

Рис. 1. Простейший прибор.

Цифрами обозначены:

· 1- точки, элементы программы (Nodes);

· 2 — терминалы индикаторов (Indicator Terminals);

· 3 — связи (Wires);

· 4 — терминалы управляющих элементов (Control Terminals)

Итак, в LabVIEW вы создаете пользовательский интерфейс (лицевую панель), с управляющими элементами и индикаторами. Управляющие элементы — это тумблеры, кнопки, поля ввода и прочие устройства ввода. Индикаторы — это графики, шкалы, лампочки, текстовые поля и тому подобное. После создания пользовательского интерфейса, вы добавляете программный код, который управляет объектами на лицевой панели. Этот код содержится в схеме (block diagram). Этот код чем-то напоминает собой блок-схему, хотя отличий много.

LabVIEW можно использовать для того, чтобы управлять различным оборудованием, таким, как, устройства сбора данных, различные датчики, устройства наблюдения, двигательные устройства (например, шаговые моторы) и тому подобное, а так же GPIB, PXI, VXI, RS-232 b RS-484 устройства. Также в LabVIEW имеются встроенные средства для подключения созданных программ к сети, используя LabVIEW Web Server и различные стандартные протоколы и средства, такие как TCP/IP и ActiveX.

Используя LabVIEW, можно создавать приложения для тестирования и измерений, сбора данных, управления различными внешними устройствами, генерации отчетов.

LabVIEW. Учебный курс. Статья 1: Вводная. DataFlow

Так же можно создать независимые исполняемые файлы и библиотеки функций, такие как DLL, так как LabVIEW — это полноценный 32-битный компилятор.

Достоинства LabVIEW:

· полноценный язык программирования;

· интуитивно понятный процесс графического программирования;

· широкие возможности сбора, обработки и анализа данных, управления приборами, генерации отчетов и обмена данных через сетевые интерфейсы;

· драйверная поддержка более 2000 приборов;

· возможности интерактивной генерации кода;

· шаблоны приложений, тысячи примеров;

· высокая скорость выполнения откомпилированных программ;

· совместимость с операционными системами Windows2000/NT/XP, Mac OS X, Linux и Solaris.

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

· для подключения внешнего оборудования по наиболее распространённым интерфейсам и протоколам (RS-232, GPIB 488, TCP/IP и пр.);

· для удалённого управления ходом эксперимента;

· для управления роботами и системами машинного зрения;

· для генерации и цифровой обработки сигналов;

· для применения разнообразных математических методов обработки данных;

· для визуализации данных и результатов их обработки (включая 3D-модели);

· для моделирования сложных систем;

· для хранения информации в базах данных и генерации отчетов;

· для взаимодействия с другими приложениями в рамках концепции COM/DCOM/OLE и пр.

Вместе с тем LabVIEW — очень простая и интуитивно понятная система. Неискушённый пользователь, не являясь программистом, за сравнительно короткое время (от нескольких минут до нескольких часов) способен создать сложную программу для сбора данных и управления объектами, обладающую красивым и удобным человеко-машинным интерфейсом. Например, средствами LabVIEW можно быстро превратить старый компьютер, снабжённый звуковой картой, в мощную измерительную лабораторию.

Специальный компонент LabVIEW — Application Builder, позволяет выполнять LabVIEW-программы на тех компьютерах, на которых не установлена полная среда разработки.

Интерфейс панелиLabVIEW и окно редактирования диаграмм

Запустите LabVIEW. В появившемся окне (рис.2) выберите пункт New>Blank VI.

Рис. 2. Окно запуска программы.

После выбора создания нового прибора раскрываются два окна: интерфейсная панель (Front Panel) (рис.3) и окно редактирования диаграмм (Block Diagram) (рис.4), которое по своей сути является программой в графическом виде.

Интерфейсная панель — это интерфейс пользователя. Вы устанавливаете на интерфейсную панель графические элементы управления и всевозможные индикаторные приборы, которые являются соответственно элементами ввода и вывода. Элементы управления — это ручки, регуляторы, ползунковые устройства, кнопки и другие устройства ввода. Индикаторы — это элементы для вывода/построения графиков, сигнализирующие устройства, такие, как лампочки и т.д.

Установленные на переднюю панель элементы управления и индикаторы, отображаются соответствующими иконками (терминалами) во втором окне – окне редактирования диаграмм . Т.е. каждому установленному элементу на интерфейсной панели соответствует иконка в окне редактирования. В этом окне и "пишется" программа — создается графический код VI. Удалив, например, управляющий элемент в интерфейсном окне, исчезнет и соответствующая иконка (терминал) в окне редактирования диаграмм.

Рис. 3. Интерфейсная панель.

Рис. 4. Окно редактирования диаграмм

Иконки или терминалы показывают тип данных элементов управления или индикаторов. Терминалы осуществляют связь между интерфейсной панелью и диаграммой.

Функции — это объекты окна редактирования диаграмм, которые могут иметь один и/или несколько входов и/или выходов. Функции LabVIEW аналогичны выражениям, операторам, процедурам и функциям текстовых языков программирования.

Связи — это соединительные линии между иконками (терминалами). Они являются аналогом переменных в обычных языках программирования. Причем данные могут передаваться только в одном направлении — от терминала-источника к одному или нескольким терминалам-приемникам. Различный вид и цвет соединений соответствует различным типам передаваемых данных. Неправильная связь терминалов или незаконченное соединение изображается штриховой линией.

Структуры — это графическое представление циклов и операторов выбора в тексториентированных языках программирования.

Терминалы, функции, связи и структуры — это весь синтаксис языка программирования LabVIEW.

Линейка инструментов. Оба окна, как интерфейсное, так и окно редактирования диаграмм имеют линейки инструментов, которые содержат служебные кнопки и индикаторы состояния, предназначенные для контроля Виртуальных Инструментов. Одна из линеек инструментов всегда доступна, и ее вид зависит от того, в каком окне Вы находитесь. Линейка инструментов интерфейсного окна содержит 8 кнопок, рис. 5.

Рис. 5. Линейка инструментов интерфейсного окна

· 1 — кнопка запуска программы на выполнение, пока приложение выполняется, значок меняет свой внешний вид;

· 2 — кнопка запуска программы на выполнение в циклическом режиме, пока приложение выполняется, значок меняет свой внешний вид;

· 3 — когда приложение запущено, эта кнопка находится в активном состоянии, используйте ее для прекращения выполнения программы;

· 4 — кнопка "ПАУЗА" приостанавливает исполнение программы до последующего нажатия на эту же кнопку;

· 5 — выпадающее меню редактирования свойств шрифта: тип, размер, стиль и цвет;

· 6 — выпадающие меню, позволяющие осуществлять выравнивание и позиционирование объектов, распределять графические объекты передней панели VI.

· 7 — если вы устанавливаете объект поверх другого объекта, то нижний объект может быть перекрыт и недоступен, используйте это выпадающее меню размещения объекта поверх или под желаемым.

Если приложение не может быть запущено на выполнение по какой-либо причине, то линейка инструментов примет следующий вид:

Рис.

6. Линейка инструментов – программа не может быть запущена

Линейка инструментов окна редактирования диаграмм имеет такие же кнопки, как и интерфейсная панель, плюс свои собственные, предназначенные для отладки (debugging) программы, рис. 7:


LabVIEW. Учебный курс. Статья 1: Вводная. DataFlow

Суббота, 16.06.2018, 02:09
Приветствую Вас Гость | RSS

labView
  Форум Темы Ответы Обновления
Новости

Новости обо всём, что связано с LabVIEW
0 0 Нет сообщений
Что такое LabVIEW? 1 0 Пятница, 20.01.2012, 00:09
Тема: Что такое LabVIEW?
Сообщение от: enginee-ru
Коммуникация с приборами

VISA, TCP/IP, USB, SERIAL
0 0 Нет сообщений
Коммуникация с приложениями

ActiveX, .NET, DLL, драйверы
1 0 Среда, 29.04.2015, 16:41
Тема: Установка National Instruments
Сообщение от: seregamail30
Интересные материалы 0 0 Нет сообщений
Книги 0 0 Нет сообщений
Дополнительная информация
Посетители: 0  (участников — 0, гостей — 0)
Рекорд посещаемости форума 5 зафиксирован Среда, 14:57, 04.02.2009.
Статистика форума
Всего создано 3 тем, в которые добавлено 0 ответов.
Зарегистрировано 75 участников. Приветствуем нового участника shalimovvadim.

Интеграция с оборудованием

Содержание
Взаимодействие NI LabVIEW с оборудованием
Сокращение времени разработки  за счет простой интеграции оборудования
Оборудование NI
Оборудование сторонних производителей
Простое взаимодействие LabVIEW с оборудованием

Взаимодействие NI LabVIEW с оборудованием

Более 20 лет инженеры и ученые используют при работе с измерительными устройствами и системами управления среду NI LabVIEW, которая легко интегрируется с множеством различных устройств и помогает сэкономить время разработки.

Сокращение времени разработки  за счет простой интеграции оборудования

Большая часть оборудования для задач измерений и управления поставляется с программным обеспечением, которое обычно позволяет работать только с конкретной моделью или семейством приборов. Кроме того, подобное ПО обычно имеет ограниченные возможности, поэтому для того, чтобы реализовать какой-то дополнительный функционал (например, объединить оборудование в сеть, добавить специфическую обработку данных или подготовку отчетов) приходится решать задачу взаимодействия с другим программным обеспечением.

Довольно часто, сборка и согласование оборудования системы занимает больше времени, чем сам процесс разработки программы. Во-первых, нужно найти и установить драйверы для каждого устройства системы, а во-вторых, необходимо разобраться с моделями программирования, реализуемые драйверами, которые могут существенно различаться. Среда LabVIEW значительно упрощает и ускоряет эти этапы.

LabVIEW – это среда, которая сможет работать практически со всеми вашими устройствами. В вашем распоряжении обширная библиотека драйверов, реализующих единую модель программирования, а также демонстрационные примеры работы с конкретными устройствами.

Подключение к любому устройству

LabVIEW позволяет работать со всем оборудованием в единой среде. Подключение устройств обеспечивается с помощью драйверов LabVIEW, которые образуют промежуточный слой между оборудованием и средой разработки. Таким образом, в единой среде можно работать с различными типами интерфейсов, датчиков и приборов: устройствами сбора данных, модульными приборами, контроллерами управления движения и приводами, системами машинного зрения, беспроводными датчиками и ПЛИС. В редком случае, когда драйвера устройства нет, вы может импортировать драйвер из других сред разработки или использовать низкоуровневые функции, чтобы разработать собственный.

Рис.1.LabVIEW легко интегрируется с тысячами измерительных устройств и устройств управления

Оборудование NI

National Instruments – мировой лидер в области компьютеризированных систем сбора данных. За последние 10 лет было продано оборудования, имеющее в сумме более 50 млн. каналов ввода/вывода. Спектр оборудования очень широк и включает в себя устройства для сбора данных в настольном, портативном, промышленном и встраиваемом исполнении. Используя драйверы NI-DAQmx, вы можете подключить более 200 устройств сбора данных с различными интерфейсами и конструктивными исполнениями (форм-факторами), включая USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, Ethernet и беспроводную связь.

Помимо систем сбора данных, NI также предлагает другое оборудование для проведения испытаний, измерений и автоматического управления. Модульные системы позволяют синхронизировать коммутацию, измерения, генерацию сигналов и радиоизмерения. Программируемые контроллеры автоматизации NI, используемые для систем измерения и управления на производстве, объединяют в себе надежность ПЛК и производительность ПК. Устройства для систем машинного зрения обладают дополнительными возможностями, которые не часто встречаются у аналогичного оборудования (например, проверка позиционирования объекта, подсчет элементов, чтение штрих-кода). Для каждого типа оборудования имеются соответствующие наборы драйверов

  •  •    Цифровые мультиметры
  •  •    Высокоскоростные АЦП (осциллографы)
  •  •    Анализаторы радиочастотных сигналов
  •  •    Генераторы радиочастотных сигналов
  •  •    Генераторы сигналов
  •  •    Высокоскоростные модули цифрового ввода-вывода
  •  •    Коммутаторы
  •  •    Программируемые источники питания
  •  •    Реконфигурируемые системы ввода/вывода на базе ПЛИС
  •  •    Контролеры управления движением
  •  •    Системы машинного зрения

Эти драйверы разработаны c учетом специфики LabVIEW и максимальных возможностей оборудования. Драйверы устанавливаются непосредственно в LabVIEW и автоматически добавляют соответствующие функции в палитру функций блок-диаграммы. Кроме того, они  обладают расширенным функционалом, например, возможностью эмуляции устройства, что позволяет вести разработку без привязки к конкретному оборудованию. Драйвер может быть легко адаптирован для нового устройства, если набор функций сохраняется. Это возможно даже в  тех случаях, когда низкоуровневая реализация претерпевает существенные изменения, как, например, при переходе от PCI-устройства сбора данных к беспроводному варианту.

Оборудование сторонних производителей

LabVIEW работает не только с оборудованием NI, но из тысячами других устройств, используя драйверы приборов. Более 8 тысяч бесплатных драйверов устройств более 275 сторонних производителей доступно на Instrument Driver Network (IDNet). Большая часть этих драйверов сертифицирована NI, а это значит, что они соответствуют стандартам качества NI.

В том случае, когда найти нужный драйвер не получается, вы можете модернизировать имеющийся с помощью интерактивных мастеров LabVIEW. Поддерживаются основные интерфейсы взаимодействия с оборудованием: GPIB, последовательные (RS232, RS485 и RS422), USB, VXI, PXI, Ethernet, IEE 1394, VISA, Modbus и OPC-серверы.

Быстрый поиск драйвера

На сайте ni.com размещены тысячи бесплатных драйверов оборудования NI и сторонних производителей. Все оборудование NI комплектуется драйверами LabVIEW, однако, в случае утери CD с драйверами или необходимости обновления версии, вы всегда можете найти нужные файлы на ni.com. Многие сторонние производители также поставляют своё оборудование вместе с драйверами LabVIEW. Почти все эти драйверы можно обнаружить на IDNet – крупнейшем ресурсе по этой теме с драйверами для тысяч моделей сотен производителей.

Рис.2. IDNet – это крупнейшая библиотека драйверов оборудования

Помимо ручного поиска на IDNet, вы можете воспользоваться Instrument Driver Finder для установки драйверов оборудования сторонних производителей. LabVIEW автоматически определит подключенные устройства, выполнит поиск драйверов на IDNet и установит их.

Рис.3. Утилита LabVIEW Instrument Driver Finder обнаруживает подключенные устройства и осуществляет поиск соответствующих драйверов

Драйверы LabVIEW устанавливаются собственным установщиком или с помощью Instrument Driver Finder, поэтому вам не придется вручную копировать библиотеки DLL.

Удобный доступ к функциям

После установки драйверы интегрируются в LabVIEW, а доступ к функциям осуществляется через палитру функций блок-диаграммы. Для конфигурирования устройства достаточно просто перетащить соответствующие функциональные узлы на блок-диаграмму.

Рис.4.После установки драйвера устройства его функции становятся доступны через палитру функций

Сразу после установки драйверов вы можете использовать их в приложении без необходимости вручную указывать какие-либо директивы или включать в проект дополнительные файлы. Доступ к справочной информации также очень удобен – все функциональные узлы имеют контекстную справку, которая отображается при наведении указателя мыши на пиктограмму узла.

Простая проверка работоспособности подключения

Некоторые драйверы предоставляют дополнительные возможности по настройке и проверке соединения с устройствами. К примеру, драйвер NI-DAQmx, отображает информацию по схемам подключения, которые помогут вам правильно подключить устройство в зависимости от типа измерений. Несмотря на то, что при возникновении вопросов в первую очередь следует обращаться к руководству пользователя, в ряде случаев схемы подключения могут помочь вам сэкономить время.

Рис.5.Некоторые драйверы LabVIEW предоставляют пользователю справочную информацию – схемы подключения

Кроме того, драйвер NI-DAQmx также позволяет быстро отобразить и проверить текущие данные, поступающие с устройства, с помощью тестовой панели.

Рис.6. Используя тестовые возможности драйверов NI-DAQmx можно быстро увидеть сигнал и определить неисправность

Последовательная методика разработки

Драйверы LabVIEW скрывают низкоуровневые механизмы взаимодействия с оборудованием за простыми высокоуровневыми функциями.

Обзорная лекция LabVIEW LabVIEW Достоинства LabVIEW:

Большинство драйверов используют единую архитектуру, и поэтому взаимодействие с ними происходит по типичной схеме: сперва приложение устанавливает соединение с оборудованием, затем конфигурирует его параметры, производит чтение/запись данных оборудования и, наконец, закрывает соединение. Поскольку большинство драйверов работает по этой схеме, на изучение особенностей работы нового драйвера затрачивается меньше времени.

Рис. 7. Драйверы оборудования LabVIEW используют единую программную архитектуру.

Единая программная архитектура драйверов LabVIEW стала результатом многих лет работы с разнообразным оборудованием. Обычно, пользователю важны сами данные, а не то, как именно они передаются от оборудования.

Именно поэтому драйверы LabVIEW обычно предоставляют доступ к простым высокоуровневым функциям, таким как “Read Single Point Measurement” или “Configure Sample Clock” помимо низкоуровневых, которые необходимы для более сложного взаимодействия с устройствами, например, для синхронизации устройств.

Тысячи примеров кода, которые можно использовать в качестве основы вашего приложения

Независимо от того, начинающий ли вы пользователь LabVIEW или опытный программист, вы по достоинству оцените функционал инструмента NI Example Finder. Вам доступно огромное количество примеров из самых разных областей – от анализа и отображения данных до специфических особенностей работы драйверов вашего оборудования. Вы всегда можете использовать пример в качестве основы собственного приложения или позаимствовать необходимые фрагменты кода.

Рис.8.NI Example Finder отображает список демонстрационных примеров для установленных драйверов

С каждым драйвером устанавливаются примеры, демонстрирующие основные особенности и типичные примеры использования. Таким образом, помимо преимуществ единой программной архитектуры, вы получаете еще и простые наглядные примеры работы с оборудованием.

Простое взаимодействие LabVIEW с оборудованием

Среда LabVIEW способна взаимодействовать с тысячами разнообразных устройств и поэтому является наилучшим выбором для построения системы на базе ПК. Кроме этого, LabVIEW позволяет сократить время разработки, предлагая единую программную архитектуру взаимодействия с оборудованием. Однако следует помнить, что LabVIEW – это не просто программный интерфейс к оборудованию. Среда LabVIEW содержит тысячи функций для анализа данных, обеспечивает удобный интерфейс разработки пользовательских интерфейсов на базе имеющегося и собственных наборов элементов управления, предоставляет удобные инструменты сохранения данных и подготовки отчетов. Таким образом, высочайшая степень интеграции с оборудованием и множество уникальных особенностей делают LabVIEW лучшей программной платформой для решения комплексных инженерных и промышленных задач.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *