Měřicí program LabVIEW

11

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW

Ing. Anna Husáková

22

Struktura předmětuStruktura předmětu ::1.1. Úvod Úvod

LabVIEW, Front Panel, Block Diagram, Icon PaneControls, Functions, Tools Palette, HelpOtevření, úprava, spuštění VI

2.2. Základní funkce a prvky Základní funkce a prvky (1)(1)Terminals, nodesDatové typy - Numeric, Boolean, String, Path, ClusterStructures; Global & Local variablesNumeric, Boolean;

3.3. Základní funkceZákladní funkce a prvky a prvky (2)(2)Array & ClusterString & PathList & Table; Ring & Enum

Přednáška č.1

33

Struktura předmětu:Struktura předmětu:4.4. Základní funkce a prvky Základní funkce a prvky ((33))

Graph, RefnumDocumentation

5.5. Základní funkce a prvky Základní funkce a prvky ((44))File I/OTiming

6.6. Získávání dat a komunikace s přístrojiZískávání dat a komunikace s přístroji

7.7. Tvorba SubVI + doplňkyTvorba SubVI + doplňkyIkona + SubVIs

Containers, Decorations

doplňky

Přednáška č.1

44

Úvod do LabVIEWÚvod do LabVIEWLabVIEWLabVIEW

www.ni.com/czech

Vývojové prostředí od firmy National Instruments pracující s grafickým programovacím jazykem G

Programový kód v podobě blokového schématu

Zpracovávání programu na základě toku dat (namísto vykonávání instrukcí)

Programy = Virtuální měřicí přístroje

(Virtual Instruments, VI´s)

Přednáška č.1

55

Front PanelFront Panel

Uživatelské rozhraní VI´s

Indikátory a ovládací prvky pro vstup a výstup hodnot

Ovládací prvky – knoflíky, tlačítka, posuvné stupnice, …

Indikátory – grafy, LED diody, tabulky, …

Obecně se vytváří jako první

Přednáška č.1

66

Přednáška č.1

Front panelFront panelPanel

nástrojů

Logický ovládací

prvek

Graf

Legenda

Logickýindikátor

STOPtlačítko

Tabulka

Ikona

Numerický indikátor

Numerický ovládací

prvek

Help

77

Block diagramBlock diagram

Po vytvoření předního panelu

Místo pro sestavování grafického zdrojového kódu programu

Propojení terminálů objektů z předního panelu pomocí vodičů

Provádění nejrůznějších operací s daty pomocí expresních VI (funkcí) a operátorů

Přednáška č.1

88

Block diagramBlock diagram

SubVI

Panel nástrojů

Numerická konstanta

While Loop(smyčka)

Terminálgrafu

Dráty(tok dat)

Funkcečasovače

Funkcedělení

Terminállogickéhoovladače

Přednáška č.1

99

Express VIExpress VI´́s, VIs, VI´́s and Functionss and Functions

Expresní VI

Standardní VI

Funkce

Přednáška č.1

Express VI: interaktivní VI konfigurovatelným dialogovým oknemStandardní VI: podprogramy (SubVI´s) mají block diagram i front panel

Funkce: základní operační prvek v LabVIEW

(nemá front panel a block diagram)

1010

Icon and Connector paneIcon and Connector paneAby bylo možné použít VI jako snadno identifikovatelný subVI (podprogram)

Grafická reprezentace programu

Text, obrázek, kombinace

Konektory - počet souhlasí s počtem indikátorů a ovládacích prvků v podprogramu

Max 28 terminálů u jednoho podprogramu

Přednáška č.1

(více při tvorbě SubVI´s)

1111

„plovoucí“ paleta nástrojůpoužívá se pro modifikaci objektů předního panelu i blokového schématu a operace s nimi

Operace s objekty Posouvání objektů

Tools PaletteTools Palette

Automatický výběr nástroje

Přednáška č.1

Umístění / změna velikosti

Popis / text

Zobrazí menu objektu

Spojování dráty

Vytváření breakpoint

Vytváří kontrolní body

Kapátko (kopie barvy)

Změna barvy objektů

1212

Controls paletteControls palette

Controls palettepouze u Front panelu

obsahuje ovládací prvky a indikátory

prvky uspořádány ve skupinách podle typu

Přednáška č.1

1313

Function PaletteFunction Palette

Function palettepouze u Block diagramu

obsahuje funkce a operátory pro vytváření programu

také uspořádány ve skupinách

Přednáška č.1

1414

HelpHelp

Context HelpOnline helpUzamknout helpJednoduchý popis programuCtrl + H

Online helpOtevře klasické okno help

Přednáška č.1

1515

Error listError list

Error listvarování závažné chybydetaily

Přednáška č.1

někde je chyba !

1616

Další tlačítka u blokového

diagramu

Panel nástrojůPanel nástrojů

Spouštěcí tlačítko

Zvýrazněný průběh programu

Přednáška č.1

Tlačítko pro opakované měření

Ukončení programu

Pause/Pokračování programu

Vlastnosti textu

Zarovnání objektů

Rozložení objektů

Uspořádání

Změna velikosti objektů

Zahájení krokování

Další krok

Ukončení krokování

1717

Základní úkony (1)Základní úkony (1)Otevření VI

Front panelOtevření palet

Vkládání ovládacích prvků a indikátorů

Změna umístění (zarovnání, uspořádání), velikosti, barvy

Úprava vlastností objektů (akce, default value, stupnice…)

Popisky (font, barva, velikost,…)

Záměna prvků

Klávesové zkratky

Properties, VI properties

Přednáška č.1

1818

Block diagramOtevření palety funkcí

Vkládání funkcí a operátorů

Změna umístění, zarovnání, uspořádání

Úprava vlastností objektů (popisky, default value…)

Spojování prvků vodiči, broken wires, …

Properties

Přednáška č.1

Základní úkony (2)Základní úkony (2)

1919

Základní úkony (3)Základní úkony (3)

Spuštení a zastavení programupo krocích X pomalé s náhledem X běžné X opakované

pause, breakpoint, stop

Tvorba ikony

Přednáška č.1

Panel nástrojů

Návrh ikony

Vlastnosti ikony

2020

PříkladyPříklady

Př. 1 – matematické funkceprogram pro převod:

1. °C na °F, MPa na Torry, dny na sekundy2. m/s na km/hod, km na míle

Př. 2 – logické funkceprogram pro přepouštění nádrží

Př. 3 – tvorba ikonytvorba ikony u př. 1 a 2

Přednáška č.1

2121

Konec první přednášky

2222

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(druhá přednáška)(druhá přednáška)

2323

TerminályTerminály

Výstupy z block diagramu do předního panelu

(a vstupy opačným směrem)

Zobrazení jako ikona a nebo pouze jako datový typ

Přednáška č.2

2424

Uzlové body (nodes)Uzlové body (nodes)

Ikona

Zobrazení stejného VI třemi způsoby

Žluté pole = standardní VI

Modré pole = expresní VI

Přednáška č.2

Rozšiřitelný uzel Rozšířený uzel

2525

Přednáška č.2

Datové typyDatové typyControl Indicator Data Type Default Value

Single-precision, floating-point numeric 0,0Double-precision, floating-point numeric 0,0

Complex single-precision, floating-point numeric 0,0+i0,08-bit signed integer numeric 08-bit unsigned integer numeric 016-bit signed integer numeric 0Boolean FALSEString empty stringCluster ----

Path <Not A Path>Picture ----

2626

Přednáška č.2

StructuresStructures

Stacked sequence structureFlat sequence structureCase structureFor loopWhile loopFormula nodeEvent structureFeedback nodeTimed loopVariables

2727

Příklady použití strukturPříklady použití struktur

Global a Local Variable - úprava

While loop – kontinuální průběh (stop)

Sequence structure – počáteční podmínky

Case structure – signalizace (vypnutí/zapnutí)

For loop, Feedback node - opakování

Přednáška č.2

2828

Front Panel – Numeric Front Panel – Numeric

Numeric Control & Indicator

Vertical / Horizontal Fill Slide

Vertical / Horizontal Pointer Slide

Knob, Dial

Tank

Thermometer

Time Stamp Control & Indicator

Vertical / Horizontal Progress Bar

Vertical / Horizontal Graduated Bar

Gauge

Meter

Framed Color Box

Přednáška č.2

2929

Block diagram – Numeric Block diagram – Numeric

Základní numerické funkce

Zaokrouhlování

Numerické konstanty (prázdné)

Tvorba vzorce (funkce)

Změna vlastností signálu

Převod signálu do časové roviny

Převod datových typů

Goniometrické funkce

Logaritmické funkce

Komplexní čísla

Numerické konstanty (nejběžnější)

Přednáška č.2

3030

Front Panel – Boolean Front Panel – Boolean

Push Button

Round / Square LED

Cancel Button

OK Button

Radio Buttons

Vertical / Horizontal

Rocker

Vertical / Horizontal Slide Switch

Vertical / Horizontal

Toggle Switch

Stop Button

Přednáška č.2

3131

Block Diagram – Boolean Block Diagram – Boolean

logické operátory

log. operátory pro řetězce

číslo na boolean

boolean na číslo

logické konstanty

negace

implikace

boolean na 0;1

Přednáška č.2

3232

Konec druhé přednášky

3333

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(třetí přednáška)(třetí přednáška)

3434

Front Panel – Array Front Panel – Array && Cluster Cluster

ArrayClusterError In / OutVariant

Přednáška č.3

3535

Front Panel - String Front Panel - String & Path& Path

String Control / Indicator

Combo Box

File Path Control / Indicator

Přednáška č.3

3636

Array Size

Index Array

Initialize Array

Build Array

Search 1D Array

Split 1D Array

Transpose 2D Array

Interpolate 1D Array

Threshold 1D Array

Array Constant

Array ↔ Cluster

Block Diagram - ArrayBlock Diagram - ArrayReplace Array Subset

Insert to Array

Delete from Array

Array Subset

Rotate 1D Array

Reverse 1D Array

Sort 1D Array

Array Max & Min

Interleave 1D Arrays

Decimate 1D Array

Reshape Array

Přednáška č.3

3737

To Upper/Lower Case

Additional Stg Functions

Match Pattern

Format Date/Time Stg

Stg/Number conversions

Spreadsheet Stg ↔ Array

Stg/Array/Path conversions

Block Diagram – StringBlock Diagram – String

Stg length

Concentrate Stgs

Stg Subset

Replace Substg

Search &

Replace Stg

Scan from Stg

Format into Stg

konstanty

Build text

Přednáška č.3

3838

Block Diagram - ClusterBlock Diagram - Cluster

Unbundle / Bundle

Unbundle / Bundle by Name

Build Cluster Array

Index & Bundle Cluster

Array

Cluster Constant

Cluster ↔ Array

Přednáška č.3

3939

Front Panel - List Front Panel - List && Table Table

Listbox

Multicolumn listbox

Table

Tree

Express table

Přednáška č.3

4040

Front Panel - Ring Front Panel - Ring && Enum Enum

Text Ring

Menu Ring

Enum

Pict Ring

Pict & Text Ring

Přednáška č.3

4141

Konec třetí přednášky

4242

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(čtvrtá přednáška)(čtvrtá přednáška)

4343

GraphGraph

Waveform Chart / GraphXY GraphExpress XY GraphIntensity Chart / GraphDigital Waveform graph3D Surface Graph3D Paramtric Graph3D Curve GraphControls

Přednáška č.4

4444

GraphGraphLabel

Y-scale

X-scale

Scale legend

Cursor

Grid mark

Graph palette

Plot legend

Cursor legend

Přednáška č.4

4545

Chart – Overlaid / Stacked PlotChart – Overlaid / Stacked Plot

Overlaid Plot Stacked Plot

Přednáška č.4

4646

XY - GraphXY - Graph

Zdrojová data

Přednáška č.4

4747

Digital GraphDigital Graph

Vstupní data

Binárnívyjádření

Digitální graf

Přednáška č.4

4848

Report GenerationReport GenerationEasy Text ReportEasy Print VI Panel or DocumentationNew ReportPrint ReportSave Report to FileDispose ReportSet Report FontAppend

Report TextTable to ReportList to ReportFront Panel to ReportControl Image to ReportImage to Report

ReportNI DIAdem Report Wizard

Přednáška č.4

4949

Další funkce pro reportDalší funkce pro reportVI Documentation

Append:

Front panel Image

VI Block diagram

VI description

VI Hierarchy

VI History

VI Icon

VI List of Controls

VI list of SubVIs

Advanced Report Generation

Append File to Report

Clear Report

Clear Report Text

Get Report Settings

Get Report Type

Query Available Printers

Přednáška č.4

5050

Přednáška č.4

Report GenerationReport Generation

5151

Report GenerationReport Generation

Přednáška č.4

5252

Konec čtvrté přednášky

5353

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(pátá přednáška)(pátá přednáška)

5454

File I/OFile I/O

Write to / Read from Spreadsheet File

Write Characters to File

Open/Create/Replace File

Read / Write File

File Constants

Configuration File Vis

Read / Write Lab VIEW Measurement File

Přednáška č.5

5555

File I/OFile I/O

Read characters from File

Read lines from File

Scan from / Format into File

Build / Strip Path

Binary File VIs

Close File

Advanced File Functions

Storage VIs

Přednáška č.5

5656

Advanced File FunctionsAdvanced File FunctionsFile DialogOpen FileNew FileEOFSeekFlush FileLock RangeAccess RightsPath TypeType and CreatorFile/Directory InfoVolume Info

Přednáška č.5

5757

Advanced File FunctionsAdvanced File FunctionsMove, Copy, Delete

List Directory

New Directory

Path to Array of Strings

Array of Strings to Path

Path to String

String to Path

Refnum to Path

Přednáška č.5

5858

Time and DialogTime and DialogTick Count (ms)

Wait (ms)

Wait until next ms multiple

Format Date/Time String

Get Date/Time String

Get Date/Time In seconds

Date/Time to seconds

Seconds to Date/Time

One/Two/Three Button Dialog

Wait for Front Panel Activity

Generate front panel activity

Přednáška č.5

5959

Měření doby průběhu programu Měření doby průběhu programu

Přednáška č.5

6060

Přednáška č.5

ČasovačeČasovače

6161

Time and DialogTime and DialogSimple Error Handler

General Error Handler

Clear errors

Find First Error

Merge Errors

Time Delay

Elapsed Time

Prompt User for Input

Display Message to User

Error Cluster From Error Code

Přednáška č.5

6262

Konec páté přednášky

6363

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(šestá přednáška)(šestá přednáška)

6464

Přednáška č.6

Data AcquisitionData Acquisition (získávání dat) (získávání dat)

DAQ zařízení (karta)

počítačsenzory

konektorový blok

kabel

Měřicí sestava využívající DAQ kartu

6565

měřicí přístroj

Data AcquisitionData Acquisition (získávání dat) (získávání dat)

senzory

Měřicí sestava s přístrojem

počítač

rozhraní

Přednáška č.6

6666

Přednáška č.6

Univerzální DAQ zařízeníUniverzální DAQ zařízeníGenerování nebo získávání dat z více kanálů

Měření nejrůznějších typů dat (v závislosti na software a senzorech)

Připojení přes PCI (PCMCIA) slot k počítači

Ke kartě přísluší konektorový blok a software

Ovládání pomocí řadičů a vhodných příkazů aplikačního software

NI-DAQ řadiče (drivers) = soubor VIs pro konfiguraci zařízení, získávání dat a ovládání zařízení

DAQ zařízení (karta)

6767

Získávání dZískávání datat v v LabVIEW LabVIEW

Traditional NI-DAQSpecifické VIs pro ovládání:• Analogových vstupů• Analogových výstupů• Digitalních I/O• Čítačových operací

NI-DAQmx„Řadiče nové generace“: • VIs pro vykonávání

úkolů• Soubor VIs pro

všechny typy měření

Přednáška č.6

6868

NI-DAQmx vs. Tradiční NI-DAQNI-DAQmx vs. Tradiční NI-DAQTradiční NI-DAQ

Používá se v případě, že:

zařízení není podporováno NI-DAQmx softwarem (např. AT E série multifunkčních karet)

Pokud používáte starší verzi programů National Instruments LabVIEW, LabWindows/CVI nebo Measurement Studio než verze 7.0

Pokud máte starší programy využívající NI-DAQ 6.9x

NI-DAQmxRozhraní pro programování analogových vstupů/výstupů, digitalních I/O, ovládání stovek multifunkčních DAQ zařízení

Obsahuje Measurement & Automation Explorer, DAQ Assistant a VI Logger Lite software

Přednáška č.6

6969

Instalace a konfigurace hardwaruInstalace a konfigurace hardwaru1. Instalace LabVIEW a řadičů (NI-DAQmx/Trad. NI-DAQ)

2. Instalace hardwaru

3. Konfigurace hardwaruTradiční NI-DAQ – konfigurace v MAX (Measurement & Automation Explorer)

NI-DAQmx – použití DAQ Assistant (LabVIEW Function Palette NI Measurements DAQmx Data Acquisition)

Přednáška č.6

7070

Measurement Measurement & Automation Explorer& Automation Explorer

Přednáška č.6

7171

Přednáška č.6

Test panelPřímo z MAX bez

nutnosti mít LabVIEW

Testování komunikace

s přístrojem

Provádění jednoduchých

měření

Measurement Measurement & Automation Explorer& Automation Explorer

7272

DAQ DAQ AssistantAssistant

Výběr zařízení,

se kterým chceme

• komunikovat,

• řídit ho

• sbírat data

• …

Přednáška č.6

7373

Přednáška č.6

Vytvoření měřicí aplikaceVytvoření měřicí aplikaceFront panel

Paleta I/O – specifikace přístroje, se kterým chceme komunikovat

Trad. NI-DAQ Chanell control

DAQmx Name Controls

7474

Traditional NI-DAQTraditional NI-DAQ

Analog Input

Analog Output

Digital I/O

Counter

Calibration & Configuration

Signal Conditioning

Channel Constant

Přednáška č.6

7575

NI-DAQmxNI-DAQmxFunkce pro

čtení/ zápis dat, provádění úkolů, trigger,časování měření, konfiguraci zařízení, kalibraci, nastavení rozsahu, … .

Přednáška č.6

7676

Postup vytváření aplikacePostup vytváření aplikace

1. Nastavení kanálů + vytvoření úkolů

2. Nastavení časování

3. Nastavení triggeru

4. Čtení / zápis dat

Přednáška č.6

7777

Kanály Kanály Fyzický kanál

Terminál, pin na kterém měřím nebo generuji analogový nebo digitální signál

Každý má své jedinečné jméno (charakterizaci)

Virtuální kanálSoubor vlastností, které zahrnují jméno, fyzický kanál, vstupní terminál, typ měření, informace o měření (rozsah, jednotky, …)

Přednáška č.6

7878

Tasks – úkoly meřeníTasks – úkoly meřeníTask = soubor jednoho nebo více virtuálních kanálů s nastaveným

časováním, triggerem a dalšími vlastnostmi.

Task reprezentuje měření, které chceme provádět – můžeme jej nastavit a poté automaticky používat v aplikaci.

Kroky pro vytvoření:

1. Vytvoření úkolu (task) a kanálu pomocí DAQ Assistantu

2. Konfigurace kanálu, časování, trigger (nepovinné)

3. Zápis / čtení dat

4. Odstranění úkolu(kroky 2 a 3 se opakují, pokud to měření vyžaduje – např. zaznamenám

data, překonfiguruji trigger a provedu nové měření)

Přednáška č.6

7979

Příklad měření DC signáluPříklad měření DC signáluDC signál – stejnosměrný signál (napětí, teplota,otáčky, proud,…)

Schéma zapojení amenomomeru (měření rychlosti větru)

Schéma měřicího řetězce

Přednáška č.6

8080

Příklad – Tradiční NI-DAQPříklad – Tradiční NI-DAQMěření s využitím Trad. NI-DAQ

Device – číslo přiřazené kartě během konfigurace

Channel – analogový vstupní kanál anemometru

High / low limit – hodnoty očekávaného rozsahu napětí

AI Sample Channel – funkce pro získání hodnot prostřednictvím karty

Scaling – přepočet napětí na rychlost větru

Přednáška č.6

8181

Přednáška č.6

Příklad – NI-DAQmxPříklad – NI-DAQmxMěření s využitím NI-DAQmx

Physical channel – určení fyzického kanálu použité karty

Min / Max Value – očekávaný rozsah napětí (0 až 10V)

DAQmx Create Virtual Channel – používá fyzický kanál pro vytvoření Virtuálního analogového vstupního napěťového kanálu

DAQ Read – čte vzorek z kanálu

+ přepočet napětí na rychlost větru

8282

Komunikace s přístroji (VISA)Komunikace s přístroji (VISA)VISA = Virtual Instrument Software Architecture

Umožňuje komunikovat s přístroji přes sběrnice GPIB, USB, PXI, VXI, sériový port

Přístroj musí mít nainstalovaný ovladač příp. je možné ovladač vytvořit pomocí VISA Driver Development Wizard (zadání názvu přístroje a výrobce a PXI ID čísla)

Nastavení komunikace, kroků měření a charakteru výsledných dat – pomocí Instrument I/O Assistant

Přednáška č.6

8383

Přednáška č.6

VISA Driver Development WizardVISA Driver Development Wizard

8484

Přednáška č.6

Měření – VISA (DMM – digital multimetr)Měření – VISA (DMM – digital multimetr)

DMM – Druh přístroje, se kterým komunikujeme

MEAS:DC? – instrukce přístroji (zaslání měřeného signálu)

VISA Write – zapisuje (posílá) instrukci do přístroje

VISA Read – čte odezvu přístroje (měřená data)

Read buffer – naměřená data

8585

Konec šesté přednášky

8686

Měřicí program LabVIEWMěřicí program LabVIEW(sedmá přednáška)(sedmá přednáška)

8787

Icon and Connector paneIcon and Connector paneAby bylo možné použít VI jako snadno identifikovatelný subVI (podprogram)

Grafická reprezentace programu

Text, obrázek, kombinace

Konektory - počet souhlasí s počtem indikátorů a ovládacích prvků v podprogramu

Max 28 terminálů u jednoho podprogramu

Přednáška č.1

(více při tvorbě SubVI´s)

8888

Přednáška č.7

Ikona / TerminályIkona / Terminály

8989

Terminály ikonyTerminály ikony

Přednáška č.6

9090

Přednáška č.6

Původní program

Tvorba SubVI´sTvorba SubVI´s

Vytvořen SubVI

1. Označit program / část programu

2. Edit Create SubVI

3. Pojmenovat a uložit SubVI

9191

Tvorba ikonyTvorba ikony

Panel nástrojů

Návrh ikony

Vlastnosti ikony

Přednáška č.6

9292

Konec sedmé přednášky