Архив Галактики

Практикум по LabVIEW. #1

Копосов Д.Г. / 03.09.2015

Начнем публикацию учебных материалов по LabVIEW...

Знакомство с программным обеспечением
1. Среда разработки
Практически у всех разработчиков устройств и приборов возникает необходимость подключить их к компьютеру. Тогда встает вопрос, а какое программное обеспечение использовать для обмена информацией, анализа и обработки полученных данных?
Одна из самых известных, удобных и востребованных программ для таких целей — LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineer-ing Workbench — среда разработки лабораторных виртуальных приборов) — это среда разработки программ, использующая графический язык программирования «G» компании National Instruments.
Система графического программирования LabVIEW позволяет создавать приложения для задач сбора, обработки, визуализации информации от различных приборов, лабораторных установок и т.п., а также для управления технологическими процессами, комплексами и устройствами.
С помощью датчиков (сенсоров), аналого-цифровых преобразователей и компьютера, используя LabVIEW, вы можете создавать прототипы, а в дальнейшем множество измерительных приборов различного назначения и осуществлять обработку результатов.

В промышленных задачах:
• измерение сигналов с датчиков;
• промышленная автоматизация;
• встраиваемые системы измерения и управления;
• автоматизированные системы тестирования;
• управление приборами;
• системы диагностики;
• системы управления и имитаторы;
• прототипирование систем;
• мехатроника и робототехника.

В научных исследованиях:
• моделирование;
• автоматизация эксперимента;
• обработка результатов эксперимента.

LabVIEW используется при управлении Большим адронным коллайдером

Задание 1. Ознакомьтесь с возможностями LabVIEW по следующей ссылке: http://www.labview.ru/labview/what_is_labview/.

Освоение LabVIEW — путь к настоящей научно-исследовательской работе, которую в полном объеме вы ощутите в высших технических учебных заведениях.

2. Виртуальные приборы

Программа в LabVIEW называется виртуальным прибором (Virtual Instrument) и состоит из двух частей:
• лицевой панели (Front Panel) — это внешний интерфейс с элементами управления и отображения, которые являются интерактивными средствами ввода и вывода данных этого виртуального прибора (1);
• блок-диаграммы (Block Diagram), описывающей логику работы будущего виртуального прибора (2); объекты лицевой панели отображаются на блок-диаграмме в виде терминалов.



Вся система управления и система команд LabVIEW может быть обнаружена вами при исследовании двух основных палитр:
• Controls — палитра элементов управления и индикаторов;
• Functions — палитра функций для использования на блок-диаграмме.

Все элементы на палитрах сгруппированы по разделам.
В языке G используются те же конструкции и методы программирования, что и в других языках: типы данных, циклы, переменные, рекурсия, обработка событий, объектно-ориентированное программирование.



Исходный код — это блок-диаграмма, в которой элементы языка соединены между собой.
Блок-диаграмма состоит из:
• узлов (Node), у которых есть входы и/или выходы, и которые выполняют алгоритмические операции (1);
• терминалов (Terminals) — это представление объектов лицевой панели на блок-диаграмме и порты ввода и вывода, через которые осуществляется обмен информацией между лицевой панелью и блок-диаграммой (2);
• проводников данных (Wires), по которым данные передаются между объектами (3).



Обратите внимание, что иконки всех объектов (терминалов, узлов) описывают их свойства и действия.

Задание 2. Постарайтесь быстро описать по рисунку действия представленных узлов.



В основе языка G лежит концепция потока данных, который определяет последовательность выполнения функциональных узлов программы. Узлы программы получают данные через входы, производят их обработку, и данные появляются на выходах. Узел выполняется только тогда, когда данные доступны на всех его входных терминалах, далее он данные обрабатывает и результат передает на выходные терминалы. На этом исполнение узла завершается.

Задание 3. Проанализировав изображенную ниже диаграмму, перечислите, какие узлы в ней используются, и определите, какой узел будет выполняться первым.


Задание 4. Составьте программу сложения, вычитания, умножения, деления двух чисел. Пример для сложения представлен на рисунке ниже.


Управление программой:

• однократный запуск (Run);
• непрерывный запуск (Run Continuously);
• остановка выполнения виртуального прибора (Abort Execution)