Instrumentatie virtuala

download Instrumentatie virtuala

of 114

  • date post

    09-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    11
  • download

    2

Embed Size (px)

description

facultate

Transcript of Instrumentatie virtuala

ALTERNATIVA LA INTRODUCERE

2

105Eroare! Stil nedefinit. - Eroare! Stil nedefinit.

1. INTRODUCERE IN INSTRUMENTAIA VIRTUAL

1.1. Introducere

Prin instrumentaia virtual se nelege facilitatea / modalitatea oferit de un computer dotat cu echipamente periferice de intrare / ieire specializate, pentru a modela i simula caracteristicile i funcionarea unui instrument / sistem de msurare, de testare sau de nregistrarea datelor.

La ora actual exist, la nivel mondial, o concuren acerb pentru lansarea pe scar larg a unei game variate de produse noi (din domeniul msurrilor: osciloscoape, multimetre digitale, voltmetre s.a.m.d.), cu calitti superioare celor de pe pia sau cu soluii noi pentru monitorizarea unor procese automatizate. Un utilizator i poate construi un produs virtual destinat unei anumite aplicaii cu caracteristicile dorite. Acest produs l vom denumi n continuare instrument virtual ( Virtual Instruments - VI).

Instrumentaia virtual a devenit inta mai multor medii de lucru specializate. Unul dintre cele mai rspndite i care s-a impus pe plan mondial este LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench). Aceste este un mediu de programare bazat pe limbajul de programare grafic G. Firma National Instruments (NI) a introdus n anul 1986 conceptul de instrumentaie virtual i a lansat pe pia prima versiune a mediului LabView. n [1.1] instrumentul virtual se definete ca: program n LabView care modeleaz forma i funcia unui instrument fizic.

Pentru atingerea scopului dorit, realizarea unui instrument virtual, este necesar o dotare minim - un sistem de calcul i un mediu de programare:

folosind mediul de programare se realizeaz, pentru instrumentul dorit, panoul frontal (interfaa instrumentului) i funcionalitatea sa;

calculatorul devine gazda noului instrument creat de utilizator oferindu-i totodat facilitile clasice: capacitate ridicat de prelucrare, analiz, stocare a informaiilor, conectare la reea, imprimare a datelor etc.

Mediul de programare utilizat pentru modelarea instrumentului virtual, fr corespondent real, permite utilizatorului s-i dezvolte n continuare proceduri proprii de prelucrare a informaiei pe care s le poat utiliza n construirea altor VI.

Limbajele de programare de circulaie extins FORTRAN, PASCAL, C, BASIC .a se bazeaz n construcia unui program prin scrierea unor instruciuni utiliznd textul. Realizarea unui program n aceste medii poate s devin dificil pentru un nceptor n special n perioada de depanare. Grafica este extrem de intuitiv, potenialul graficii fiind susinut prin principalele metode de instruire existente i care i-au dovedit rolul esenial.

Limbajul grafic G inima mediului LabVIEW se bazeaz pe existena unor biblioteci de funcii definite care prin asamblare grafic construiesc n mod intuitiv un program.

Instrumentele virtuale au o structur ierarhic i modular. Un instrument virtual utilizat pentru construcia unui alt instrument virtual poart denumirea de subinstrument virtual (subVI).1.2. Instrumentaie virtual cu LabView

1.2.1. Introducere

n modul clasic de lucru pe un sistem de calcul cu mouse, lansarea mediului de lucru se realizeaz fie prin alegerea pictogramei corespunztoare mediului de lucru (fig.4.1) fie prin alegerea succesiv a opiunilor: Start / Programs / National Instruments LabView / LabView ceea ce are ca efect dechiderea meniului de lucru.

Fig. 1.1 Pictograma LabView

n figura 4.2 se prezint meniul de lucru pentru versiunea LabVIEW 5.1 care poate fi regsit cu schimbri nesemnificative i pentru versiunea LabView 6.0.

Fig. 1.2 Meniul principal pentru LabView 5.1

Semnificaiile din meniu sunt urmtoarele:

opiunea - New VI permite crearea unui nou VI iar opiunea Open VI pentru deschiderea unui VI existent;

opiunea - Solution Wizards - lanseaz un utilitar care furnizeaz recomandri n mod interactiv pentru realizarea unei aplicaii de achiziii de date sau instrumente.

opiunea Cautare exemple - Search Examples permite consultarea unui set de exemple, distribuite de firma National Instruments mpreun cu mediul de lucru. Modul de consultare este cel clasic de lucru n sistemul Windows.

opiunea ndrumtor LabVIEW LabVIEW Tutorial lanseaz un program demonstrativ de instruire despre LabVIEW.

pentru prsirea mediului de lucru se apeleaz la opiunea Ieire Exit .

n figura 4.3 se prezint meniul principal pentru versiunea LabView 8.2 care este asemntor cu cel pentru versiunea LabView 7.0. Construirea unui instrument virtual se va lansa n acest caz prin selectarea opiunii New / Blank VI.

Fig. 1.3 Meniul principal pentru LabView 8.2

1.2.2. Introducere n LabView

1.2.2.1. Structura unui instrument virtual

Un instrument virtual (VI) are trei componente:

panoul frontal corespunde la interfaa grafic cu utilizatorul sau ceea ce va vedea utilizatorul pe ecranul monitorului. Dac dorim s facem o comparaie a instrumentului virtual cu un instrument fizic, panoul frontal ar corespunde prii frontale a instrumentului fizic pe care exist butoane, chei de comand, afiaj, display etc. Pentru exemplificare se prezint n figura 4.4 se prezint panoul frontal al unui instrument virtual pentru vizualizarea legilor de micare a unui element mobil: acceleraie, vitez i spaiu n funcie de timp (fig.4.5). Pentru o lege de micare dat a acceleraiei se poate scrie simplu:

( 1.1)

( 1.2)

Fig. 1.4 Element n micare de rotaie

Fig. 1.5 Panou frontal

Panoul frontal este o combinaie de elemente de control i indicatoare. Elementele de control simuleaz sursele de informaii pentru instrumentul virtual. Indicatoarele simuleaz elementele de ieire i vizualizare pentru informaiile achiziionate.

diagrama bloc corespunde codului programului i definete funcionalitatea IV lui pe baza operatorilor clasici, funciilor .a.m.d. n figura 4.6 se prezint diagrama bloc pentru un element motor n micarea de rotaie, construit pe baza bibliotecii mediului de lucru. Realizarea diagramei bloc se obine prin utilizarea limbajului grafic. Componentele se leag ntre ele prin fire = conductoare definind fluxul datelor din diagam. Dac comparm diagrama bloc cu instrumentul fizic, atunci, coninutul su coincide cu componentele fizice (rezistoare, fire de legtur, circuite logice etc.) din carcasa instrumentului.

Fig. 1.6 Diagram bloc

pictograma i conectorul corespund semnturii programului. Pictograma (icon-ul) este identificatorul graphic al VI. Terminalele de intrare i ieire corespund parametrilor de intrare / ieire.

Fig. 1.7 Pictograma (icon-ul) pentru VI-ul corespunztor calculului valorii medii

1.2.2.2. Construcia unui instrument virtual

1.2.2.2.1. Introducere

La selectarea opiunii New VI din meniul principal (versiunea 5, 6) sau pentru versiunea 8.2 se deschid dou ferestre de lucru suprapuse corespunztoare panoului frontal i respectiv diagramei (fig.4.8).

Bara orizontal cu meniuri conine opiuni implementate n aplicaiile Windows (File, Edit,) i unele specifice mediului LabView.

Pentru un lucru uor cele dou pagini se pot aranja relativ una fa de alta:

Selectnd din bara meniului orizontal Windows / Tile Left and Right cele dou pagini se poziioneaz vizibil pe aceeai orizontal.

Selectnd din bara meniului orizontal Windows / Tile Up and Down cele dou pagini se poziioneaz vizibil pe aceeai vertical;

Selectnd din bara meniului orizonal Windows / Full Size se obine maximizarea paginii de lucru respective. Trecerea n cea de a doua pagin se realizeaz selectnd din nou de ex.: Windows / Show Block Diagram sau Windows / Show Front Panel.

Fig. 1.8 Ferestrele de lucru corespunztoare panoului frontal i diagramei

Prin selectarea unei opiuni din bara orizontal superioar, prin butonul stng al mouse-lui, se deschide un submeniu derulant cu o serie de opiuni dispuse pe verical.

Fig. 1.9 Meniul derulant pentru opiunea File

Modul este specific programelor sub Windows iar opiunile sunt n general clasice. Pentru meniul derulant corespunztor opiunii File (fig.1.9) semnificaiile sunt:

opiunea Fiier File permite utilizatorului realizarea unor operaii de gestionare a fiierelor: lansarea operaiei de creare a unui nou VI (New), deschiderea unui VI existent (Open), nchiderea ferestrei de lucru curente (Close), salvarea modificrilor realizate asupra VI (Save), salvarea VI cu opiune pentru numele fiierului, director etc.(Save As), lansarea n lucru a unui nou proiect (New Project), deschiderea unui proiect existent (Open Project) opiuni de tiprire (Print...) s.a.m.d.

Opiunea de asisten Help este de asemenea specific sistemelor de operare i asigur faciliti de obinere a unor informaii despre elementele de lucru, program de instruire, versiunea mediului de lucru etc.

Opiunile din a doua bar orizontal (pagina panou frontal) sunt specifice LabView (fig.4.10):

a - Run lanseaz n execuie programul de lucru. Programul de lucru este modulul principal al aplicaiei i apeleaz alte VI;

b - Run Continuously - programul este executat continuu;

c - Abort Execution realizeaz oprirea rulrii;

d - Pause realizeaz o oprire temporar a rulrii programului;

e - ...Fontopiuni pentru selectarea fontului de text dorit;

f - Sunt patru opiuni n ordine Align Objects, Distribute Objects, Resize Objects, Reorder care permit alinierea, distribuirea obiectelor selectate n panoul frontal, redimensionarea sau reordonarea acestora.

Fig. 1.10 Opiunile din bara a doua orizontal

Semnificaii asemntoare sunt alocate i n bara orizontal din pagina diagramei VI (fig.4.11). Semnificaiile a - d sunt identice cu cele anterioare iar urmtoarele se refer la:

e Highlight Execution prin selectarea opiunii exec