Autor: Carmen Bujoreanu
Facultatea de Mecanica – Iasi
An aparitie: 2015
Ce este instrumentatia virtuala?
Instrumentatia virtuala reprezinta ceea ce era acum un deceniu lantul de masurare, la care s-a inlocuit partea de instrumente fizice cu instrumente virtuale. Un instrument virtual este compus dintr-o parte hardware (in principal un convertor analogic digital) si o parte software care permite configurarea instrumentului dupa dorinta utilizatorului.
Cu putin timp in urma, utilizatorul isi configura instrumentul fizic cu ajutorul butoanelor si potentiometrelor, facea conexiunile dintre instrument si aparatele de inregistrare pe hartie sau electronice si trebuia sa le aiba pe toate in acelasi loc pentru a le supraveghea si a le manevra.
Acum, utilizatorul introduce o placa de achizitie date in computer si cu ajutorul soft-ului de programare grafica isi configureaza instrumentul de masurare si in plus poate crea si cate inregistratoare grafice doreste.
Partea fizica a lantului de masurare
Toata partea fizica a lantului de masurare aflandu-se pe o placa controlata de microprocesorul computerului, utilizatorului nu-i ramane decat sa se conecteze la traductoarele specifice marimii de masurat si sa stie sa manevreze un mouse.
Reprezentarea instrumentelor fizice se face pe monitorul computerului cu ajutorul elementelor grafice existente in biblioteca limbajului de programare grafica.
Exista doua posibilitati de a lucra cu instrumentatie virtuala:
- doresti sa-ti creezi singur instrumentele necesare si atunci trebuie sa cunosti limbajul de programare grafica si sa dispui de acesta (necesarul de timp minim pentru invatare ar fi de 30 de ore);
- doresti sa fii numai utilizator de instrumentatie virtuala, si atunci trebuie sa-ti cumperi de la un dezvoltator de aplicatii un program executabil ce va face numai ceea ce iti doresti.
Avantajele instrumentatiei virtuale se deduc si din cele spuse mai sus:
- ocupa un spatiu mic (practic un computer si un monitor);
- poate fi cu elemente distribuite (pot masura in mai multe locuri odata);
- datele se pot transmite prin internet (laboratorul de masurare se poate afla intr-un anume loc iar analiza rezultatelor se poate face in cu totul alta parte);
- instrumentele nu mai ocupa un spatiu fizic (o magazie) ci sunt stocate in memoria computerului;
- flexibilitate maxima privind configurarea instrumentelor (oricand se poate sterge un instrument din memorie si se poate face altul, se pot adauga elemente de comanda sau indicatoare, canale sau memorie);
- dispar practic problemele legate de murdarirea comutatoarelor sau imperfectiunea conexiunilor;
- dispar sau se micsoreaza mult erorile de offset sau de calibrare;
- costurile privind achizitia de aparate si intretinerea lor se reduc foarte mult, tinand cont ca o singura placa multifunctionala de achizitie date impreuna cu softul aferent poate inlocui o multime de alte instrumente fizice dedicate;
- interfata grafica foarte prietenoasa cu utilizatorul;
- timpul relativ mic de invatare a limbajului de programare grafica;
- multimea de instrumente virtuale gata construite pentru a masura, a face analiza semnalului, a-l prelucra si a-l transmite oriunde doreste utilizatorul.
Sistemul de achizitie de date
Un sistem de achizitie date (sau de masurare) este format, in principal, din traductoare, conditionatoare de semnal, placi de achizitie date, software si computer.
Laboratorul urmareste prezentarea conceptului de instrumentatie virtuala, caracteristicile mediului LabVIEW si structura unui instrument virtual.
Dupa realizarea panoului frontal al VI, trebuie implementata functionalitatea programului; se construieste diagrama bloc, care reprezinta codul sursa al instrumentului (arata „CUM?2 se rezolva problema).
Pentru realizarea diagramei bloc, se utilizeaza limbajul grafic G. Sunt prezentate elemente de baza care trebuie cunoscute pentru ca studentii sa realizeze si sa utilizeze instrumente virtuale.
Structura cursului
CAP 1. Introducere
1.1. Prezentarea optiunilor meniului afisat la lansarea LabVIEW
1.2. Consultarea exemplelor instalate
1.3. Rolul si componenta barei cu unelte din fereastra panoului frontal
1.4. Prezentarea elementelor din bara cu unelte din fereastra diagramei bloc
1.5. Prezentarea si utilizarea meniurilor contextuale
1.6. Prezentarea barei orizontale cu meniuri
1.7. Prezentarea casetei cu unelte generale
1.8. Metode de asistare in LabVIEW
CAP 2. Controale si indicatoare
2.1. Consideratii teoretice
2.2. Tipuri de controale si indicatoare
2.3. Controale si indicatoare de tip numeric
2.4. Controale si indicatoare de tip boolean
2.5. Controale si indicatoare tip sir de caractere
2.6. Controale si indicatoare tip tablou si grupare de date
2.7. Controale si indicatoare pentru reprezentari grafice. Exemple
2.8. Aplicatii personale
CAP 3. Meniuri proprii
3.1. Meniuri proprii specifice elementelor numerice. Exercitii
3.2. Meniuri proprii specifice elementelor cu scala. Exercitii
3.3. Meniuri proprii specifice elementelor booleene. Exercitii
3.4. Meniul propriu al elementelor de tip Cluster. Exercitii
3.5. Ordonarea componentelor. Exercitii
3.6. Meniuri pentru elemente ListBox, Table si Ring. Exercitii
3.7. Variabile locale. Exercitii
3.8. Noduri de proprietati. Exercitii. Tema
CAP 4. Functii
4.1. Consideratii teoretice. Exemple
4.2. Functii pentru valori numerice. Exercitii
4.3. Functii pentru valori boolene. Exercitii
4.4. Functii pentru valori alfanumerice (string). Exercitii
4.5. Inserarea simbolurilor de functii in diagrama. Exercitii
4.6. Realizarea legaturilor in diagrama. Exercitii
4.7. Fluxul de date. Exercitii
4.8. Salvarea unei aplicatii. Exercitii
4.9. Functii pentru valori scalare. Exercitii. Tema
4.10. Functii pentru valori vectoriale (Array). Exercitii. Tema
4.11 Functii pentru elemente de tip Cluster. Exercitii
4.12. Elemente si functii de tip Picture. Exercitii. Tema
CAP 5. Structuri de programare
5.1. Inserarea structurilor in diagrama. Exercitii
5.2. Structura secventiala (Sequence). Exercitii
5.3. Structura cauzala (Case). Exercitii
5.4. Structura repetitiva cu numar fix de iteratii (bucla For). Exercitii
5.5. Structura repetitiva cu conditie de terminare (bucla While).Exercitii
5.6. Registri de transfer in structuri repetitive. Exercitii. Tema
CAP 6. Elementul Waveform Chart. Exercitiu
CAP 7. Elementul Waveform Graph. Exercitiu
CAP 8. Elementul XY Graph. Exercitiu. Tema
Aplicatii LabView
- Simularea unui subsistem de control al unui manipulator industrial
- Simularea sistemului de automatizare al unui cuptor de tratament termic
- Achizitia si inregistrarea datelor pentru masurarea momentelor de frecare si de franare in rulmentii testati la gripare
- Determinarea experimentala a constantei elastice a unui resort. Medoda echilibrului