labview的應(yīng)用 - labview是什么_labview都可以干什么

　　控制與測試是兩個相關(guān)度非常高的領(lǐng)域，從測試領(lǐng)域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制領(lǐng)域。LabVIEW擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊----LabVIEWDSC。除此之外，工業(yè)控制領(lǐng)域常用的設(shè)備、數(shù)據(jù)線等通常也都帶有相應(yīng)的LabVIEW驅(qū)動程序。使用LabVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。

　　例如，在計算機控制中的應(yīng)用。

　　1 試驗裝置功能介紹

　　本試驗裝置應(yīng)具備功能如下：可以開展計算機輸入輸出技術(shù)的試驗;可以進行試驗法確定控制對象數(shù)學(xué)模型的試驗;可以開展數(shù)據(jù)處理試驗;可以進行控制算法試驗?？梢蚤_展綜合控制試驗。

　　2 試驗裝置系統(tǒng)主要硬件組成

　　實驗系統(tǒng)由信號發(fā)生器、溫控爐、試驗接線印刷板、數(shù)據(jù)采集卡、計算機等組成如圖1所示。

　　3系統(tǒng)所需電源

　　系統(tǒng)中溫控爐、試驗印刷板所需直流電源由信號發(fā)生器供給。試驗系統(tǒng)中所需直流電源范圍為±12 V，±10V， ±5V.其中±12及±5V為溫控爐測量轉(zhuǎn)換電路所需電源;±10V提供給數(shù)據(jù)采集卡作A/D轉(zhuǎn)換試驗使用;溫控爐加熱所需220V電源直接由試驗臺供給。

　　4溫控爐控制原理及電路實現(xiàn)

　　溫控爐主控電路如圖2所示。在加溫前，先有計算機鍵盤或鼠標通過虛擬儀器輸入溫度給定值，上電后溫控爐內(nèi)的檢測元件檢測到實時溫度后經(jīng)試驗板、數(shù)據(jù)采集卡作D/A變換，然后送到計算機進行數(shù)據(jù)處理。處理完畢后將處理好的控制信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡送到印刷接線板，由印刷接線板送出到溫控爐的控制線路板上CONTROL INPUT端子，通過此信號改變加熱元件功率，達到控溫目的。

　　溫度信號的檢測電路轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。溫度信號檢測采用熱敏電阻作測量元件，實時溫度經(jīng)過圖2所示轉(zhuǎn)換放大電路將溫度信號變?yōu)?10V——+10V的電壓信號，通過實驗板進入數(shù)據(jù)采集卡作A/D轉(zhuǎn)換后，送入計算機作數(shù)據(jù)處理。圖2中，W1為調(diào)零電位器。

　　5 PCL-818數(shù)據(jù)采集卡

　　本系統(tǒng)采用了研華科技的PCL—818-B數(shù)據(jù)采集卡。 PCL-818 是一系列高性能、多功能 DAS 卡，能夠提供五種最常用的測量和控制功能：100KHZ的12 位A/D 轉(zhuǎn)換、D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出和可編程計數(shù)器/定時器， 具有較強的數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸入輸出、自動檢測設(shè)定的通道和定時/計數(shù)等功能， 還帶 DMA 的自動通道/增益掃描，具有較高的性價比。支持單端方式下16 個數(shù)字量輸入和 16 個數(shù)字量輸出，差分方式下8個數(shù)字量輸入和8個數(shù)字量輸出。軟件支持包括 VisiDAQ 3.1TM、ActiveDAQ、LabVIEWTM 和Windows 3.1/95/NT 高速 DLL 驅(qū)動程序。

　　6系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用虛擬儀器（Virtual Instruments， VI）技術(shù)，VI是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)，它的功能是可由用戶自己定義的。在VI的技術(shù)的支持下，用戶可以隨心所欲地根據(jù)自己的意愿，設(shè)計自己的儀器系統(tǒng)。它集成測量計、記錄、信號分析、控制等功能于一體，在同一基本硬件上配置不同的軟件而實現(xiàn)。

　　本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境是美國國家儀器公司（NationalInstruments，NI）推出的虛擬儀器應(yīng)用軟件開發(fā)平臺LabVIEW7.0， LabVIEW是一個基于圖形化編程語言（G語言）的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境，它提供了一種全新的編程方法，利用LabVIEW，可以通過交互式的圖形化前面板來設(shè)計控制系統(tǒng)，例如：可以對幾千種硬件設(shè)備（GPIB、VXI、PXI、RS—232、RS—485、PLC、插入式數(shù)據(jù)采集卡等）進行數(shù)據(jù)采集;可以通過網(wǎng)絡(luò)、交互應(yīng)用通訊和結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）等方式與其他數(shù)據(jù)源相聯(lián);可以利用其功能強大的數(shù)據(jù)分析程序?qū)υ紨?shù)據(jù)進行分析，得到有意義的結(jié)果并加以顯示輸出。

　　7儀器驅(qū)動程序

　　儀器驅(qū)動程序主要用來初始化虛擬儀器， 并設(shè)置特定的參數(shù)和工作方式， 使虛擬儀器保持正常的工作狀態(tài)。研華科技的PCL-818系列數(shù)據(jù)采集卡提供了LabVIEW的軟件支持，所以，按照提示就可以完成該卡的驅(qū)動程序安裝。各主要選項選擇如下：

　　Board Type：PCL-818L A/D Channels Configuration：8 Differential

　　8應(yīng)用程序

　　應(yīng)用程序主要對輸入計算機的數(shù)據(jù)進行分析和處理，定義虛擬儀器的功能。應(yīng)用程序包括數(shù)據(jù)的采集和存儲、波形的顯示和回放、數(shù)據(jù)的處理。

　　數(shù)據(jù)采集模塊采用了Function模板/All Functions子模板/Data Acquisition子模板中的節(jié)點來控制數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集。在設(shè)計時要求系統(tǒng)能對多通道進行數(shù)據(jù)連續(xù)采集，所以必須有通道選擇控制。LabVIEW中的Measurement&Automation Explorer軟件以瀏覽器的形式來配置采集設(shè)備及其通道。在使用相關(guān)功能時，可以配置設(shè)備的虛擬通道，在LabVIEW中進行編程時，直接指定這些虛擬通道的名稱，就可以控制這些通道完成數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)采集程序中，主要控制數(shù)據(jù)采集的通道、采樣點數(shù)及掃描頻率等各種參數(shù)。系統(tǒng)信號的采樣點數(shù)及掃描頻率用戶可以根據(jù)不同信號的要求手動在前板上設(shè)置。

　　在試驗系統(tǒng)開發(fā)中，要求對采集數(shù)據(jù)的進行顯示、處理， 還要進行保存，實現(xiàn)離線的數(shù)據(jù)分析。本系統(tǒng)采用的是電子表格文件（Spreadsheet Text File）來存儲信號波形。該系統(tǒng)還能把任意一種試驗數(shù)據(jù)備份到指定的位置。在已知備份文件的目錄的前提條件下，可以通過數(shù)據(jù)模擬再現(xiàn)的功能把以前的數(shù)據(jù)調(diào)出來進行研究、分析。

　　為了配合教學(xué)，在軟件系統(tǒng)設(shè)計時還應(yīng)用了LabVIEW中分析信號和系統(tǒng)的環(huán)境。例如經(jīng)典控制理論中的PID算法、信號分析的曲線擬合、傅立葉變換、數(shù)字濾波等功能;熱敏電阻的非線性溫度特性的曲線擬合等等。此外，也可利用其信號發(fā)生器生成了典型測試信號，如脈沖、階躍、正弦等，對系統(tǒng)性能進行仿真分析。其G語言框圖程序如圖4所示。

　　9前面板程序

　　前面板程序與真實的物理儀器面板相似，用來提供虛擬儀器與用戶的接口，用戶可以通過鍵盤和鼠標對虛擬儀器面板上的開關(guān)，按鈕等進行各種操作。本系統(tǒng)中加熱爐恒溫控制系統(tǒng)前面板如圖5所示。

　　在前面板上，可以設(shè)置模擬通道、數(shù)據(jù)輸出通道;設(shè)定控制參數(shù)如給定值、P、I、D參數(shù)值;可以利用按鈕對系統(tǒng)的啟動、停止進行控制;可以顯示實時溫度曲線、歷史溫度曲線。

　　此外，還有如下等領(lǐng)域也有很多應(yīng)用。

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