Đang tải...

Giáo trình cơ khí Tổng quan về LabVIEW

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi vancong, 10/4/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. vancong
    Offline

    Hết mình vì Ô hát!
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    18/3/09
    Số km:
    4,407
    Được đổ xăng:
    183
    Mã lực:
    426
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    4,828 lít xăng
    Mục đích của bài này là nhằm giới thiệu tổng quan về LabVIEW, một môi trường nền và phát triển cho một ngôn ngữ lập trình đồ họa (a graphical programming language) của hãng National Instruments (USA). LabVIEW là ngôn ngữ đồ họa được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đo lường, điều khiển, tự động hóa, thí nghiệm và giáo dục đào tạo.
    1. Tổng quan về LabVIEW

    LabVIEW viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench (tạm dịch là Bàn công nghệ đo lường ảo dùng cho phòng thí nghiệm) là một môi trường nền và phát triển cho một ngôn ngữ lập trình đồ họa của hang National Instruments có địa chỉ trang web ở:

    National Instruments

    LabVIEW được phát triển từ năm 1986, ban đầu dung cho hang Apple Macintosh. LabVIEW được sử dụng rộng rãi để nhận dữ liệu, điều khiển thiết bị và tự động hóa trong công nghiệp chạy trong nhiều nền hệ điều hành khác nhau như Windows, Unix, Linux và Mac OS. Phiên bản hiện hành là LabVIEW 8.6.

    LabVIEW ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đo lường công nghiệp, thi nghiệm và giáo dục cũng như trong các ứng dụng tự động hóa dựa trên cơ sở lập trình đồ họa (graphical programming). Khác với lập trình văn bản (textual programming), lập trình đồ họa trực giác hơn. Tuy nhiên LabVIEW vẫn hỗ trợ lập trình văn bản. Trong LabVIEW có rất nhiều hàm dùng để phân tích, thiết kế và biểu diễn dữ liệu bằng đồ thị và các dụng cụ đo lường ảo phong phú.

    Ngày nay LabVIEW có nhiều công cụ và các mô đun khác nhau làm cho LabVIEW có chức năng tính toán mạnh ngang với MATLAB và Simulink trong lập trình phân tích, thiết kế hệ thống điều khiển, xử lý số liệu, nhận dạng hệ thống, toán học, mô phỏng, và nhiều chức năng khác. Ngoài ra, LabVIEW còn hỗ trợ rất nhiều phần cứng như bảng giao diện dữ liệu vào ra (bảng nhận dữ liệu, DAQ, data acquisition), bus truyền thông dữ liệu CAN dùng trong đo lường và tự động hóa do NI sản xuất. Giao tiếp dữ liệu với phần cứng của các hãng khác cũng có thể thực hiện được nhờ vào số lượng lớn các bộ điều khiển mềm (drivers) và hỗ trợ các tiêu chuẩn giao tiếp như CAN bus, OPC, Modbus, GPIB, v.v.v… Mô đun LabVIEW Simulation Interface Toolkit cho phép người dùng có thể tạo giao diện với MATLAB và Simulink của hãng Mathworks.

    2. Khởi động LabVIEW

    Nếu máy tính của bạn có cài đặt chương trình LabVIEW 8.6 thì bạn có thể khởi động như sau:

    Start > All Programs > National Instruments LabVIEW 8.6 hoặc
    Start > All Programs > National Instruments > LabVIEW 8.6 > LabVIEW 8.6

    3. Bắt đầu sử dụng LabVIEW

    Sau khi khởi động LabVIEW cửa sổ hội thoại Getting Started trông như trong Hình 1 (phiên bản LabVIEW 8.6).

    [​IMG]Hình 1: Cửa sổ LabVIEW​


    Trong cửa sổ hội thoại Getting Started có những lựa chọn sau:

    Files / New / Blank VI: mở tệp VI mới và trống. VI viết tắt của Virtual Instrument (dụng cụ đo lường ảo), tiêu biểu cho một chương trình lập bằng LabVIEW. Đây là lựa chọn hay dùng nhất.

    Files / New / Empty Project: mở một dự án (project) mởi là một tập hợp của nhiều tệp chương trình LabVIEW và các tệp khác. Dự án (project) là một cấu trúc mới trong các phiên bản LabVIEW 8.x (8.0, 8.2, 8.5 và 8.6).

    Files / Open: cho thấy các tệp đã mở

    Resources / New to LabVEW? / Getting Started with LabVIEW: liên kết tới Getting Started (bắt đầu sử dụng) qua tệp dữ liệu pdf về LabVIEW khoảng chừng 80 trang. Bạn có thể xem tện này làm tài liệu tham khảo khi lập trình. Trong quá trình thực hành, các bài tập LabVIEW sẽ trú trọng hơn về các ứng dụng trong mô phỏng, đo lường và điều khiển.

    Resources / LabVIEW Fundamentals: Lập trình cơ bản LabVIEW lien kết tới Hỗ trợ LabVIEW trực tuyến, bạn có thể tìm thấy thông tin bằng cách dùng các lựa chọn Nội dung (Contents), Từ khóa (Keywords) và Tìm kiềm (Search) như các cách thông thường trong các chương trình ứng dụng khác của Windows.

    Resources / Find Examples: Tìm các ví dụ liên kết tới thư viện ví dụ chứa trong LabVIEW. Thư viện này biểu diễn một cơ sở kiến thức lớn. Néu bạn có bài toán cụ thể nào đó, bạn có thể dùng mợt ví dụ thich hợp trong thư viện. Các ví dụ cũng có thể tìm thấy qua menu Help trong bất kỳ một cửa sổ chương trình LabVIEW nào.
    Targets / Real-Time Project: Các dự án thời gian thực

    4. Kích hoạt giấy phép sử dụng

    Ngày nay khi mua LabVIEW, National Instruments yêu cầu bạn phải kích hoạt giấy phép sử dụng. Việc kích hoạt giấy phép sử dụng có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như kích hoạt trực tuyến, kích hoạt qua điện thoại, kích hoạt qua email. Nếu bạn nạp chương trình thử nghiệm LabVIEW thì khi mở LabVIEW chương trình sẽ hỏi bạn bằng Activation Wizard. Việc kích hoạt được thực hiện chỉ cho một máy tính. Khi mua NI cung cấp cho bạn một mã số (Serial Number) dùng để kích hoạt. Theo chỉ dẫn của Actuation Wizard bạn có thể dễ dàng kích hoạt giấy phép sử dụng cho máy tính của bạn dễ dàng.

    5. Thông tin về LabVIEW và sản phẩm của National Instruments

    Hiện nay National Instruments có mở hội thảo về LabVIEW và các sản phẩm của NI ở Việt Nam. Thông tin về hội thảo ở Việt Nam có thể xem ở địa chỉ sau:

    Thông tin hội thảo LabVIEW và sản phẩm của National Instrument ở Việt Nam

    (Thông tin về văn phòng đại diện của National Instruments ở Việt Nam sẽ được cập nhật.)

    6. Các bài thực hành lập trình LabVIEW cơ bản

    Các bạn thành viên có thể theo dõi tiếp các bài thực hành sau (có thể có cả hai phiên bản tiếng Việt và tiếng Anh):

    Phần 1: Lập trình cơ bản
    Tutorial 1: Bài toán đo mực nước đơn giản (tham khảo trang Finn Haugen)
    Tutorial 2: Bài toán đo mực nước hoàn chỉnh (tham khảo trang Finn Haugen)

    Phần 2: Lập trình mô phỏng hệ điều khiển
    Tutorial 3: Bài toán điều khiển mực nước vòng hở (Hải Âu)
    Tutorial 4: Bài toán hệ điều khiển mực nước vòng kín PID (Hải Âu)

    Phần 3: Lập trình và thiết trí cấu hình hệ điều khiển dùng giao diện I/O
    Tutorial 5: Lập trình giao diện I/O đo mực nước với bảng PCI-6036E và USB-6009 (Hải Âu)
    Tutorial 6: Lập trình hệ điều khiển mực nước vòng hở dùng PCI-6036E và USB-6009 (Hải Âu)
    Tutorial 7: Lập trình hệ điều khiển mực nước vòng kín PID dùng PCI-6036E và USB-6009 (Hải Âu)

    Phụ lục
    Appendix 1: Lắp đặt và thử bảng giao diện NI PCI-6036E (Hải Âu)
    Apppendix 2: Lắp đặt và thử giao diện NI USB-6009 (Hải Âu)

    7. Các yêu cầu, tài liệu và thiết bị cần thiết

    Để theo học khóa học lập trình cơ bản LabVIEW cho hệ đo lường và điều khiển này các bạn cần có kiến thức cơ bản về kỹ thuật đo lường và lý thuyết điều khiển tự động cơ bản, và cần có một số thứ sau:

    + LabVIEW phiên bản 8.x (bạn đọc tự trang bị)

    + Máy tính, Bảng giao diện I/O PCI-6036E hoặc USB-6009 (phần cứng của NI khá đắt, các bạn sinh viên có điều kiện có thể mua USB-6009 Student Kit gồm 1. bộ USB-6009 có 8 kênh vào, 2 kênh ra và 12 kênh số, 2. LabVIEW 8.6 Student Version, 3. DAQ 7 Steps Tutorial - giá hơn 500 AUD, khi mua phải trình thẻ sinh viên).

    + Đối tượng điều khiển, cảm biến và bộ chấp hành (đối tượng điều khiển dùng trong loạt bài này là hệ mực nước - tank level system sử dụng differential transmitter, current-to-pressure converter và fail-cloased diagragm control valve (của Foxboro). Lưu ý rằng các bảng DAQ của NI đa số có analog inputs và analog outputs dùng điện áp. Nếu dùng cảm biến và bộ chấp hành có tín hiệu 4-20 mA thì trong nhiều trường hợp phải dùng thêm một bộ đổi điện áp sang dòng và dòng sang điện áp, ví dụ dùng Signal Conditioning Unit SC-2345 của NI. Tuy nhiên SC-2345 và các input, output modules của NI sẽ khá đắt (e.g. input modules có 2 đầu vào giá A$522.00!), bạn có thể tự chế mạch đơn giản đổi điện áp sang dòng và dòng sang điện áp bằng cách gắn một con điện trở 250 [​IMG] vào đầu ra/đầu vào của bảng I/O thì vẫn có thể dùng được.

    + Tài liệu tham khảo: cuốn sách LabVIEW 8 Student Edition by Robert Bishop, Pearson Education (mua cuốn sách này của Pearson Education - Prentice Hall Inc. có kèm theo một đĩa CD bản LabVIEW 8.2 Student Edition)

    Lý thuyết tự động (PID control) có thể tham khảo cuốn sau:

    + PID Control by Finn Haugen (đây là cuốn sách rất dễ hiểu có nhiều ví dụ minh họa bằng chương trình LabVIEW và có một kho tài liệu tham khảo cùng các chương trình mô phỏng minh họa tại đây).

    + Dorf, R.C. and R.H. Bishop (2008). Modern Control Systems, 11th Ed. Pearson Education Inc. Upper Saddle River, NJ.

    Ví dụ chương trình điều khiển LabVIEW

    Hình sau là ví dụ chương trình điều khiển LabVIEW, Front Panel của chương trình. LabVIEW cho phép người dùng phát triển chương trình có giao diện rất tốt, và nó cũng cho phép vẽ sơ đồ minh họa hệ thống động/điều khiển, lập trình điều khiển hình để mô phỏng hệ động.

    [​IMG]Hình 2: Ví dụ minh họa chương trình mô phỏng hệ mực nước sử dụng thuật toán điều khiển PID​


    Chú ý

    LabVIEW được phát triển có nhiều công cụ giống MATLAB/Simulink của Mathworks:

    1. Sử dụng MathScript: rất giống MATLAB

    2. LabVIEW Simulation Module (LabVIEW Control Design and Simulation Module): rất giống Simulink

    (còn tiếp)
     
  2. chuotyeugao011289
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    8/3/12
    Số km:
    2
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    0
    Xăng dự trữ:
    312 lít xăng
    Tank level system simulator

    Hi Admin, em đang cần cái file.vi của hình 2 mà admin đưa lên Tank level system simulator.vi để có thể tham khảo phục vụ cho việc tham khảo làm đồ án.Nếu được xin gửi qua email:chuotyeugao011289@gmail.com. Mong được sự giúp đỡ của admin.Xin chân thành cảm ơn.
     
  3. thanhcongdtd
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    15/10/15
    Số km:
    1
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    0
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    80 lít xăng
    chào Admin,a có thể cho e xin tài liệu về Phần 2: Lập trình mô phỏng hệ điều khiển
    Tutorial 3: Bài toán điều khiển mực nước vòng hở (Hải Âu)
    Tutorial 4: Bài toán hệ điều khiển mực nước vòng kín PID (Hải Âu)
    xin gửi qua gmail: thanhcongdtd52@gmail.com . Em cảm ơn nhiều!
     

Chia sẻ trang này