LabVIEW - Thu thập dữ liệu, điều khiển thiết bị và tự động hóa công nghiệp

GIỚI THIỆU:

NI LabVIEW là một (IDE) với cách tiếp cận lập trình đồ họa thay vì dòng văn bản để tạo ra các ứng dụng. Có một số khác biệt với các ngôn ngữ lập trình dựa trên văn bản, một trong số đó là sử dụng lập trình dataflow để xác định thứ tự thực thi chương trình.

LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench ) là một nền tảng thiết kế hệ thống và môi trường phát triển cho một ngôn ngữ lập trình trực quan từ National Instruments, Hoa Kỳ.

Ngôn ngữ đồ họa được đặt tên là “G”; không bị nhầm lẫn với mã G ( Mã G, có nhiều biến thể, là tên gọi chung cho ngôn ngữ lập trình điều khiển số (NC) được sử dụng rộng rãi nhất. Nó được sử dụng chủ yếu trong sản xuất máy tính hỗ trợ để điều khiển các công cụ máy tự động.). Ban đầu được phát hành cho Apple Macintosh vào năm 1986, LabVIEW thường được sử dụng để thu thập dữ liệu, điều khiển thiết bị và tự động hóa công nghiệp trên nhiều hệ điều hành (OS), bao gồm Microsoft Windows, các phiên bản Unix, Linux và macOS khác nhau.

Dataflow programming

Mô hình lập trình được sử dụng trong LapVIEW đôi khi được gọi là G, nó dựa trên sự tiện ích của dữ liệu. Nếu có đủ dữ liệu tiện ích cho một subVL hoặc một hàm thì subVL hoặc hàm đó sẽ được thực hiện. Dòng thực hiện được xác định bởi cấu trúc của một sơ đồ khối graphical(mã nguồn của LabVIEW) trên đó lập trình viên kết nối các nút chức năng bằng cách vẽ dây. Các dây này truyền các biến số và bất kỳ nút nào có thể thực hiện ngay sau khi tấy cả các dữ liệu đầu vào của nó đầy đủ. Vì đây có thể là trường hợp xử lí cho nhiều nút cùng một lúc, LabVIEW có thể thực thi song song. Phần cứng đa xử lý và đa luồng được khai thác tự động bởi bộ lập lịch trình tích hợp sẵn, ghép nhiều chuỗi hệ điều hành qua các nút sẵn sàng để thực thi.

Ưu điểm

Giao diện với các thiết bị

LabVIEW bao gồm công cụ hỗ trợ rộng rãi để giao tiếp với các thiết bị, công cụ, máy ảnh và các thiết bị khác. Người dùng giao diện với phần cứng bằng cách viết lệnh bus trực tiếp (USB, GPIB, Serial) hoặc sử dụng trình điều khiển cao cấp, thiết bị cụ thể, cung cấp các nút chức năng LabVIEW gốc để điều khiển thiết bị.

LabVIEW bao gồm công cụ hỗ trợ tích hợp cho các nền tảng phần cứng NI như CompactDAQ và CompactRIO, với một số lượng lớn các khối thiết bị cụ thể cho phần cứng như vậy, bộ công cụ đo lường và tự động hóa eXplorer (MAX) và Virtual Instrument Software Architecture (VISA).

National Instruments làm cho hàng ngàn trình điều khiển thiết bị có sẵn để tải xuống trên NI Instrument Driver Network (IDNet).

Biên soạn mã

LabVIEW bao gồm một trình biên dịch tạo mã gốc cho nền tảng CPU. Điều này hỗ trợ cho hiệu suất cao. Mã đồ họa được dịch thành mã máy thực thi bởi trình biên dịch. Cú pháp LabVIEW được thực thi nghiêm ngặt trong suốt quá trình chỉnh sửa và được biên dịch thành mã máy thực thi khi được yêu cầu chạy hoặc khi lưu. Trong trường hợp sau, mã thực thi và mã nguồn được hợp nhất thành một tệp duy nhất. Tệp thực thi chạy với sự trợ giúp của động cơ chạy thử LabVIEW, có chứa một số mã được biên dịch trước để thực hiện các tác vụ phổ biến được xác định bởi ngôn ngữ G. Công cụ chạy thời gian làm giảm thời gian biên dịch và cung cấp giao diện nhất quán cho các hệ điều hành, hệ thống đồ họa, thành phần phần cứng khác nhau, vv Môi trường thời gian chạy làm cho mã di động trên các nền tảng. Nói chung, mã LabVIEW có thể chậm hơn so với mã C được biên dịch tương đương, mặc dù sự khác biệt thường nằm nhiều hơn với tối ưu hóa chương trình hơn so với tốc độ thực thi vốn có.

Thư viện lớn

Có nhiều thư viện có số lượng lớn chức năng thu thập dữ liệu, tạo tín hiệu, toán học, thống kê, điều khiển tín hiệu, phân tích, v.v., cùng với nhiều chức năng như tích hợp, bộ lọc và các khả năng chuyên biệt khác thường liên quan đến việc thu thập dữ liệu từ cảm biến phần cứng là rất lớn. Ngoài ra, LabVIEW bao gồm một thành phần lập trình dựa trên văn bản có tên MathScript với các hàm bổ sung để xử lý tín hiệu, phân tích và toán học. MathScript có thể được tích hợp với lập trình đồ họa bằng cách sử dụng các nút script và sử dụng cú pháp tương thích với MATLAB.

Lập trình song song

LabVIEW là một ngôn ngữ vốn đã tích hợp đồng thời, vì vậy rất dễ dàng để lập trình nhiều tác vụ được thực hiện song song thông qua đa luồng. Ví dụ, điều này được thực hiện dễ dàng bằng cách vẽ hai hoặc nhiều hơn khi vòng và kết nối hai nút riêng biệt. Đây là một lợi ích lớn cho tự động hóa hệ thống kiểm tra, thực hành phổ biến để chạy các quy trình như kiểm tra trình tự, ghi dữ liệu và giao tiếp phần cứng song song.

Tài nguyên

Do tuổi thọ, tính phổ biến của ngôn ngữ LabVIEW, và khả năng cho người dùng mở rộng các chức năng của nó, một tài nguyên của các tiện ích bổ sung của bên thứ ba đã phát triển thông qua các đóng góp từ cộng đồng. Tài nguyên này có sẵn trên LabVIEW Tools Network, một thị trường cho cả tiện ích LabVIEW miễn phí và trả phí.