Рефераты. LabVIEW. Возможности и перспективы развития

· Интуитивно понятный процесс графического программирования

· Широкие возможности сбора, обработки и анализа данных, управления приборами, генерации отчетов и обмена данных через сетевые интерфейсы

· Драйверная поддержка более 2000 приборов

· Возможности интерактивной генерации кода

· Шаблоны приложений, тысячи примеров

· Высокая скорость выполнения откомпилированных программ

· Совместимость с операционными системами Windows2000/NT/XP, Mac OS X, Linux и Solaris.

LabVIEW поддерживает огромный спектр оборудования различных производителей и имеет в своём составе (либо позволяет добавлять к базовому пакету) многочисленные библиотеки компонентов:

· для подключения внешнего оборудования по наиболее распространённым интерфейсам и протоколам (RS-232, GPIB 488, TCP/IP и пр.);

· для удалённого управления ходом эксперимента;

· для управления роботами и системами машинного зрения;

· для генерации и цифровой обработки сигналов;

· для применения разнообразных математических методов обработки данных;

· для визуализации данных и результатов их обработки (включая 3D-модели);

· для моделирования сложных систем;

· для хранения информации в базах данных и генерации отчетов;

· для взаимодействия с другими приложениями в рамках концепции COM/DCOM/OLE и пр.

Вместе с тем LabVIEW - очень простая и интуитивно понятная система. Неискушённый пользователь, не являясь программистом, за сравнительно короткое время (от нескольких минут до нескольких часов) способен создать сложную программу для сбора данных и управления объектами, обладающую красивым и удобным человеко-машинным интерфейсом. Например, средствами LabVIEW можно быстро превратить старый компьютер, снабжённый звуковой картой, в мощную измерительную лабораторию.

Специальный компонент LabVIEW - Application Builder, позволяет выполнять LabVIEW-программы на тех компьютерах, на которых не установлена полная среда разработки.

Широта применения

LabVIEW находит применение в самых разнообразных сферах человеческой деятельности. В соответствии со своим названием он первоначально использовался в исследовательских лабораториях, да и в настоящее время является наиболее популярным программным пакетом как в лабораториях фундаментальной науки (например, Lawrence Livermore, Argonne, Batelle, Sandia, Jet Propulsion Laboratory, White Sands и Oak Ridge в США, CERN в Европе), так и в отраслевых промышленных лабораториях. Все более широкое применение LabVIEW находит в образовании, в университетских лабораторных практикумах - особенно по предметам электротехники, механики и физики.

Распространение LabVIEW за пределами лабораторий пошло по всем направлениям: вверх (на борту космических аппаратов), вниз (на подводных лодках) и по горизонтали (от буровых установок в Северном море до промышленных предприятий в Новой Зеландии). В связи с ростом возможностей Internet сфера применения LabVIEW стала расширяться не только в географическом, но и в виртуальном пространстве (cyberspace). Все большее число разработчиков создает виртуальные приборы, допускающие удаленное управление и наблюдение через Internet. Измерительные системы на основе виртуальных приборов отличаются своей многофункциональностью, гибкостью и низкой стоимостью как с точки зрения оборудования, так и с точки зрения затрат времени на разработку.

В настоящее время LabVIEW широко применяется в следующих сферах:

· Автомобильная промышленность

· Телекоммуникации

· Аэрокосмическая промышленность

· Полупроводниковая промышленность

· Разработка и производство электроники

· Управленией технологическими процессами

· Биомедицина

Благодаря своей гибкости и масштабируемости, LabVIEW может использоваться на всех этапах технологического процесса: от моделирования и разработки прототипов продуктов до широкомасштабных производственных испытаний. Применение интегрированной среды LabVIEW для измерения сигналов, обработки результатов и обмена данными повысит производительность всего предприятия.

Расширяющийся мир виртуальных приборов

Пожалуй, лучшим способом объяснить причины столь широкого (можно сказать, лавинообразного) распространения пакета LabVIEW будет обобщение способов его использования. Во всех видах человеческой деятельности существуют области, где не обойтись без определенных видов измерений - очень часто это температурные измерения, например в печах, холодильниках, парниках, технологических помещениях и даже… в кастрюле с супом. Кроме температуры, часто измеряют давление, силу, пространственное смещение, механическое напряжение, рН и т.д. - список огромный! Сейчас персональные компьютеры проникли практически во все сферы жизнедеятельности. LabVIEW ускоряет внедрение компьютера в измерительные системы - и не только потому, что облегчает проведение измерений, он также дает возможность проанализировать измеренные величины, отобразить их на графиках и в отчетах и при желании опубликовать.

После измерения и анализа какой-либо величины следующим логическим шагом часто является управление, то есть изменение определенных параметров в зависимости от полученных результатов. Например, измерив температуру объекта, можно включить устройство для его охлаждения либо нагрева. И вновь LabVIEW значительно облегчает решение этой задачи: мониторинг и управление процессами являются основными функциями этого программного продукта. Управление процессами может быть прямым или осуществляется через специальные программируемые логические контроллеры (programmable logical controllers - PLC), что принято называть диспетчерским управлением и сбором данных (supervisory control and data acquisition - SCADA).

Сопутствующие продукты и технологии

BridgeVIEW - разновидность LabVIEW, позиционируемая как полноценная SCADA-система и предназначенная для работы в составе систем промышленной автоматизации (АСУ ТП). Ввиду отсутствия заметного коммерческого успеха, развитие системы прекращено.

LabVIEW RT - технология фирмы National Instruments, позволяющая создавать средствами LabVIEW системы жесткого реального времени. Предусматривает взаимодействие LabVIEW-программы, работающей на обычном персональном компьютере, и сверхбыстрого и сверхкомпактного приложения, выполняющегося на микроконтроллере, встроенном в специализированное измерительное оборудование фирмы National Instruments.

LabWindows - продукт фирмы National Instruments, реализующий концепцию не графического, а визуального программирования. Лицевая панель виртуального прибора формируется так же, как и в LabVIEW, а алгоритм работы виртуального прибора программируется на языке Си. LabWindows позволяет создавать автономно выполняющиеся EXE-программы.

Версии программного обеспечения

LabVIEW Base Package. Базовый пакет LabVIEW.

Base Package представляет собой минимальную комплектацию LabVIEW. Он используется для создания стандартных приложений сбора, анализа и отображения данных, а также управления приборами.

LabVIEW Full Development System. Полный комплект LabVIEW Full Development.

System лучше всего подходит для осуществления ввода / вывода сигналов, анализа результатов измерений и составления отчетов. Этот комплект содержит все функции базового пакета LabVIEW Base Package плюс библиотеку анализа, содержащую более 400 математических функций, а также дополнительные средства разработки измерительных систем, событийно-управляемого программирования и дополнительные средства создания пользовательского интерфейса.

LabVIEW Professional Development System. Профессиональный комплект разработчика LabVIEW.

Professional Development System включает все функции комплекта LabVIEW Full Development System, а также дополнительные инструменты для создания сложных приложений командой разработчиков и для пользователей, работающих с большим количеством ВП. Для создания отдельно исполняемых файлов и библиотек DLL в пакет входит программа LabVIEW Application Builder. Управление исходными кодами, комплексные измерительные средства и графическое дифференцирование служат для отладки, оптимизации и контроля качества приложения. В комплект также включены пять лицензий на удаленное управление приложениями с помощью стандартного Интернет браузера.

Дополнительные модули и тулкиты к LabVIEW.

LabVIEW FPGA Module (модуль для программирования ПЛИС)

Создание LabVIEW приложений для ПЛИС, запускаемых на реконфигурируемых системах ввода / вывода сигналов компании NI Высокоскоростное, детерминированное аппаратное исполнение блок-диаграмм с периодом исполнения циклов до 25 нс. Параллельное исполнение нескольких задач.

LabVIEW Embedded Development Module (модуль для программирования встраиваемых микропроцессоров)

Высокоуровневое графическое программирование. Свыше 400 встроенных функций численного анализа и обработки сигналов. Интерактивные средства отладки приложений. Поддержка OCDI (on-chip debug interface). Генерация C кодов для интеграции со средствами разработки приложений производителей микропроцессоров.

LabVIEW DSP Module (программирование сигнальных процессоров NI SPEEDY-33 и TI DSK)

Сотни встроенных функций для работы с сигнальными процессорами. Экспресс ВП для ускорения процесса разработки приложений. Работа с тремя типами сигнальных процессоров. Поддержка цифровых фильтров. Разработка автономных приложений.

LabVIEW PDA Module (модуль для программирования КПК)

Разработка приложений для КПК (Palm OS и Microsoft Pocket PC 2003) с использованием LabVIEW. Поддержка CompactFlash или PCMCIA устройств сбора данных, цифровых мультиметров и устройств CAN. Обмен данными по протоколам Bluetooth, Wi-Fi, IrDA, RS232.

LabVIEW Vision Development Module (модуль технического зрения)

Измерение расстояний и углов. Высокоуровневые функции машинного зрения и обработки видеоизображений. Обработка черно-белых, цветных и бинарных изображений. Высокоскоростной поиск по шаблону. Потоковая запись на диск с поддержкой формата AVI.

LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module (модуль АСУТП)

Регистрация данных. Встроенные средства безопасности. Обработка тревог и регистрация событий OPC соединения.

Библиотеки и Toolkit для анализа и обработки данных

Digital Filter Design Toolkit

Разработка цифровых фильтров.

LabVIEW Sound and Vibration Toolkit

Дробный октавный анализ в соответствии со стандартами ANSI и IEC; измерение уровней; весовые коэффициенты A, B, C; калибровка; другие средства анализа виброакустических сигналов.

LabVIEW Order Analysis Toolkit

Порядковый анализ.

LabVIEW Signal Processing Toolset

Современные алгоритмы анализа и выявления характеристик реальных сигналов; компоненты для разработки цифровых фильтров и спектрального анализа высокого разрешения, основанного на моделях.

Modulation Toolkit

Модуляция и демодуляция аналоговых и цифровых сигналов (амплитудная, частотная, фазовая и т.п.).

Spectral Measurement Toolkit

Спектральный анализ сигналов; анализ сигналов в полосе частот.

Vision and Image Processing

Обработка изображений; распознавание образов; распознавание текста; поиск объектов.

Средства профессиональной разработки приложений

LabVIEW Execution Trace Toolkit

Для LabVIEW Real-Time; создание log-файлов работы приложения реального времени; детальная визуализация работы потоков и виртуальных приборов; измерение времени исполнения кода с наносекундной точностью; слежение за выделением и резервированием памяти, наличием конфликтов доступа к ресурсам.

LabVIEW Express VI Development Toolkit

Создание Экспресс ВП.

LabVIEW State Diagram Toolkit

Автоматическое создание кода LabVIEW по диаграмме, определяющей логику работы приложения.

LabVIEW VI Analyzer Toolkit

Улучшение качества кода за счет анализа режимов его работы с последующей генерацией отчета.

Расширение возможностей LabVIEW

Application Builder

Создание исполнимых файлов ЕХЕ; создание динамически загружаемых библиотек DLL.

Remote Panels

Удаленное управление приложениями LabVIEW из окна web-браузера.

LabVIEW Internet Development Toolkit

Разработка интернет приложений; XML, FTP, CGI, SMTP.

Motion Control

Разработка систем управления двигателями; поддержка шаговых и сервоприводов.

Средства обмена данными с продуктами других производителей

LabVIEW Report Generation Toolkit for Microsoft Office

Простота создания и форматирования отчетов для Microsoft Word и Excel; простые в использовании ВП и большое количество примеров отчетов.

LabVIEW Database Connectivity Toolset

Взаимодействие с базами данных.

Math Interface Toolkit

LabVIEW и Mathlab®; конвертация ВП LabVIEW в MEX функции Mathlab®.

LabVIEW Enterprise Connectivity Toolset

Взаимодействие LabVIEW c локальными и удаленными базами данных; расширенные Интернет возможности для LabVIEW приложений; SPC средства для приложений мониторинга процессов.

LabVIEW Simulation Interface Toolkit

Быстрое создание прототипов контроллеров и систем полного аппаратно-программного тестирования на базе моделей The MathWorks Simulink®; просмотр и управление данными в графическом режиме в Simulink с помощью запатентованной технологии LabVIEW.

IVI Driver Toolkit

Разработка IVI драйверов для приборов; симуляция приборов.

NI Industrial Automation OPC Servers

Создание интерфейсов для ПЛК и промышленных сетей Allen-Bradley, Applicom, DeviceNet, Siemens, GE Fanuc, Koyo, Mitsubishi, Modbus, Omron, Optomux, PROFIBUS.

Средства моделирования и разработки систем управления

System Identification Toolkit

Разработка моделей систем на основе измерения реальных сигналов отклика при внешнем воздействии; интеграция со средствами разработки систем управления и моделирования.

Control Design Toolkit

Интерактивная разработка систем управления; разработка моделей в пространстве состояний, с использованием передаточных функций, и на основе задания нулей и полюсов; интеграция с LabVIEW Simulation Module; анализ устойчивости.

Simulation Module

Разработка моделей динамических систем и контроллеров; внедрение моделей в аппаратные системы управления реального времени; моделирование линейных, нелинейных и дискретных систем; поддержка моделей созданных в The MathWorks, Inc. Simulink®.

LabVIEW Simulation Interface Toolkit

LabVIEW State Diagram Toolkit

Автоматическое создание кода LabVIEW по диаграмме, определяющей логику работы приложения.

LabVIEW PID Control Toolset

ПИД регулирование; разработка систем управления на основе нечеткой логики.

Литература

1. Н.А. Виноградова, Я.И. Листратов, Е.В. Свиридов. «Разработка прикладного программного обеспечения в среде LabVIEW». Учебное пособие - М.: Издательство МЭИ, 2005.

2. http://www.automationlabs.ru/

3. http://digital.ni.com/

4. http://www.labview.ru/

5. http://ru.wikipedia.org/

Страницы: 1, 2