Instrumentatie virtuala

1. 2. Introducere în LabVIEW
SUBIECTE
A. Instrumente virtuale (VI)
B. Mediul LabVIEW
C. Crearea unui Panou Frontal
D. Crearea unei Diagrame Bloc
E. Tipuri de date în LabVIEW
F. Programarea Fluxului de Date
G. LabVIEW Help
H. Depanarea unui VI

2. A. Instrumente Virtuale (VI)
• Aplicatiile (programele) realizate in LabVIEW poarta denumirea de
Instrumente Virtuale (în engleza, Virtual Instruments, prescurtat VI).
Denumirea provine de la faptul ca, in primele sale versiuni, LabVIEW a
fost strict dedicat pentru realizarea unor programe de monitorizare a
proceselor. Programele respective inlocuiau o serie de aparate si
instrumente electronice - de unde si motto-ul corporatiei National
Instruments: The software is the instrument – primind astfel
denumirea de Instrumente Virtuale.
• Fiecare VI conţine 3 părţi principale:
1. Panoul Frontal – permite interacţionarea utilizatorului cu VI-ul.
2. Diagrama Bloc – Codul care controlează programul.
3. Icoana/Conectorul – Mijloc de conectare a VI-ului cu alte VI-uri.
• Utilizatorul poate controla programul, poate modica intrările şi poate
urmării updatarea datelor în timp real.
• Fiecare control sau indicator al panoului frontal are un terminal
corespunzător în diagrama bloc. Când un VI rulează, valorile
controalelor trec în diagrama bloc, unde sunt utilizate în funcţionarea
diagramei, iar rezultatele sunt trecute în alte funcţii sau indicatoare.

3. In order to create a new VI, select “Blank VI” or in order to create a new LabVIEW project, select
“Empty project”.
When you open a blank VI, an untitled front
panel window appears. This window displays the
front panel and is one of the two LabVIEW
windows you use to build a VI. The other
window contains the block diagram.
Panou Frontal
Controale = Intrări
Indicatoare = Ieşiri
Diagrama Bloc
“Program” ce însoţeşte
panoul frontal.
Componentele sunt legate
împreună

4. B. Mediul LabVIEW

5. Panoul Frontal (PF) al VI-ului
Uneltele (PF) Icoană
Control
Boolean Legenda
Graficului
Indicator
Grafic
Plot Legenda
Legend Scalei

6. • Panoul frontal este interfaţa utilizator a VI-ului. Denumirea de PF
vine de la faptul ca acesta simulează panoul frontal al unui
instrument fizic. Construirea panoului frontal se face cu controale şi
indicatoare, care sunt terminalele interactive de intrare şi respectiv
de ieşire ale VI-ului.
• The difference between a “Numeric Control”
and a “Numeric Indicator” is that for a
“Numeric Control” you may enter a value,
while the “Numeric Indicator” is read-only,
i.e., you may only read the value, not
change it.
• The appearance is also slightly different, the
“Numeric Control” has an increment and an
decrement button in front, while the
“Numeric Indicator” has a darker
background color in order to indicate that its
read-only.

7. • After you build the user interface, you add code using VIs
and structures to control the front panel objects. The block
diagram contains this code. In some ways, the block
diagram resembles a flowchart.
• Diagrama Bloc este codul sursă al VI-ului, realizat în
limbajul de programare grafică (limbaj G). Obiectele
Panoului Frontal apar ca terminale în DB. Suplimentar, DB
conţine funcții şi structuri din librăriile LabVIEW, VI-uri de
nivel inferior (subVI-uri) sau diferite constante. Firele
conectează fiecare nod al DB, inclusiv terminalele control
şi indicator, funcţii şi structuri.

8. Diagrama Bloc (DB) a VI-ului
Uneltele
DB Funcţia
Divide
SubVI
Terminalul
Grafic
Fire
de date
Structură Constantă Funcţia Terminalul
While Loop Numerică Timing Control Boolean

9. Front Panel and Block Diagram Toolbars
Run button Font ring
Continuous Run button Alignment ring
Abort button Distribution ring
Pause/Continue button Resize ring
Additional Buttons on the Reorder ring
Block Diagram Toolbar Context Help Button
Warning indicator
• Execution Highlighting button
Enter button • Step Into button
• Step Over button
Broken Run button
• Step Out button

10. Tools Palette
• LabVIEW automatically selects the tool needed
• Available on the front panel and the block diagram
• A tool is a special operating mode of the mouse cursor
• Use the tools to operate and modify front panel and
block diagram objects
• To show the tools palette, select
Window»Show Tools Palette

11. Controls Palette
• The Controls and Functions palettes contain sub palettes of objects you
can use to create a VI. When you click a sub palette icon, the entire
palette changes to the sub palette you selected. To use an object on the
palettes, click the object and place it on the front panel or block diagram.
The Controls palette is available only on the front panel. The Controls
palette contains the controls and indicators you use to build the front
panel.
• The most used Sub Palettes are the Numeric Sub Palette, the Boolean
Sub Palette and the String & Path Sub Palette.
• You may change the appearance and the contents of the Controls
palette.

13. • “Numerical Control” and “Numerical Indicator” are the most used
objects in the numeric sub palette.
• Boolean sub palette has lots of different buttons you may use. OK,
Cancel and Stop buttons are useful.

14. • In the String and Path palette we have String
Controls, Combo Box, etc.

15. Functions Palette
• The Functions palette is available
only on the block diagram. The
Functions palette contains the VIs
and functions you use to build the
block diagram.

16. Searching for Controls, VIs, and Functions
• Press the search button to
perform text searches of the
palettes
• Click and drag an item from
the search window to the
block diagram or
double-click an item to
open the owning palette

17. C. Crearea Panoului Frontal
Panoul Frontal se construiește cu controale (intrări) și cu indicatoare (ieșiri)
Indicator
Numeric
Etichete
Butoane pentru
incrementare Control
Control Indicator Numeric
Boolean Boolean

18. Shortcut Menus for Front Panel Objects
Right-click the digital display to
access its shortcut menu
Right-click the label to access
its shortcut menu

19. Property Page
Right-click a control
or indicator on the
front panel and
select Properties
from the shortcut
menu to access the
property dialog box
for that object

20. D. Crearea Diagramei Bloc
Panou Frontal Diagrama Bloc
Control Indicator
Terminals Terminals
Wires Nodes

21. Exercițiu: Se va realiza un VI, care să realizeze conversia din grade
°C în grade °F

22. VI-uri Express, VI-uri Standard și Funcţii
• VI-uri Expres : VI-uri interactive cu pagină dialog configurabilă, ce permite utilizatorului modificarea
funcționalității VI-ului expres.
• VI-uri Standard : VI-uri modularizate realizate prin fire de legătură. Au PF și DB
• Funcţii: elemente fundamentale de operare în LabVIEW; Nu au PF sau DB
Funcţie
VI Expres VI Standard

23. Elementele utilizate la realizarea diagramei bloc
• Terminale
• Fire
• Noduri
Terminalele reprezintă „porţi” prin intermediul cărora se realizează
transferul datelor:
-între panoul frontal şi diagrama bloc (bidirectional);
-între nodurile diagramei bloc (unidirectional).
Există două tipuri de terminale :
-terminale sursă;
-terminale destinaţie.
Firele, definesc şi reprezintă grafic, fluxul datelor (între noduri se
realizează schimbul de informaţii) în diagrama bloc. Fluxul datelor este
de la terminalele sursă spre terminalele destinaţie. Firele codifică prin
culoare şi stilul liniei tipul datelor transmise; poziţionand unealta de
interconectare deasupra unui fir, care realizează o legătură validă, se
obţine în fereastra de asistenţă descrierea tipului de dată care se
transmite pe acea cale.

24. Nodurile sunt elemente de execuţie din programul G. Ele corespund
operatorilor, funcţiilor predefinite, instrucţiunilor şi subrutinelor
realizate de utilizator din limbajele de programere bazate pe text.
Există patru tipuri de noduri:
-funcţii
-subIV
-codul interfeţei nodurilor (CIN)
-structuri
 Funcţiile sunt elemente constructive ale nodurilor care cresc
performanţa operaţiilor elementare: de exemplu adunarea numerelor.
 SubIV sunt instrumente virtuale create anterior şi care se introduc în
diagrama bloc a altor instrumente.
 CIN reprezintă interfaţa dintre diagrama bloc şi codurile scrise în
limbajul C.
 Structurile sunt elemente de control ale programului. Ele controlează
transferul datelor în interiorul instrumentului virtual.

25. Noduri în Diagrama Bloc
Icon Expandable Node Expanded Node
• Function Generator VI
• Same VI, viewed three different ways
• Yellow field designates a standard VI
• Blue field designates an Express VI

26. Terminale în Diagrama Bloc
• Terminals are entry and exit ports that
exchange information between the
panel and diagram
• Terminals are analogous to
parameters and constants in text-
based programming languages
• Right-click and toggle View As Icon to
change the icon view

27. Legături (fire) în DB
Albastru
Dynamic

28. Tehnici de legare
Hot Spot
• Automatic Wiring
• Use Context Help Window when wiring
• Right-click wire and select Clean Up Wire
• Tip Strips
• Automatic wire routing
• Right-click terminals
and select Visible
Items»Terminals
View the terminal connections to a function

29. Wiring “Hot Spot” Click To Select Wires
Use Automatic Clean Up Wiring
Wire Routing

30. • Exercise: Acquiring a Signal VI
Objective: Explore the LabVIEW environment by creating a VI that
generates a signal and displays it on the front panel.

31. E. Tipuri de date în LabVIEW
• Date numerice:
– Întregi
– Numere în virgulă mobilă
• Date tip string (caractere alfanumerice)
• Date Booleene
• Date tip forme de undă

32. Date numerice întregi
Meniurile proprii ale elementelor de control sau indicatoare numerice contin o
optiune specifica, Representation, cu ajutorul careia se specifica modul in care
valoarea numerica respectiva este stocata in memorie.
• Întregi cu semn
– 32-bit (I32): de la -2147483648 to 2147483647
– 16-bit (I16): de la -32768 to 32767
– 8-bit (I8): de la -128 to 127
• Întregi fără semn
– 32-bit (U32): de la 0 to 4,294,967,295
– 16-bit (U16): de la 0 to 65536
– 8-bit (U8): de la 0 to 255

33. Date numerice în virgulă mobilă
• Număr real în virgulă mobilă:
– Precizie extinsă [EXT]: –1.19e+4932 to 1.19e+4932
– Dublă precizie [DBL]: –1.79e+308 to 1.79e+308
– Simplă precizie [SGL]: –3.40e+38 to 3.40e+38
• Număr complex în virgulă mobilă:
– Numărul complex în virgulă mobilă are o reprezentare echivalentă
ca și numerele reale în virgulă mobilă. Singura diferență este că
numărul complex are o parte reală și una imaginară.
CXT (complex extended) = numar complex cu precizie extinsa (32
octeti)
CDB (complex double) = numar complex cu precizie dubla (16
octeti)
CSG (complex single) = numar complex cu precizie simpla (8 octeti)

34. Date de tip string
• Un string este o secvență de caractere ASCII.
• Câteva dintre multele aplicații ale stringurilor sunt:
− Creare unui simplu mesaj text.
− Trecerea datelor numerice prin instrumente ca și caractere string
și apoi convertirea stringurilor în date numerice.
− Înmagazinarea datelor numerice pe disc. Pentru memorarea
datelor numerice într-un fișier ASCII, trebuie mai întâi convertite
numerele în stringuri.
− Cutii de dialog, pentru diferitele atenționări ale utilizatorului.
• Există următoarele tipuri de elemente de tip string:
− Control String
− Indicator String
− Funcții String

35. Date Booleene
• Datele Booleene sunt date de tip logic. Acestea au două valori:
ADEVĂRAT și FALS. Datele Booleene sunt reprezentate prin
două stări ON și OFF.
• Un control Boolean din panoul frontal al unui VI este fie un buton
fie un comutator (switch). Un indicator Boolean din panoul frontal
al unui VI este un LED.
• Butoanele Booleene au asociate mai multe funcții logice. Există
șase moduri de operare al acestora.
1. Switch when pressed (Comuntă când este apăsat)
2. Switch when released (Comuntă când este eliberat)
3. Switch until released (Comuntă până când este eliberat)
4. Latch when pressed (Închide când este apăsat)
5. Latch when released (Închide când este eliberat)
6. Latch until released (Închide până când este eliberat)

36. Change state on a button press. Remain
there until another button press.
Switch When Pressed
Change state on a button release.
Remain there until another button release.
Switch When Released
Change state on a button press. Change
back when the button is released.
Switch Until Released
Change state on a button press. Change
back when the control is read by
Latch When Pressed LabVIEW.
Change state on a button release.
Latch When Released Change back when the control is read by
LabVIEW.
Latch Until Released Change state on a button press. Change
back when released and read by
LabVIEW.

37. F. Programarea fluxului de date

38. • DB este executată în funcţie de
fluxul de date
• Nodurile sunt executate când
datele sunt disponibile la toate
intrările terminalelor
• Nodurile alimentează cu date
toate terminalele de ieşire

39. • Exercise: Express Filter VI
Objective: Explore the data flow of an example VI.

40. • Exercise: Reduce Samples VI
Objective: To build a VI that generates a signal, reduces the
number of samples in the signal, and displays the resulting data in
a table on the front panel.

41. G. LabVIEW Documentation: Context Help
• To display the Context Help window, select
Help»Show Context Help, press the <Ctrl-H> keys,
or press the Show Context Help Window button in
the toolbar
• Move cursor over object
to display help
• Connections:
Required – bold
Recommended – normal
Optional - dimmed
Simple/Detailed Context Help Lock Help More Help

42. LabVIEW Help
• Click the More Help button in the Context Help window
• Select Help»VI, Function, & How-To Help
• Click the sentence Click here for more help in the Context
Help window.
Contains detailed descriptions of most palettes, menus,
tools, VIs, and functions, step-by-step instructions for using
LabVIEW features, links to the LabVIEW Tutorial, PDF
versions of all the LabVIEW manuals and Application Notes,
and technical support resources.

43. H. Tehnici de reparare
• Găsirea erorilor
Clic în butonul Run întrerupt
Fereastra va arăta erorile apărute
• Sublinierea execuţiei
Clic în butonul Execution Highlighting; fluxul de
date este animat utilizând baloane. Valorile sunt
afişate pe fire.
• Probe
Clic-dreapta pe un fir pentru afişarea probei şi a
datelor ce curg prin secţiunea respectivă de fir.
Se poate de asemenea selecta unealta Probe din
paleta cu unelte, iar apoi se va da clic pe fir

44. Step Into, Over, and Out buttons for Single Stepping
Click on Step Into button to enable single stepping
Once Single Stepping has begun, the button steps
into nodes
Click on Step Over button to enable single stepping
or to step over nodes
Click on Step Out button to step out of nodes

45. Summary
• Virtual instruments (VIs) have three main parts — the front panel, the
block diagram, and the icon and connector pane
• The front panel is the user interface of a LabVIEW program and the
block diagram is the executable code
• The block diagram contains the graphical source code composed of
nodes, terminals, and wires
• Use Express VIs, standard VIs and functions on the block diagram to
create your measurement code. For the most common requirements,
use Express VIs with interactive configuration dialogs to define your
application.
• Floating Palettes: Tools Palette, Controls Palette (only when Front
Panel Window is active), and Functions Palette (only when Block
Diagram Window is active)
• There are help utilities including the Context Help Window and
LabVIEW Help

46. Summary
• Place controls (inputs) and indicators (outputs) in the front panel
window
• Use the Operating tool to manipulate panel objects. Use the
Positioning tool to select, move, and resize panel objects. Use the
Wiring tool to connect diagram objects
• Control terminals have thicker borders than indicator terminals
• All front panel objects have property pages and shortcut menus
• Wiring is the mechanism to control dataflow and produce LabVIEW
programs
• Broken Run arrow means a nonexecutable VI
• Various debugging tools and options available such as setting probes
and breakpoints, execution highlighting, and single stepping

47. Tips
• Common keyboard shortcuts
Windows Sun Linux MacOS
<Ctrl-R> <♦-R> <M-R> <-R> Run a VI
<Ctrl-F> <♦-F> <M-F> <-F> Find object
<Ctrl-H> <♦-H> <M-H> <-H> Activate Context Help window
<Ctrl-B> <♦-B> <M-B> <-B> Remove all broken wires
<Ctrl-W> <♦-W> <M-W> <-W> Close the active window
<Ctrl-E> <♦-E> <M-E> <-E> Toggle btwn Diagram/Panel Window
• Access Tools Palette with <shift>-right-click
• Increment/Decrement faster using <shift> key
• Tools»Options selection — set preferences in LabVIEW
• VI Properties (File menu)