LabVIEW 基础知识学习记录
本文主要记录 LabVIEW 的基础知识学习记录,包括 LabVIEW 的基础知识、NI-DAQmx 的基础知识、Simcenter Testlab 的基础知识等。
关于 Siemens Simcenter Testlab Software
Siemens Simcenter Testlab software 的前身是 LMS Test.Lab 软件。LMS Test. Lab 是由 LMS International 公司开发的一整套震动噪声试验解决方案,后来 Siemens 收购了 LMS International 公司。
Siemens Simcenter Testlab 树形目录:
- Siemens Digital Industries Software | Siemens Software
- Simcenter simulation software | Siemens Software
- Simcenter physical testing | Siemens Software
- Simcenter Testlab | Siemens Software
- Simcenter SCADAS | Siemens Software
要点记录
甲方要求最后达到的水准,也就是编写的 VI 程序需要实现的功能:
- 信号的采集:每间隔多长时间采集一次数据;
- 数据存储:数据存储需要遵守的规则,文件的命名方式;
- 数据的处理:对采集到的数据进行处理,如求得振动烈度、均方根、峭度、傅里叶变换等;
- 给定阈值,超出之后报警,报警之后的两件事,也就是响应:
- 控制器闪烁
- 记录
- 采集数据时使用的通道。
基础知识
NI 公司
National Instruments (美国国家仪器有限公司,简称 NI)创立于- 76 年,总部设于德克萨斯州首府奥斯汀,是一家测量行业的上市公司。
LabVIEW 简介
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序,而 LabVIEW 则采用数据流编程方式。在数据流编程方式下,数据在程序框图节点中的流动决定了 VI 和函数的执行顺序。VI (virtual instruments) 指虚拟仪器,是可模拟物理仪器的 LabVIEW 程序模块。
LabVIEW 提供很多外观与传统仪器(如示波器、万用表)类似的控件,可用来方便地创建用户界面。用户界面在 LabVIEW 中称为前面板。前面板创建完毕后,可使用图形化的函数添加源代码来控制前面板上的对象。图形化代码,即 G 代码或程序框图代码,是添加在程序框图上的代码。程序框图在某种程度上与流程图类似。程序框图、前面板和图形化代码共同构成一个完整 VI。
目前最新的版本是 LabVIEW - 20 和 LabVIEW NXG,其中 2020 可以说是经典产品的延续,各功能块都很丰富,但是 NI 也感受到了来自竞争对手以及物联网发展的压力,尝试做了新的改变,NXG 就应运而生,可以说不同于以往的经典产品,NXG (next generation) 是在新的开发平台上尝试,主要区别是开发语言 G 语言,当然由于是新平台开发的产品,功能结构和经典款有较大区别,甚至说有些缺失,不过目前还算是过渡阶段,后续 NXG 产品功能会不断丰富,不久的将来将全面取代经典产品。NXG 的最大亮点是要拓展工业物联网方面的应用,这也是传统自动化仪器仪表行业所欠缺的,相信随着其不断开发和技术成熟,NXG 能在工业物联网领域有所发展。
LabVIEW 也是一种编程语言,只不过是基于图形编程实现的,类似于 G 语言,所以需要学习基本的编程语法。LabVIEW 软件需要配合 NI-DAQmx 驱动来使用,而 NI-DAQmx 驱动基于的对象是 NI 的 DAQ 设备。LabVIEW 作为一个软件,还需要熟悉软件的布局以及快捷键这类知识,基础的知识学会了之后就需要结合实际的项目学习编写大型的程序了。
重点是,所有的语言类学习,基于项目的学习的速度都是最快的。所以一定要结合项目一起学习。在学习的过程中一定要善于利用 LabVIEW 和 DAQmx 提供的帮助文档,里面有详细的内容,虽然不一定易于理解。
首先需要弄清楚 LabVIEW 创建的 project 和 .vi 程序之间的关系,也就是说一个项目的结构是什么样的。LabVIEW 里面开发的程序单元被称作 VI(Virtual Instruments,虚拟仪器),文件的扩展名是 .vi ,就像是用 c 语言开发的 .c 文件或 C++开发的 .cpp 文件等。当然,现在 LabVIEW 开发环境下还包括其它的程序组织类型,如工程(. Lvproj)、类(. Lvclass)、模板(. Vit)、库(. Llb)等。这些类型有的是为了更好地组织开发工作,有的是为了获得更高效、复用性更好的程序。
. Vi 文件是整个 LabVIEW 开发的核心。
NI-DAQmx 简介
DAQ (Data Acquisition):DAQ 是英文 Data Acquisition (数据采集)的缩写。数据采集(DAQ)是指测量:电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。
NI-DAQmx 是用于与 NI 数据采集 (DAQ)设备通信并控制设备的驱动程序软件。它包含一个用途广泛的函数和 VI 库,可从 LabVIEW 或 LabWindows/CVI 中调用库函数,对 NI 设备进行编程。
NI-DAQmx 是一款 NI 仪器驱动程序,可控制 DAQ 系统的各个方面,包括信号调理,从配置到 LabVIEW 编程,再到低级操作系统和设备控制。您可以使用特定于测量的 VI,功能,数据类型和分析集成来构建应用程序,并通过优化的 DMA 数据传输和单点 I / O 可靠地进行更快速的测量。
通过将 NI DAQ 设备和第三方仪器组合到 LabVIEW NXG 应用程序中,了解如何自动化和自定义测量。使用随仪器驱动程序提供的示例,使用台式仪器重复采集或生成信号。使用仪器示例作为起点,构建一个使用 NI DAQ 设备采集数据并使用台式仪器生成信号的自动化应用程序。
NI MAX 简介
NI Measurement&Automation Explorer (NI MAX) 是随 NI-DAQmx 自动安装的应用程序。 NI MAX 可告知其他程序系统中现有的设备及其配置。通过 NI MAX,可:
- 配置 NI 硬件和软件
- 创建和编辑通道、任务、接口、换算和虚拟仪器
- 进行系统诊断
- 查看与系统连接的设备和仪器
- 更新 NI 软件
DAQ 助手简介
DAQ 助手是随 NI-DAQmx 自动安装的应用程序,可在在 MAX 或 LabVIEW、SignalExpress、LabWindows/CVI、Measurement Studio 等 NI 应用软件中打开 DAQ 助手。通过 DAQ 助手,可︰
- 创建和编辑任务及虚拟通道
- 向任务添加虚拟通道
- 创建和编辑换算
- 测试自定义配置
- 保存自定义配置
- 在 NI 应用软件中生成代码以用于自定义应用程序
- 查看传感器的连线图
关于软件的安装
利用 LabVIEW 搭建开发环境,整个安装过程包括:
- 安装 LabVIEW 开发平台、模块和工具包;
- 安装 NI 设备驱动程序;
- 安装硬件。
说明:
- LabVIEW 的安装,建议不要修改安装目录,否则会导致安装失败。
- NI-DAQmx 的安装,安装过程中会出现多次失败,可以多次重复,如果重复无法解决问题,只需要重启之后继续安装即可。
- 整个安装过程会花费较长的时间,保持耐心即可。
VI Package Manager 和 NI Package Manager 的区别
- VI 程序包管理器,就是安装第三方工具包,包括 NI 官网和论坛下载到的第三方工具包所用的,安装之后就可以使用第三方的一些工具包,比如前面板的一些按钮控件,程序框图中的一些函数等。
- JKI VI Package Manager 可 识别、 创建 和 安装 LabVIEW 附加 工具。 JKI VI Package Manager 是 一个 附加 软件 工具, 用于 查找 并 安装 NI Tools Network 上 的 LabVIEW 附加 工具。 您 可以 使用 JKI VI Package Manager 为 开发 人员 和 客户 构 建 可 复 用 的 代码 库 和 工具, 以及 在 LabVIEW 中 管理 和 维护 程序 包。
- NI Package Manager 是 安装、 升级 和 管理 NI 软件 的 中心。
LabVIEW 编程经验积累
LabVIEW 软件快捷键
Ctrl + B | 删除断线 |
---|---|
Ctrl + E | 切换面板 |
Ctrl + R | 立即运行 |
Ctrl + S | 及时保存 |
Ctrl + T | 左右两栏显示 |
其他功能
即时帮助
错误处理
整理程序
高亮显示执行过程(调试过程中显示数据流)
其他
BNC 接头,是一种用于同轴电缆的连接器,全称是 Bayonet Nut Connector(刺刀螺母连接器,这个名称形象地描述了这种接头外形),又称为 British Naval Connector(英国海军连接器,可能是英国海军最早使用这种接头)或 Bayonet Neill Conselman(Neill Conselman 刺刀,这种接头是一个名叫 Neill Conselman 的人发明的)。
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