Appunti di Strumentazione elettronica

LABVIEW

LABORATORY VIRTUAL INSTRUMENT ENGINEERING WORKBENCH

CORSO DI BASE

08/11/2017 G. Giorgi, Sistemi di Misura per l'Automazione 1

AMBIENTE DI SVILUPPO

All’apertura di Labview compare la schermata iniziale sopra riportata. Per iniziare a scrivere il primo

programma sarà necessario selezionare la prima opzione «Blank VI» dal sotto menù «New».

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AMBIENTE DI SVILUPPO

Diagramma a blocchi Dopo aver selezionato l’opzione «Blank VI» viene

(codice sorgente) aperto un VI (Virtual Instrument) vuoto.

Un VI vuoto si compone di due parti:

 interfaccia utente che dovrà essere realizzata

nella finestra denominata «Front Panel»

 codice sorgente che verrà invece scritto nella

finestra denominata «Block Diagram»

Pannello frontale

(interfaccia utente)

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PANNELLO FRONTALE

 Il pannello frontale rappresenta l’interfaccia utente.

Deve essere facilmente comprensibile e contenere

tutte le informazioni necessarie all’operatore.

 Il pannello frontale contiene le variabili di ingresso

del programma, ossia i parametri di cui l’utente può

modificare il valore, e le variabili di uscita del

programma, ovvero i risultati forniti dal programma

come risultato delle elaborazioni fatte.

‒ le variabili di ingresso del programma sono

rappresentate in Labview dai controlli

– le variabili di uscita del programma sono

rappresentate invece dagli indicatori

 Controlli ed indicatori sono disponibili nella paletta

dei controlli «Controls» che si apre da Front Panel.

 Controlli ed indicatori possono essere posizionati

sul pannello frontale mediante un semplice drag &

drop.

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PRIMO ESERCIZIO

COSTRUIRE IL PANNELLO FRONTALE

Il primo programma che verrà realizzato prevede di

eseguire la somma di due variabili in ingresso: A+B.

 I controlli (ingressi) del programma saranno di

tipo numerico e corrisponderanno alle due

variabili A e B.

 L’indicatore (uscita), ancora di tipo numerico,

riporterà il valore finale corrispondente alla

somma delle due variabili.

 Obiettivo:

– Trovare e posizionare i controlli numerici e

l’indicatore numerico sul pannello frontale.

 Esempio: pannello frontale del VI che consente di

Osservare: calcolare la somma di due variabili.

– Differenze grafiche e di impostazione relative a

controlli ed indicatori.

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BLOCK DIAGRAM

 Il diagramma a blocchi contiene il codice

sorgente del programma.

 Le funzioni (matematiche, trigonometriche,

manipolazione stringhe, manipolazione segnali,

controllo del flusso di esecuzione, ecc.) sono

implementare da VI disponibili dalle varie

librerie.

 Le funzioni sono raggruppate nelle librerie

accessibili attraverso la paletta delle funzioni

«Functions» che si apre da Block Diagram.

 Le funzioni possono essere posizionate sul

diagramma a blocchi mediante un semplice drag

& drop.

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G. Giorgi, Sistemi di Misura per l'Automazione

SECONDO ESERCIZIO

«SCRIVERE» IL CODICE SORGENTE

 Il diagramma a blocchi contiene il codice

sorgente del programma.

 Il codice sorgente viene «scritto» in forma

grafica in modo simile ad un diagramma di

flusso e non in forma testuale.

 Osservare:

– Dopo aver collocato controlli ed indicatori

sul pannello frontale, sul diagramma a

blocchi compaiono automaticamente le

variabili di ingresso e la variabile di uscita

(rettangoli arancioni).

– Le variabili di ingresso e uscita sul

diagramma a blocchi vengono dette

rispettivamente terminali di ingresso e

uscita. Esempio: diagramma a blocchi di un programma per la

– Notare le differenze grafiche tra ingressi ed somma di due numeri reali.

uscite. Ingressi: freccia uscente dal

rettangolo, uscite: freccia entrante nel

rettangolo. La stringa «DBL» all’interno del

rettangolo indica un dato di tipo double.

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SECONDO ESERCIZIO

«SCRIVERE» IL CODICE SORGENTE

 Le funzioni, dalle operazioni aritmetiche

elementari alle complesse funzioni di

elaborazione dati, sono selezionabili +

dalla paletta delle funzioni. icona della funzione somma

 In questa paletta esistono diverse

librerie e sottolibrerie che raggruppano connettore della funzione

assieme funzioni simili (ad esempio sarà somma: attenzione non è

presente una libreria che contiene tutte direttamente visibile al

le operazioni aritmetiche e così via). programmatore.

 Una funzione è rappresentata

graficamente da un’icona (ad esempio

l’icona della funzione somma è un pins di ingresso Pins di uscita

triangolo giallo con all’interno il

carattere «+»).

 Le variabili di ingresso e uscita della

funzione sono rappresentate dai pins di

un connettore, nascosto dall’immagine

dell’icona.

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SECONDO ESERCIZIO

«SCRIVERE» IL CODICE SORGENTE

 Obiettivo:

– Trovare la funzione che esegue la

somma di due numeri reali nella paletta

delle funzioni e posizionarla nel

diagramma a blocchi mediante drag &

drop.

– Individuare pins di ingresso e di uscita

della funzione somma posizionandosi

sopra al triangolo con il simbolo «+»

con il mouse.

 Osservare:

– Aprire il context help con il comando

CTRL+H.

– Notare come varia il context help se si

posiziona il puntatore del mouse sopra

la funzione somma.

– Notare che, scorrendo con il puntatore Esempio: diagramma a blocchi di un programma per la

del mouse sopra al blocco somma, somma di due numeri reali.

iniziano a lampeggiare i connettori

relativi agli ingressi e alle uscite della

funzione.

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SECONDO ESERCIZIO

«SCRIVERE» IL CODICE SORGENTE

 Obiettivo:

– Collegare variabili di ingresso agli

ingressi della funzione somma e uscita

della funzione somma alla variabile di

uscita.

– Usare lo strumento del menù

«Tools» per unire i terminali di ingresso

ai connettori di ingresso della funzione

somma e per unire il connettore di

uscita della funzione somma al

terminale di uscita.

– Al termine di queste operazioni il primo

programma in Labview è stato

realizzato.

 Osservare: Esempio: diagramma a blocchi di un programma per la

– Tutte le modifiche sul diagramma a somma di due numeri reali.

blocchi (tranne la creazione e

cancellazione di terminali di ingresso e

uscita) non hanno effetto sul pannello

frontale.

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AMBIENTE DI SVILUPPO

PALETTA DEGLI ATTREZZI

Selezione automatica del tool.

Modifica il valore di un oggetto

Posiziona, ridimensiona e seleziona gli oggetti

Modifica etichette e testo all’interno di un oggetto

Collega gli oggetti di un diagramma a blocchi e

definisce gli ingressi ed uscite in un connettore

Inserisce breakpoint per interrompere

l’esecuzione del programma in determinati punti.

Inserisce delle probe per controllare i valori

intermedi in fase di debug.

I colori degli oggetti e dello sfondo.

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TERZO ESERCIZIO

ESECUZIONE DEL PROGRAMMA

 Per mandare in esecuzione il

programma è necessario usare i

comandi posti sotto la barra principale

del pannello frontale (oppure del

diagramma a blocchi se si è in fase di

debug). Esegue il VI una sola volta.

 I comandi utili per l’esecuzione sono

illustrati qui a destra. Esegue ciclicamente il VI.

 Interrompe l’esecuzione del VI

Singola esecuzione:

– Impostare sul pannello frontale i valori Sospende temporaneamente il debug.

delle variabili di ingresso.

– Selezionare il comando:

– Esecuzione animata del programma.

I valori dei controlli posti sul pannello

frontale vengono ricopiati nei terminali di

ingresso del diagramma a blocchi. Entra nel subVI per debug.

– Il VI verrà eseguito una sola volta, al

termine dell’esecuzione i valori in uscita Esegue il subVI e riprende il debug nel VI principale.

vengono copiati nei corrispondenti

indicatori posti sul pannello frontale.

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TERZO ESERCIZIO

ESECUZIONE DEL PROGRAMMA

 Esecuzione ciclica:

– Equivale ad inserire il VI all’interno di un

ciclo while che termina solo quando

l’operatore seleziona il comando di stop.

– Selezionare il comando: per avviare

l’esecuzione ciclica. Esegue il VI una sola volta.

– Impostare sul pannello frontale i valori

delle variabili di ingresso.

– Esegue ciclicamente il VI.

Ad ogni nuova iterazione del ciclo while

implicito, i valori dei controlli posti sul

pannello frontale vengono ricopiati nei Interrompe l’esecuzione del VI

terminali di ingresso del diagramma a

blocchi. Sospende temporaneamente il debug.

– Al termine di ogni iterazione i valori in

uscita vengono copiati nei corrispondenti

indicatori posti sul pannello frontale. Esecuzione animata del programma.

– Il VI termina quando l’operatore seleziona

il comando di stop: Entra nel subVI per debug.

– E’ possibile sospendere l’esecuzione del

programma mediante il comando di Esegue il subVI e riprende il debug nel VI principale.

pausa:

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ORDINE DI ESECUZIONE

DATA FLOW PROGRAMMING

N1

 Il flusso di esecuzione di una applicazione W1

A N3

Labview è determinata dal flusso dei dati. N4

 Per stabilire la direzione del flusso dei + Somma

dati è necessario suddividere il codice N2 W3

sorgente di una applicazione in nodi e fili: B

– W2

Si definisce nodo (Ni) ogni elemento

che ha almeno un ingresso oppure Schema logico di un wire diagram per aiutare la

una uscita . comprensione.

– Si definisce filo (Wi) la coppia

ordinata di punti di connessione tra I terminali di ingresso sono nodi con una sola

uscita, il terminale di uscita è invece un nodo con

due nodi. un solo ingresso. La f