9 LABVIEW BASICO
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LABVIEW NIVEL BASICO
Asesores:
Coba Martínez Marisol
Barrera Spíndola Omar A.
Objetivo general del curso
Desarrollar, implementar e interpretar
algoritmos de programación en lenguaje G
bajo el entorno de programación de
Labview a un nivel básico
¿Qué es Labview?
Labview es el acrónimo de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench.
Labview es un entorno de programación gráfica usado por miles de ingenieros e investigadores para desarrollar sistemas sofisticados de medida, pruebas y control usando íconos gráficos e intuitivos y cables que parecen un diagrama de flujo. Labview ofrece una integración incomparable con miles de dispositivos de hardware y brinda cientos de bibliotecas integradas para análisis avanzado y visualización de datos.
¿Dónde se aplica Labview?
Diseño de sistemas embebidos
Diseño de sistemas de Control y
simulación de procesos.
Procesamiento de imágenes y señales.
Monitoreo y control industrial.
Desarrollo e implementación de software.
Generación de reportes y almacenamiento
de datos.
Labview = Instrumentación Virtual VI
Relacionado con este concepto se da
nombre a sus dos ventanas principales:
Un instrumento real tendrá un panel
frontal donde estarán sus botones,
pantallas o indicadores, etc. Y una
circuitería interna.
Entorno de desarrollo
Panel frontal: Es la parte que verá el
usuario, típicamente en fondo gris.
Diagrama de bloques: Es donde se
relazará la programación y suele tener
fondo blanco.
Para acceder al programa elegimos la
siguiente ruta: Inicio>Todos los programas>National Instruments Labview 2009
Una vez presente la
pantalla de inicio
seleccionamos la opción
New > Blanck VI
Una vez seleccionado se abrirá el Front
Panel y Block Diagram. Tal como se
ilustra a continuación:
Para poder trabajar en
ambas pantallas, damos
clic derecho sobre la
barra de tareas,
seleccionamos la opción
mosaico vertical.
Barra de Menús y Herramientas
Barra de menú
Barra de herramientas
La barra de menú contiene las mismas
opciones y funciones en ambas ventanas.
La barra de herramientas contiene iconos
que funcionan igual en ambas ventanas.
Barra de Herramientas
Sirven para controlar la ejecución de un programa.
Este grupo de botones tiene la función de depuración.
Menú desplegable que permite formatear textos, es recomendable usar los formatos predefinidos como Application Font o System font.
Este grupo de botones, permiten alinear, distribuir y controlar el tamaño, agrupar y ordenar objetos.
Paleta de herramientas
Esta paleta se puede mostrar mediante el menu View-Tools Palette.
Permite seleccionar el instrumento que se desea usar, esto se logra cambiando el tipo de cursos del ratón.
Automatic Tool Selection. Si está activado sirve para que se selecciones la herramienta de forma automática dependiendo de los elementos sobre el que se sitúe el cursor.
Operate value. Sería el cursor disponible cuando el VI está ejecutándose, sirve principalmente para cambiar valores en los controles del Panel Frontal
Position/Size/Select. Como su nombre indica sirve para posicionar objetos, tanto en el diagrama de bloques.
Edit, Text. Cambia el cursor para poder escribir texto. Permite escribir comentarios sobre el Diagrama de Bloques.
Connect wire. Es la herramienta que sirve para cablear. Uniendo unos elementos con otros mediante cables, permitiendo el flujo de datos a través de ellos
Get Color. Obtiene el valor del color de un elemento.
Set Color. Colorea un elemento. Tiene dos posibles colores, el principal y el secundario, ambos pueden ser asignados de forma independiente. Uno de los colores disponibles está marcado mediante una T, se trata del color transparente.
Paleta de controles y funciones
Para colocar terminales en el Panel frontal
y funciones en el Diagrama de Bloques se
tienen paletas, o menús flotantes, llamadas
paleta de controles y paleta de funciones.
Dichas paletas se muestran con clic
derecho en cada una de las ventanas.
Panel Frontal=Controles
Diagrama de Bloques=Funciones
Para fijar una paleta en pantalla se da clic
en el ícono
Controles Funciones
Modos sintetizados. Modo Función
CNTRL + R Ejecuta el programa
CNTRL + . Aborta la ejecución
CNTRL + E Conmuta entre las dos ventanas
principales
CNTRL + B Elimina los hilos rotos
CNTRL + H Muestra u oculta ayuda contextual
CNTRL + ? Muestra la ayuda
CNTRL + C Copia objetos al portapapeles
CNTRL + X Corta objetos al portapapeles
CNTRL + V Pega objetos desde portapapeles
CNTRL + Z Deshace la última acción
CNTRL + SHIFT + Z Rehacer
CNTRL + S Guarda el VI
TAB Cambia herramientas de las
paletas
CNTRL + arrastrar Crea copia de objetos
seleccionados
SHIFT + arrastrar Mueve los objetos en una sola
dirección
Creación de programas
En Labview un programa se realiza en
primer lugar insertando los controles e
indicadores necesarios en la pantalla de
panel frontal y después estructurando la
lógica del programa con funciones en la
pantalla diagrama de bloques y está formado
por las siguientes partes:
Controles: Son las entradas para los datos.
Funciones, VIs y estructuras: Realizan una o
varias operaciones con los datos.
Indicadores: Sirven de salida para los datos.
Secuencia de un programa.
Los datos “circulan” por el programa
mediante los cables, que sirven para unir
unos elementos con otros. Para realizar la
conexión de los elementos se utiliza la
herramienta Connect Wire de la paleta de
herramientas. Un cable tendrá una única
fuente (control, constante o salida de otro
elemento) y uno o varios destinos
(indicador o entradas de otros elementos)
siempre y cuando éstos sean compatibles.
Tipos de datos
En Labview se manejan los siguientes
tipos de datos que estan claramente
diferenciados por colores
TIPO COLOR
Numérico entero Azul
Numérico decimal Naranja
Texto Rosa
Booleano Verde
Se desea implementar un programa en
Labview capaz de leer los datos numéricos
provenientes de un control tipo perilla (knop),
para posteriormente mostrarlos en una
carátula de instrumento analógico (Meter).
Programa en Labview
Black VI
En la pantalla de Frontal Panel se busca el elemento de entrada
solicitado mediante la ruta: Botón derecho del mouse> Cntrls>
Num Cntrls> Knobs y se agrega, tal como se muestra:
Solución
Observe como al incluir el Knob en el Panel
Frontal se crea en el Block Diagram el ícono
que representa el elemento de entrada del
programa
Procedemos ahora a editar los límites numéricos de la perilla de
entrada, dichos valores serán asignados en función de las
necesidades del diseño propuesto, que en este caso de manera
particular se establecerá entre 0 y 100, donde la ruta de acceso a la
edición es la siguiente:
Sobre el objeto: Botón derecho del mouse >Properties > Knob
Properties > Scale> 0 – 100.
Es posible editar la estética del panel frontal cambiando los colores,
tipografía, etc. Esto dependerá del usuario o de las características
visuales que requiera el diseño de la carátula del VI.
Una vez agregado y editado el elemento de entrada, se incluirá el
instrumento de salida, que en este caso corresponde a un
instrumento analógico del tipo “meter”
Botón derecho del mouse> Cntrls> Num Inds> Meter y se agrega,
tal como se muestra:
Procedemos ahora a editar los límites numéricos del indicador de
salida, dichos valores serán asignados en función de las
necesidades del diseño propuesto, que en este caso de manera
particular se establecerá entre 0 y 100.
Una vez establecidos los componentes del panel frontal,
parámetros, distribución y características estéticas se procede a
desarrollar el interconectado de los elementos para resolver el
problema planteado, siendo esto equivalente al desarrollo del
algoritmo de programación.
En la pantalla de Block Diagram, se encuentran los elementos de
entrada y salida propuestos, con lo que se procede a manipular los
datos mediante las funciones, aritmético, lógicas, etc.
Para conectar los elementos, debemos de habilitar desde
View> Tool Palette la herramienta Connect Wire, la cual permite
“unir” los componentes del VI.
Una vez terminado el VI y verificando que no tenga errores,
guardamos el archivo bajo las siguientes consideraciones: no inicia
con número, No espacios iníciales, No acentos, tildes u otra
simbología léxica complementaria, La referencia de
almacenamiento debe ser clara.
Ruta para guardar el archivo File > Save As > primer programa
Ejecucion del programa con boton
Ejercicios Propuestos
Desarrollaremos ejercicios que nos permitan utilizar
controles así como sus indicadores, con lo que se
mostrara la diferencia entre ellos, también
conoceremos las funciones mas usuales y el manejo
de estructuras, que nos permitan llevar acabo la
programación G.
DATOS NUMÉRICOS
EJERCICIO 1
Utilizando Labview realice la suma entre
dos números enteros y muestre el
resultado en el Panel Frontal en una
representación numérica, mediante un
medidor análogo y con un termómetro.
SOLUCION 1
EJERCICIO 2
Desarrolle un programa en Labview que
permita representar la función 3X+2,
donde X es una variable proporcionada
por una perilla rotacional desde -10 hasta
50, establezca el valor máximo y mínimo
para el indicador de salida.
SOLUCION 2
EJERCICIO 3
Usando Labview realice la comparación
entre 2 cantidades, indique si la cantidad
1 es mayor que la cantidad 2, si es menor
o si es igual mediante el uso de
indicadores booleanos (Led virtual).
SOLUCION 3
EJERCICIO 4
Juego de Azar: desarrolle un algoritmo en
Labview que permita comparar un valor
ofrecido por un “jugador” a través de una
perilla de juego (valores de 0 a 1) y lo
compare con un generador aleatorio de
datos en el mismo rango. El programa
deberá indicar cuando el número
propuesto es mayor, menor o igual que el
dato generado aleatoriamente.
SOLUCION 4
EJERCICIO 5
Usando Labview realice la conversión de
grados centigrados a farengeit y kelvin
representados con indicadores de
termometro y que al rebasar los 100 ºc nos
encienda una alerta luminosa.
SOLUCION 5
EJERCICIO 6
Usando Labview realice un programa que
permita conocer por medio de un indicador
luminoso cuando se ha rebasado el nivel
mínimo y máximo de un tank. Dicho
tanque podrá ser “llenado” con un control
numérico de forma manual.
SOLUCION 6
EJERCICIO 7
Implemente un sistema tipo “calculadora”
en Labview que sea capaz de realizar las
operaciones de suma, resta,
multiplicación, división y comparación de
manera simultánea entre dos datos
suministrados por controles de entrada
internos. Los resultados se deberán
presentar en diferentes indicadores donde
se aclare a que operación corresponde
cada resultado.
SOLUCION 7
EJERCICIO 8
Utilizando Labview construya un
instrumento virtual de medición eléctrica.
Las entradas del instrumentos son: Voltaje
rms y carga en Ohms. El instrumento
deberá mostrar las siguientes mediciones:
Voltaje rms, Voltaje pico, Voltaje pico-pico,
Corriente, Potencia. La escala de medición
deberá darse entre los 0 y los 480V rms,
de ahí se derivarán las demás escalas.
Debe incluir una alarma que indique
visualmente que la carga es 0 ohms
SOLUCION 8
EJERCICIO 9
Usando Labview realice un programa que
para cualquier valor de los catetos,
permita calcular la hipotenusa, seno,
coseno y tangente de un triangulo
rectángulo, dichos cálculos se realizaran
utilizando la función Formula.
SOLUCION 9
SUB VI´S
Definición de sub VI
Un SubVI es el equivalente a una subrutina en los
lenguajes de programación tradicionales, en el
caso de Labview permite simplificar programas
con operaciones repetitivas y/o complejas a
secuencias más simples.
Como ejemplo considere la Aplicación donde se
tiene un instrumento virtual de adquisición de
variables eléctricas, como es de notarse la
programación a pesar de ser simple resulta
demasiado extensa, por lo que sería óptimo
poderla “encapsular” en una función particular.
¿Cómo crear un SubVI?
La creación de un SubVI resulta sencilla
como casi todas las aplicaciones en
Labview, y en realidad existen varios
métodos para su creación, siendo la más
simple la que se explica:
Teniendo el programa a simplificar seleccione
los elementos que desea simplificar:
Una vez que esto ocurre, entonces vemos
que las funciones se convierten en un
pequeño ícono editable, tal como se
ilustra:
Si damos doble clic en el ícono generado,
se apreciará un FP sintetizado que
involucra los controles e instrumentos
básicos que conforman al SubVI. Observe
que el nombre del archivo va seguido de
la leyenda SubVI
Ahora procedemos a guardar el SubVI con
un nombre relacionado con el programa
original. Una vez creado el sub VI podremos ver sus
características de manera muy simple, apretando
botón derecho sobre el ícono y seleccionando >
view as an icon podremos apreciar que las
propiedades “funcionales” del ícono son idénticas
a las del programa creado.
Quedando tal como sigue:
El subVI creado se puede cargar en
cualquier programa y lo podemos utilizar.
EJERCICIO 10
Realice un sistema completo de medición
de variables, voltaje, corriente y
temperatura para un panel de control
industrial de monitoreo de procesos, utilice
sub VI’s, implemente de acuerdo a los
estándares de instrumentación
tradicionales.
SOLUCION 10
DATOS DE TEXTO
EJERCICIO 11
Minúsculas y
Mayúsculas
Cadena de
texto inversa
EJERCICIO 12
Selección
T/F
EJERCICIO 13
ESTRUCTURAS
EJERCICIO 14
Elabore un dispositivo de temperatura, con
histéresis variable, que nos indique
aleatoriamente (automático), su estado
bajo con un leed, y su estado alto termine
el programa.
SOLUCION 14
SOLUCION 14
EJERCICIO 15
Crear un programa simulando un
cronometro controlado por un timer,
usando el ciclo while, un retardo de 10 ms,
el tiempo real, la función de doble
precisión, un indicador de caratula y un
indicador luminoso que encienda al llegar
al tiempo definido por el timer.
RETARDO
TIEMPO REAL
DOBLE
PRECISION
EJERCICIO 16
Crear un programa que utilice datos
aleatorios y los grafique.
Utilizar un ciclo For, un arreglo de cuatro
indicadores numéricos y un retardo de
10ms
EJERCICIO 17
Crear un programa que utilice datos un
sistema de fichas con 3 paginas, utilizando
la estructura case.
Sistema de fichas (etiquetas)
Dos etiquetas (predeterminadas)
Cambiar de pagina y agregar una pagina (después de)
Seleccionar
(Estructura caso) Añadir un caso después
ESTRUCTURA CASE (Caso)
PAGINA 1
Unir ó enlazar (concatenate)
Cambiando etiqueta en ambas
ventanas
PAGINA 2 Array (Matriz)
PAGINA 2
PAGINA 3 (Cuadros combinados)
Editar elementos desplegables
PAGINA 3
DATOS BOOLEANOS
EJERCICIO 18
Crear un programa que realice el
encendido secuencial de leds. Utilizando
la estructura flat sequence.
SECUENCIA DE LED´S (5 led´s)
Utilizando variables locales
SECUENCIA DE LED´S
EJERCICIO 19
Agregar un control de velocidad manual, al
ejercicio anterior de (100ms - 2000ms)
EJERCICIO 20
Realice un sistema de etiquetas de 3
paginas, en cada una de las cuales deberá
programar una tabla de verdad de las
compuertas AND, OR y EXOR,
respectivamente utilizando arrays.
EJERCICIO 3 TABLAS DE VERDAD
AND
PAGINA 2
OR
PAGINA 3
NOT EXCLUSIVE OR
ARREGLOS, CLOUSTER Y
MATRICES
Desarrollar un VI capas de ingresar datos
diferentes y reflejarlos en sus respectivos
indicadores mediante un concentrador
(Bundle y Unbndle).
EJERCICIO 21
CLUSTER Y MATRIX
Cluster & Array
Caso 1
Caso 2
Suma y multiplicación de matrices
EVENTOS
Desarrollar un VI en el que se gradué la
transparencia del panel frontal. Utilizando
event structures
EJERCICIO 22
Editar las propiedades del nodo
Utilizar estructura de eventos
Editar le estructura de evento
Editar la estructura de evento Nota: el nodo fuera del ciclo wile contiene dos etiquetas (expandir)
CASO 1 CASO 2
CASO 1
CASO 2
GRAFICAS
Desarrollar un VI para cambiar una señal
dentro y fuera, de la utilización del relé
Express VI.
EJERCICIO 23
Captura de señales
EJERCICIO 24
EJERCICIO 25
EJERCICIO 26
Graficas con transparencia
ENTRADA Y SALIDA DE
DATOS PUERTO PARALELO
ENTRADA Y SALIDA DE DATOS
CON PUERTO PARALELO
ENTRADA DE DATOS SALIDA DE DATOS
PUERTO PARALELO, SN74LS244
PUERTO PARALELO
ENTRADA DE AUDIO
SALIDA DA DATOS MANUAL
SALIDA DE DATOS AUTOMÁTICA
ADQUISICIÓN DE DATOS