Automatizacin Industrial Prctica 1: Conocimiento de la plataforma Labview

CAMILO LEONARDO SANDOVAL ING. ELECTRONICO UIS Contacto: camilolsr@yahoo.com

1. INTRODUCCIN Labview es una herramienta de programacin grfica que permite desarrollar aplicaciones de control e instrumentacin de una forma sencilla, robusta y dinmica. En las presentes prcticas se busca conocer, de manera relativamente profunda, las principales caractersticas de este software. 2. OBJETIVOS Conocer los elementos fundamentales de

Labview. Identificar la interfaz de Labview y las

principales formas de trabajo. 3. MARCO TERICO A continuacin se presenta un breve marco terico de la prctica, asi como algunas preguntas que deben ser resueltas por el estudiante. 3.1 Que es Labview? LabVIEW es una herramienta grfica de test, control y diseo mediante la programacin. El lenguaje que usa se llama lenguaje G. Este programa fue creado por National Instruments (1976) para funcionar sobre mquinas MAC, sali al mercado por primera vez en 1986. Ahora est disponible para las plataformas Windows, UNIX, MAC y Linux y va por la versin 7.1 (desde julio de 2004). Los programas hechos con LabVIEW se llaman VI (Virtual Instrument), lo que da una idea de uno de sus principales usos: el control de instrumentos. El lema de LabVIEW es: "La potencia est en el Software". Esto no significa que la empresa haga nicamente software, sino que busca combinar este software con todo tipo de hardware, tanto propio -tarjetas de adquisicin de datos, PAC, Visin, y otro Hardware- como de terceras empresas. (Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/LabVIEW) 3.2 Principales usos y caractersticas Labview es usado principalmente por ingenieros y cientficos para tareas como:

Adquisicin de datos Control de instrumentos Automatizacin industrial o PAC

(Controlador de Automatizacin Programable)

Diseo de control: tcnicas de creacin de prototipo rpido y hardware-en-el-bucle (HIL).

Su principal caracterstica es la facilidad de uso, personas con pocos conocimientos en programacin pueden hacer programas

relativamente complejos, imposibles para ellos de hacer con lenguajes tradicionales. Tambin es muy rpido hacer programas con LabVIEW y cualquier programador, por experimentado que sea, puede beneficiarse de l. Para los amantes de lo complejo, con LabVIEW pueden crearse programas de miles de VIs (pginas de cdigo) para aplicaciones complejas, programas de automatizaciones de decenas de miles de puntos de entradas/salidas, etc. Incluso existen buenas prcticas de programacin para optimizar el rendimiento y la calidad de la programacin. Presenta facilidades para el manejo de: Interfaces de comunicaciones:

o Puerto serie o Puerto paralelo o GPIB o PXI o VXI o TCP/IP, UDP, DataSocket o Bluetooth o USB

Capacidad de interactuar con otras aplicaciones:

o dll o ActiveX o Matlab o Simulink

Herramientas para el procesado digital de seales.

Visualizacin y manejo de grficas con datos dinmicos.

Adquisicin y tratamiento de imgenes. Control de movimiento. Tiempo Real estrictamente hablando. Programacin de FPGAs. Sincronizacin.

Figura 1: Imagen Corporativa

3.3 Consideraciones para la Instalacin de

Labview En el proceso de instalacin de LAbview es necesario tener ciertas consideraciones o recomendaciones importantes, tales como: Se debe contar con la totalidad de los Cds (3)

pues el proceso de instalacin requiere de los tres para la consecucin de los devices adicionales.

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Es fuertemente recomendable cerrar los programas que se tienen activos para evitar inconvenientes con el installer de Labview.

Existen ciertos devices que requiere de licencias adicionales o de permisos por parte del sistema operativo que deben ser verificados de forma particular.

La instalacin y el correcto funcionamiento no depende solo de caractersticas software del equipo. Tambin es importante revisar los elementos de hardware como puertos, controladores y dems equipos que puedan influir en la operacin de los sistemas de control.

3.4 Iniciando Labview Para efectos del curso de Instrumentacin Virtual, se va a utilizar el programa Labview 7.1. Los siguientes son los pasos iniciales para ingresar a la herramienta: Ejecutar el programa. Inicialmente parece la

siguiente ventana:

Figura 2: Pantalla inicial

Las opciones que aparecen al costado derecho permiten ejecutar las funciones bsicas de cualquier programa. En este caso se cuenta con:

Permite crear un Nuevo proyecto seleccionando entre varios elementos disponibles (New) o recurriendo a un VI en blanco (Blank VI). Para efectos del curso se va a recurrir a la segunda opcin para iniciar el desarrollo de los VI.

Permite abrir archivos o Vis existentes. Si se recurre a la pestaa se puede iniciar con ejemplos para entender el modo de operacin de la herramienta.

Esta opcin abre una gran cantidad de posibles opciones para configurar la herramienta en el control de puertos, software instalado, reconocimiento del sistema, etc.

Labview cuenta con una ayuda bastante interesante para el soporte en el diseo de aplicaciones. En este botn podemos encontrar ejemplos, ayudas especficas, etc. Seleccionar New.. Blank VI. Es importante destacar que cada VI esta

compuesto por tres elementos fundamentales que seguidamente se muestran:

9 Panel Frontal o Front Panel: Es la

interface de usuario. 9 Diagrama de bloques (Block Diagram):

Contiene el cdigo fuente grfico que define la funcionalidad del VI.

9 Icono y conector: Identifica a cada VI, de manera que podamos utilizarlo dentro de otro VI. Un VI dentro de otro VI recibe el nombre de SubVI.

3.5 Panel Frontal y Diagrama de Bloques El panel frontal se construye a base de controles e indicadores, los cuales no son ms que terminales de entrada o salida respectivamente. Como controles podemos tener knobs, dials, push y otros dispositivos de entrada.

Figura 3: Controles

Como indicadores tenemos leds, grficas y otros dispositivos de salida.

Figura 4: Indicadores

Los controladores simulan entradas al instrumento virtual y proporcionan datos al diagrama de bloques. Los indicadores simulan elementos de salida del instrumento y visualizan los datos que el diagrama de bloque adquiere o genere. Una vez hemos construido el panel frontal, desarrollamos el cdigo o algoritmo usando representaciones grficas de funciones que

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controlarn los objetos del panel frontal. El diagrama de bloques es el que contiene ese cdigo fuente grfico. Los objetos del panel frontal aparecen como terminales en el diagrama de bloques. Para conmutar entre las dos pantallas se recurre a Show Panel/Show Diagram. Tambin se puede utilizar el comando Tile para parcelar las dos ventanas. Estos comandos estn en la barra de Window del programa. 3.6 Mens de Labview La barra de mens esta compuesta por mens desplegables o Pull-down como se muestra a continuacin:

Figura 5: Barra de ttulo y men

9 File: Contiene funciones para realizar

operaciones bsicas con los archivos, como abrirlos , guardar, cerrarlos, etc

9 Properties: Permite editar y modificar una descripcin del funcionamiento del Vi. Permite colocar password, cantidad de memoria, etc

9 Edit: Contiene funciones que nos permiten realizar bsquedas, asi como modificar archivos de Labview y sus componentes.

9 Operate: Contiene elementos para controlar el funcionamiento de los VIs. Una opcin interesante en este men es la de modificar los valores por defecto.

9 Tools: En este men encontramos todo aquello que necesitamos para pulir los Vis, como herramientas de comparacin entre Vi, editor de libreras, generador de ejecutables o DLL, editor de pginas web, etc.

9 Browse: Muestra la jerarqua del Vi, a quien llama y cuales son sus sub-Vi, los VIS no abiertos y los break points.

9 Window: Contiene funciones que nos permite configurar la apariencia de las ventana so paletas actuales.

9 Help: Ayuda, demos, etc. 3.7 Jerarqua. Los VIs y sub-VIs tiene una jerarqua o importancia definida por su utilidad en el sistema. Por esta razn es necesario conocer la jerarqua de los que se tienen actualmente en memoria. Para esto se recurre a Browse- Show Vi Hierarchy. 3.8 Barra de herramientas Esta barra permite ejecutar o editar VIs. Dependiendo de si estamos en modo edicin o en

modo ejecucin tendremos las siguientes opciones respectivamente:

Figura 6: Barra de herramienta en modo Edit y

modo Run Para alternar entre los dos modos se recurre al men Operate y se selecciona Change to run Mode. La funcin de algunos botones en esta barra es la siguiente:

Botn de ejecucin del Vi. Si la flecha aparece rota o quebrada significa que el Vi tiene errores y debe ser depurado.

Ejecucin continua de los programas o Vis.

Detencin o pausa en la ejecucin de un VI.

Presenta una ejecucin animada del diagrama de bloques.

Todos estos comandos son mtodos para ejecutar lneas de cdigo paso a paso. 3.9 Creacin de objetos Para crear objetos en este programa es necesario utilizar las paletas con las que cuenta. Si estamos trabajando en el panel frontal hemos de situar sobre el objetos desde la paleta de Controls. En el diagrama de bloques se debe utilizar paleta de Functions. Para abrir estas paletas se debe recurrir al men Window y seleccionar Show Controls Palette o Show Functions Palette. Ej: Para crear un knob o botn giratorio sobre le panel frontal, primero hemos de seleccionarlo desde la paleta Numeric del men controls. Luego se da click y se ubica sobre el panel. 3.10 Herramientas de Labview Las herramientas son modos de operacin especiales del ratn. Para acceder a ellas es necesario ir al men Window y seleccionar Show tools palette.

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Figura 7: Paleta de herramientas

Seleccin automtica de herramientas.

Habilita la tecla tab para cambiar entre las cuatro herramientas ms comunes de Labview.

Maneja los controles en el panel frontal y los indicadores en el modo edit. Es la nica disponible en el modo run.

Selecciona, mueve y redimensiona objetos.

Crea y edita texto.

Enlaza objetos del diagrama de bloques y asigna a los terminales del conector del VI los controles e indicadores del panel frontal. Verificar el funcionamiento de los dems comandos. 4. PROCEDIMIENTO A continuacin se presenta un breve procedimiento para reconocer Labview, sus principales herramientas y algunos ejercicios prcticos 4.1 Conociendo la plataforma. Ingresar al programa Labview e identificar el

diagrama de bloques y el panel frontal. Describir brevemente los detalles que les parezcan ms importantes.

Determinar la funcin de los iconos no descritos en esta prctica de la paleta de herramientas.

4.1 Ejercicios sencillos Plantear que se debe hacer para llevar a cabo las siguientes actividades: Poner las ventanas Panel y Diagrama una al

lado de otra y despus una encima de la otra. Abrir el VI Pulse Demo. Cambiar los parmetros existentes en la

Pulse Demo y describir que sucede. Cuantos elementos indicadores existen?. Cuantos controles existen?.

Verificar la jerarqua de VI y sub-VI de esta demo.

4.2 Ejemplo 1 Crear el siguiente panel frontal recurriendo a indicadores, controles tomndolos de la paleta de controles. (Indicadores, controles, leds,etc)

Desarrollar el diagrama de bloques necesario para que el anterior panel sea completamente funcional y entonces tener un VI completo. 4.3 Ejemplo 2 Crear, con los controles que desee, un VI que permita sumar 5 valores (A, B, C, D y E) y que muestre su resultado. Se puede utilizar un solo control para hacer la operacin?. Crear otro VI que realice la multiplicacin de los mismos 5 valores. 4.4 Ejemplo 3 Crear un VI que permita visualizar una seal senoidal con amplitud y frecuencia definida. Debe ser visualizada en una grfica. 4.5 Ejemplo 4 Seleccionar una demo cualquiera de Labview (no muy compleja) y describir su funcionamiento de forma breve. Tratar de identificar la mayor cantidad de VI y sub-VI posible. EXITOS NOTA: Esta prctica esta diseada para dos sesiones. Se debe entregar un informe en formato IEEE respondiendo los interrogantes planteados en el Procedimiento. Este se debe entregar en la siguiente semana despus de terminar la prctica