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Introduzione al linguaggio diprogrammazione LabVIEW

November 3, 2010

Ing. Gianfranco Miele ([email protected])www.docente.unicas.it/gianfranco_miele


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Universit degliStudi di Cassino

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria MeccanicaStrumentazione e Misure per lAutomazione

LabView Ambiente di sviluppo grafico

CodiceInterfaccia utente

Modulare Compilatore 32 bit Elevato numero di funzioni

Librerie per la gestione della strumentazione Librerie per l'acquisizione dati Possibilit di includere routine in altro linguaggio

3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW


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Libreria di funzioni

Calcolo, confronto, cicli di controllo Operazioni su aggregati di dati (stringhe, array, ...) I/O su file Gestione strumentazione (RS232, IEEE-488, VXI, ...) Acquisizione dati Analisi (Generazione ed elaborazione segnali,

Statistica, Fitting, Algebra lineare, ...) Comunicazione (DDE, TCP/IP, Bluetooth, ActiveX) Gestione applicazione (DLL, Timers,

Sincronizzazione)



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Virtual Instrument (VI)


Il Fron t Panel Il Blo ck Diagram Licona/connettore


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Front Panel


E linterfaccia utente dellapplicazione

Contiene:

- Controlli ( input)

- Indicatori( output)


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Front Panel


Toolbar

Icona/Connettore

Controllo numerico

Etichetta

Legenda

Controllo

Knob

Indicatore Chart


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Block Diagram


- E i l codice sorgente dellapplicazione (in L inguaggio G) - Controll i e indicatori del pannello appaiono come Terminali - Nodi o funzioni : r icevono dati dai connettor i di ingresso e forni scono

dati su quell i in uscita


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Dataflow programming3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW

Un nodo esegu ito quando i dat i sono d isponib ili a TUTTIi s uo i term in ali d i in gres so

Un n od o fo rn is ce i d ati ai s uo i term in ali d i u sc ita q uan do terminata la sua esecuzione

Se non esi s te d ipendenza t ra due nodi, lordine con cuiverranno eseguit i non prevedibi le !

Data drivenIl modello di programmazione di LabView


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Dataflow programming


Arancione (floating point)

Blu (interi)

Verde

Viola

Numeri

Booleani

Stringhe

Un filo collega ununica sorgente di dati con uno o pi nodi Il colore e lo spesso re del fi lo individ uano il t ipo di dato

Scalar Array 1D Array 2D


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Lambiente di sviluppo: Le palette


Palette dei Con tro lli (Pannello) Palette delle Fun zioni (Diagramma)


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Lambiente di sviluppo: La toolbar 3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW

Debugging Stop

Cont inuou s RunRun


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Lambiente di sviluppo: i tools3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW

Operating: Inserimento dati Positioning: Posizionamento e ridimensionamentoLabeling: Gestione etichetteWiring: Collegamento (nel Block Diagram)Object pop-up: Menu dell'oggettoScrolling: Scorrimento della finestraBreakpoint: Inserimento stop (debug)

Probe: Visualizzazione dati nei fili (debug)Color copy: Copia di un coloreColoring: Per colorare un oggetto


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Tecniche di debug


Click sulla freccia spezzata: Info sullerrore

Highlightin g butto n: Esecuzione anim ata

Prob e: Mostra il valore dei datim entre scorrono lungo i f il i

Breakpoint: ferma lesecuzione quando i dati sonodispon ibi li sul f i lo

Single Step: Esecuzione passo-passo

Step Over: Esecuzione passo -passo, no n entra neinodi

Step Ou t: Esecuzione passo-passo, esce dai no dinei q uali en tr ato


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SubVI


Un VI pu essere usato nel Block Diagram di un altro VI dilivello pi alto

Nel VI chiamante, un SubVI rappresentato con la sua icona


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Realizzazione di un SubVI


Disegno dellicona Associazione di controlli

e indicatori alle caselledel connettore

Salvataggio su disco


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Realizzazione di un SubVI


Functions >> Select a VI Trascinare licona sul diagramma

chiamante


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Ciclo While


Iteration

terminal Conditional

terminal

Qui va il codice daiterare

Ripetere?

Il ciclo termina quando si fornisce FALSE al conditional terminal Il codice eseguito almeno una volta L'iteration terminal restituisce il numero di iterazioni raggiunto


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Ciclo While



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Waveform Chart


Legenda

Palette

Label

Aggiornamento: Strip chart Scope chart Sweep chart


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Visualizzazione con Waveform Chart


Ad ogni iterazione il waveform chart riceve unoscalare


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Tipi numerici e conversioni


Coercion dot

I 16

DB L

DB L

Interi con segno: I8, I16, I32 Interi senza segno: U8, U16, U32 In virgola mobile: SGL (32), DBL (64), EXT Complessi


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Comportamento dei controlli booleani


Switch - Commuta per pressione erilascio

Latch Ritorna

nello stato didefault quandoviene letto daldiagramma

When pressed When released Until released


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Ciclo While temporizzato


Esecuzione di azioniad intervalli prestabiliti

Impegno limitato di

risorse Adeguamento ai tempidi risposta dell'utente


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Grafici multiple-plot


Bundle (nella palette Functions >> Cluster): assembla i

suoi ingressi in un unico cluster Un cluster una struttura che raccoglie pi elementi in unnuovo tipo di dato


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Shift register


Trasferiscono dati da una iterazione alla successiva

Si inseriscono con un right -c l ick sul bord o d el loop

Il terminale destro conserva il dato alla fine dellaiterazione

Il terminale sinistro fornisce il dato alla iterazionesuccess iva

Da passo

precedente

Per il p ross imo passo

Inizializzazione


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Shift register



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Shift register


L'ultimo valoreva passato qui

Si possono aggiungere altri shift register per ottenerevalori di iterazioni precedenti

1 loop prima2 loop prima3 loop prima


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Shift register



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Ciclo for


Numero di iterazioni da eseguire

Numero corrente diiterazioni

Esegue il codice al suo interno un numero prestabilito di volte


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Array


Indicearray di 10 elementi 1.2 3.2 8.2 8.0 4.8 5.1 6.0 1.0 2.5 1.7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Array bidimensionale

0 1 2 3 4 5 6 01234

Collezioni di elementi (dati) dello stesso tipo Una o pi dimensioni, fino a 2 31 elementi per dimensione Si accede agli elementi con un indice per dimensione Il primo elemento ha sempre indice 0


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Controlli ed indicatori per gli array3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW

1. Selezionare Array dalla palette dei controlli

Procedura analoga per lecostanti array

AddDimension per 2Darrays

2. Inserire un controllo del tipo desideratonella Array Shell


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Autoindexing3 novembre 2010Il linguaggio di programmazione LabVIEW

Il loop accumula l'array al suo margine

0 1 2 3 4 5

1 D arr ay

Auto-Indexing

abilitato(Default nel For)

Scalare risultatodell'ultima iterazione

Auto-Indexingdisabilitato

(Default nel While)

3 b 2010Il li i di i L bVIEW


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Creazione array 2D


Il loop interno crea gl i elem enti di og ni r iga Il loop esterno sov rappon e le r ighe

0 1 2 3 4 5

1D array

0123

2D array # colonne

# righe



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Autoindexing e lettura di array


Non deve essere impostatodirettamente

Il ciclo viene eseguito per un numero di volte pari al numero di elementi dell'array collegato



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Funzioni per gli array


4

10 10 10 10 10

initialized array

element

dimensionsize

InitializeArray

Number of 3 2 5 7 4 Array Elements

3 no embre 2010Il ling aggio di programma ione LabVIEW


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3 2 5

7 1 4 2 3 2 5 7 1 4 2 Array

Array

Elemento Nuovo array

3 2 5

1 4 2 1D Array

1D Array 3 2 5 1 4 2

2D Array

array Elemento

Array con il nuovo elemento accodato

Build Array

3 2 5

1 4 2 1D Array

1D Array 1D Array 1 4 2 3 2 5

Dal menu di contesto: change to element change to array

La funzione Build Array resizable



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5 2

7 1 4 2 3 2 5 Array

Index

Element

0 Row Index

2D Array 1 4 2 3 5 2

2 Column Index

5 Element

array index(0)

lengthsubarray

Array Subset

array index

element

1 3 2 5 7 8 2

Index

4

3 2 5 7 2

Length

Array Subset Array

Index A rray



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Estrae una riga

0

0

0

Estrae una colonnaIndex array

Dal menu di contesto della IndexArray: " Add d imens ion " Disable inpu t



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Polimorfismo


Ingressi delle funzioni di tipo diverso Com po rtam ento dipendente dal t ipo degli ingressi Tutte le funzioni aritmetiche sono polimorfiche

Scalare + Scalare

Array + Scalare

Combinazione Risultato

Scalare

Array

Array

1 4 2

2

4 6 7

5

27

Array + Array 3 2 5

1 4 2

Array + Array 1 4 23 2 5 7

Array3 6 4

4 6 7



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Waveform graph


Tracciano un array di valori numerici rispetto all'indice

Palette

Legenda



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Single plot waveform graph


1D Array

1D Array Terminale del WaveformGraph ( un Array 1D)

Terminale del WaveformGraph ( un Cluster)

" X 0 il valore iniziale per le ascisse" deltaX la distanza orizzontale tra i punti del grafico



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Multiple plot waveform graph


clusters

cluster array

1D Arrays 2D array

Build Array

Terminale delWaveform Graph ( un

Array 2D)

Terminale del WaveformGraph ( un Array diCluster)



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XY graph


Multi-plo t XY Graph

Single-plo t XY Graph



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Cluster

g gg p g

Combinano pi strutture dati in un nuovo tipo dati Possono contenere elementi di tipo diversoSi possono definire costanti, controlli e indicatori di tipo Cluster L'ordine degli elementi importante

Unbundle



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Funzioni per i cluster

g gg p g

Modifica di un elementodi un Cluster:



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Case

g gg p g

Selettore booleano:if...then...else

Solo un sottodiagramma viene eseguito Il valore passato al selettore determina il codice da eseguire Il selettore pu essere booleano, numerico o stringa



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Case

g gg p g

Con selettori di tipo numerico o stringa si possono gestire sceltemultiple

Add Case dal menu di contesto per aggiungere nuove scelte Un Case deve essere quello di default



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Ingressi ed uscite del case (tunnel)

Tun nel diusci ta

In TUTTI i case d evon o essere collegati TUTTI i tun nel



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Sequence I sottodiagrammi vengono eseguiti uno dopo l'altro Consente di fissare l'ordine di esecuzione di VI non dipendenti



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Sequence locals Passano dati da un frame al solo frame successivo

Si definiscono sul bordo della Sequence

Sequ ence local in us ci ta dal

Frame 1

Dati no n disponibi l i

Dati d isponibi l i



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Formula node- Imp lementazione di equazioni com plicate

- Variabi l i create sul bo rdo - I nom i del le var iabi l i sono case sensi t ive

- Ogni is t ruzione deve terminare con un pun to e virgola (; ) - per l 'elenco delle fun zioni dispo nibil i



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Formula Node: conditional branching

if (x >= 0) then y = sqrt(x)

else y = -99999.0

end if

Condition

Conditional Operator

True Condition

False Condition



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d lCorso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica

Formula Node: variabili temporanee

Si definiscono come uscite, ma non vengono collegate

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