Corso di Misure per l Automazione e la Produzione Industriale

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1 Corso di Misure per l Automazione e la Produzione Industriale

2 IL LABVIEW

3 LabView Ambiente di sviluppo grafico: - Codice - Interfaccia utente Modulare Compilatore 32 bit Elevato numero di funzioni Librerie per la gestione della strumentazione Librerie per l'acquisizione dati Possibilità di includere routine in altro linguaggio

4 Librerie di funzioni Calcolo, confronto, cicli di controllo Operazioni su aggregati di dati (stringhe, array,...) I/O su file Gestione strumentazione (RS232, 488, VXI,...) Acquisizione dati Analisi (Generazione ed elaborazione segnali, Statistica, Fitting, Algebra lineare,...) Comunicazione (DDE, TCP/IP, ActiveX)

5 Virtual Instrument (VI) Il Front Panel Il Block Diagram L icona/connettore

6 Il Front Panel E l interfaccia utente dell applicazione Contiene: - Controlli (input) - Indicatori (output)

7 Elementi del Front Panel Icona/Connettore Toolbar Controllo numericol Controllo Knob Legenda Etichetta Indicatore Chart

8 Il Block Diagram - E il codice sorgente dell applicazione (in Linguaggio G) - Controlli e indicatori del pannello appaiono come Terminali - Nodi o funzioni: ricevono dati dai connettori di ingresso e forniscono dati su quelli in uscita

9 Elementi del Block Diagram Indicatore Terminale Controllo Terminale Esempio 1 Costante numerica Nodo Somma

10 Dataflow programming Un nodo è eseguito quando i dati sono disponibili a TUTTI i suoi terminali di ingresso Un nodo fornisce i dati ai suoi terminali di uscita quando è terminata la sua esecuzione Se non esiste dipendenza tra due nodi, l ordine con cui verranno eseguiti non è prevedibile!

11 Il modello di programmazione di LabView è... Data driven e non è... Control driven Event driven Object oriented

12 Dataflow programming Un filo collega un unica sorgente di dati con uno o più nodi Il colore e lo spessore del filo individuano il tipo di dato Scalar Array 1D Array 2D Numeri Arancione (floating point) Blu (interi) Booleani Verde Stringhe Viola

13 L ambiente di sviluppo: Le palette Palette delle Funzioni (Diagramma) Palette dei Controlli (Pannello)

14 L ambiente di sviluppo: la Toolbar Debugging Stop Continuous Run Run

15 L ambiente di sviluppo: i Tool Tastiera: Tab Spazio Operating: Inserimento dati Positioning: Posizionamento e ridimensionamento Labeling: Gestione etichette Wiring: Collegamento (nel Block Diagram) Object pop-up: Menu dell'oggetto Scrolling: Scorrimento della finestra Breakpoint: Inserimento stop (debug) Probe: Visualizzazione dati nei fili (debug) Color copy: Copia di un colore Coloring: Per colorare un oggetto

16 Combinazioni di tasti <Ctrl-R> Esegue il VI <Ctrl-E> Mostra pannello/diagramma <Ctrl-H> Finestra di context help <Ctrl-B> Cancella fili interrotti <Ctrl-F> Contenuto della memoria <Tab> e <Spazio> Tools <Shift> Incremento/decremento veloce

17 Tecniche di debugging Click sulla freccia spezzata: Info sull errore Highlighting button: Esecuzione animata Probe: Mostra il valore dei dati mentre scorrono lungo i fili Breakpoint: ferma l esecuzione quando i dati sono disponibili sul filo Single Step: Esecuzione passo-passo Step Over: Esecuzione passo-passo, non entra nei nodi Step Out: Esecuzione passo-passo, esce dai nodi nei quali è entrato

18 SubVI Un VI può essere usato nel Block Diagram di un altro VI di livello più alto Nel VI chiamante, un SubVI è rappresentato con la sua icona

19 Disegno dell icona Associazione di controlli e indicatori alle caselle del connettore Realizzazione di un SubVI Salvataggio su disco

20 Chiamata ad un SubVI Functions >> Select a VI Trascinare l icona sul diagramma chiamante Esempio 2

21 Il ciclo while Da Functions >> Structures Iteration terminal Qui va il codice da iterare Ripetere? Conditional terminal " Il ciclo termina quando si fornisce FALSE al conditional terminal " Il codice è eseguito almeno una volta " L'iteration terminal dà il numero di iterazioni raggiunto

22 Ciclo while: esempio Esempio 3

23 Label Waveform chart Legenda Palette

24 Visualizzazione con waveform chart Ad ogni iterazione il waveform chart riceve uno scalare Esempio 4

25 Tipi numerici e conversioni " Interi con segno: I8, I16, I32 " Interi senza segno: U8, U16, U32 " In virgola mobile: SGL (32), DBL (64), EXT " Complessi Coercion dot I 16 DBL DBL

26 Ciclo while temporizzato Esecuzione di azioni ad intervalli prestabiliti Impegno limitato di risorse Adeguamento ai tempi di risposta dell'utente

27 Grafici multiple plot Bundle (nella palette Functions >> Cluster): assembla i suoi ingressi in un unico cluster Un cluster è una struttura che raccoglie più elementi in un nuovo tipo di dato

28 Shift Registers Trasferiscono dati da una iterazione alla successiva Si inseriscono con un right-click sul bordo del loop Il terminale destro conserva il dato alla fine della iterazione Il terminale sinistro fornisce il dato alla iterazione successiva Inizializzazione Da passo precedente Per il prossimo passo

29 Esempio 5 Shift Registers: esempio

30 Shift Registers 1 loop prima 2 loop prima 3 loop prima L'ultimo valore va passato qui Si possono aggiungere altri shift register per ottenere valori di iterazioni precedenti

31 Esempio: Running average

32 Il ciclo for Numero di iterazioni da eseguire Numero corrente di iterazioni Esegue il codice al suo interno un numero prestabilito di volte

33 Arrays " Collezioni di elementi (dati) dello stesso tipo " Una o più dimensioni, fino a 2 31 elementi per dimensione " Si accede agli elementi con un indice per dimensione " Il primo elemento ha sempre indice 0 Indice array di 10 elementi Array bidimensionale

34 1. Selezionare Array dalla palette dei controlli Controlli e indicatori per gli array 2. Inserire un controllo del tipo desiderato nella Array Shell Add Dimension per 2D arrays Procedura analoga per le costanti array

35 Autoindexing Il loop accumula l'array al suo margine Auto-Indexing abilitato (Default nel For) 1 D a r r a y Auto-Indexing disabilitato (Default nel While) Scalare risultato dell'ultima iterazione

36 Creazione di array 2D 1D array # righe # colonne D array Il loop interno crea gli elementi di ogni riga Il loop esterno sovrappone le righe

37 Autoindexing e lettura di array Non deve essere impostato direttamente Il ciclo viene eseguito per un numero di volte pari al numero di elementi dell'array collegato

38 Funzioni per gli array (1) Array Number of Elements element dimension size Initialize Array initialized array Esempio 6

39 Funzioni per gli array (2) array Elemento Array Elemento Array Build Array Array con il nuovo elemento accodato La funzione Build Array è resizable Nuovo array 1D Array 1D Array D Array Dal menu di contesto: change to element change to array 1D Array 1D Array D Array

40 Funzioni per gli array (3) array index(0) length subarray Array Subset Array Index Length Array Subset array index element Array Index 2 Element 5 Index Array 2D Array Row Index Column Index 0 2 Element 5

41 Funzioni per gli array (4) Index array Estrae una colonna Dal menu di contesto della Index Array: " Add dimension " Disable input Estrae una riga

42 Polimorfismo Ingressi delle funzioni di tipo diverso " Comportamento dipendente dal tipo degli ingressi Tutte le funzioni aritmetiche sono polimorfiche Combinazione Scalare + Scalare Risultato Scalare Array + Scalare Array Array + Array Array Array + Array Array

43 Waveform Graph Tracciano un array di valori numerici rispetto all'indice Legenda Palette Esempio 7

44 Single-Plot Waveform Graph 1D Array Terminale del Waveform Graph (è un Array 1D) 1 D A r r a y Terminale del Waveform Graph (è un Cluster) " X0 è il valore iniziale per le ascisse " deltax è la distanza orizzontale tra i punti del grafico

45 Multiple-Plot Waveform Graph Build Array 1 D A r r a y s 2D array Terminale del Waveform Graph (è un Array 2D) clusters cluster array Terminale del Waveform Graph (è un Array di Cluster) Esempio 8

46 XY Graph Traccia un array rispetto ad un altro Single-plot XY Graph Multi-plot XY Graph

47 I Cluster " Combinano più strutture dati in un nuovo tipo dati " Possono contenere elementi di tipo diverso " Si possono definire costanti, controlli e indicatori di tipo Cluster " L'ordine degli elementi è importante Unbundle

48 Altre funzioni per i Cluster Modifica di un elemento di un Cluster:

49 La struttura Case " Solo un sottodiagramma viene eseguito " Il valore passato al selettore determina il codice da eseguire " Il selettore può essere booleano, numerico o stringa Selettore booleano: if...then...else Esempio 9

50 Ingressi ed uscite del case (tunnel) Tunnel di uscita " In TUTTI i case devono essere collegati TUTTI i tunnel

51 La struttura Case " Con selettori di tipo numerico o stringa si possono gestire scelte multiple " Add Case dal menu di contesto per aggiungere nuove scelte " Un Case deve essere quello di default Esempio 10

52 Menu di scelta " I controlli List & Ring associano un intero ad una voce selezionabile

53 La struttura Sequence " I sottodiagrammi vengono eseguiti uno dopo l'altro " Consente di fissare l'ordine di esecuzione di VI non dipendenti Esempio 11

54 Sequence Locals Passano dati da un frame al solo frame successivo Si definiscono sul bordo della Sequence Esempio 12 Dati non disponibili Sequence local in uscita dal Frame 1 Dati disponibili

55 Formula Node - Implementazione di equazioni complicate - Variabili create sul bordo - I nomi delle variabili sono case sensitive - Ogni istruzione deve terminare con un punto e virgola (;) - <Ctrl-H> per l'elenco delle funzioni disponibili Esempio 13

56 Formula Node: Conditional Branching if (x >= 0) then y = sqrt(x) else y = end if Conditional Operator False Condition Condition True Condition

57 Formula Node: Variabili temporanee " Si definiscono come uscite, ma non vengono collegate

58 Le Stringhe Una stringa è una sequenza di caratteri Ogni carattere ha una corrispondente codifica numerica in byte (8 bit) secondo lo standard ASCII I primi 32 dei 256 caratteri ASCII non sono visualizzabili (controllo) Gli ultimi 128 caratteri costituiscono il set esteso Impieghi: visualizzazione di messaggi, I/O su file, controllo di strumentazione Esistono controlli e indicatori di tipo stringa Stringa: V D C # ASCII:

59 Display Modes per gli indicatori stringa Normal display Password display \ code display Hex display Backslash codes per alcuni caratteri di controllo: \b backspace \s spazio \r return (CR) \n new line (LF) \t tab Esempio 14

60 Funzioni per le stringhe (1) String Length String Length = 20 Concatenate Strings Strings The quick brown fox jumped over the lazy dog. Concatenated String Esempio 15

61 Funzioni per le stringhe (2) String Subset String Length Offset DC Substring Match Pattern quick brown fox

62 Funzioni per le stringhe (3) Format Into String ( è resizable ) Scan From String ( è resizable ) Esempio 16

63 Simulazione di segnali Generatore di 1) Onda Sinusoidale 2) Onda quadra 3) Onda Trinagolare 4) Onda a rampa

64 Simulazione di segnali GET WAVEFORM COMPONENTS BUILD WAVEFORM Esempio 17

65 Analisi di segnali Misure nel dominio del tempo e della frequenza

66 Analisi di segnali Esempio 18