LabVIEW Fundamentals: Bouw Simpele Elektrische Projecten Met Vertrouwen

Inleiding Tot LabVIEW En Basis LabVIEW Gebaseerde Elektrische Projecten

Als een bewezen nuttig hulpmiddel voor prototyping, levert het LabVIEW grafische ontwikkelplatform talloze oplossingen voor een grote verscheidenheid aan toepassingen zoals instrumentatiebesturing, ingebedde monitoring- en regelsystemen, data-acquisitie en -verwerking, automatische test- en validatiesystemen, etc.

LabVIEW bevat honderden voorgebouwde bibliotheken die helpen flexibele en schaalbare systemen te creëren van functionele ingesloten systemen tot hoge prestaties test- en meet systemen.

Wat Is LabVIEW?

LabVIEW staat voor Laboratorium Virtueel Instrument Engineering Werkbank en is ontwikkeld door National Instruments. Het is een krachtig programmeerhulpmiddel dat softwareoplossingen geeft voor wetenschappelijke en technische systemen. LabVIEW is een grafische programmeertaal waarin gegevensstroom de uitvoering van het programma bepaalt, in tegenstelling tot tekstgebaseerde programmeertalen waar instructies (regels tekst) de programmeeruitvoering bepalen.

LabVIEW stelt u in staat een gebruikersinterface te bouwen wat bekend is als frontpanel met behulp van een set tools en objecten. En stelt de gebruiker dan in staat code toe te voegen op blokdiagram met behulp van grafische weergave van de functies. Dus de code op het blokdiagram controleert de frontpanel objecten afhankelijk van de geïmplementeerde regelsstructuur. Zo kan de gebruiker aangepaste data-acquisitie, test, meet- en regelingoplossingen bouwen voor een verscheidenheid aan toepassingsbehoeftes.

LabVIEW is geïntegreerd voor communicatie met diverse data-acquisitie apparaten zoals GPIB, PXI, VXI, RS-232, RS-485 en USB-gebaseerde apparaten. En biedt ook internet of things met LabVIEW webserver en softwarestandaarden zoals TCP/IP en ActiveX.

Virtuele Instrumenten

De programma's in LabVIEW worden virtuele instrumenten of simpelweg VI's genoemd, omdat de werking en uiterlijk van de programma's lijken op fysieke instrumenten zoals multimeters en oscilloscopen.

Een VI bestaat uit drie componenten, namelijk, frontpanel, blokdiagram en icoon & connectordeel. Het frontpanel bestaat uit besturingselementen en indicatoren die dienen als gebruikersinterface, en het blokdiagram bevat de broncode voor de VI. Het icoon en connectordeel is een visuele weergave van de VI bestaande uit in- en uitgangen. Dit icoon en connectordeel stelt de VI in staat om in een andere VI als subVI gebruikt te worden (een VI binnen een andere VI heet subVI).

Frontpanel:

De onderstaande figuur toont het frontpanel van een VI bestaande uit diverse besturingselementen en indicatoren. Het fungeert als de gebruikersinterface van de VI zodat interactieve in- en uitgangsterminals ontwikkeld kunnen worden voor een toepassing. Besturingselementen in LabVIEW omvatten knopen, wijzers, drukknoppen, numerieke besturingen, en Booleaanse schakelaars. Besturingselementen fungeren als invoerapparaten die de gegevens naar het blokdiagram doorgeven.

Indicatoren zijn uitgangsterminals van een VI, die de uitgangswaarde weergeven. Sommige indicatoren omvatten numerieke indicatoren, meters, LEDs, grafieken en andere displays. Indicatoren fungeren als uitvoerapparaten die de gegevens van het blokdiagram verkrijgen en weergeven.

Zowel besturingselementen als indicatoren kunnen geselecteerd worden uit de controlepallette die alleen op het frontpanel beschikbaar is. Door een rechtermuisklik overal op het frontpanel, verschijnt het controlepaneel.

Blokdiagram

De onderstaande figuur toont het blokdiagram dat bij het bovenstaande frontpanel hoort. Het bevat de grafische broncode voor de VI met behulp van grafische weergaven van functies om frontpanel objecten te controleren. Het blokdiagram bestaat uit frontpanel objecten als terminalen en diverse functies (zoals numeriek, Booleaans, vergelijking, array, timing, etc.) en structuren (zoals while-lus, for-lus, case-structuur, etc.).

Elke indicator of besturing op het frontpanel bestaat uit een corresponderende terminal op het blokdiagram. Dus deze zijn bedraad met diverse functies om een regelingtoepassing te implementeren.

Deze functies en structuren kunnen geselecteerd worden uit de functiepallette die alleen op het blokdiagram beschikbaar is. Door een rechtermuisklik overal op de werkruimte van het blokdiagram, verschijnt de functiepallette.

In het bovenstaande blokdiagram vertegenwoordigt de buitenste rechthoekige structuur een while-lus en de binnenste de case-structuur. De oranje, blauwe en groene lijnen geven de draden aan die de gegevens van besturingen naar indicatoren doorgeven. Deze objecten en structuren op het blokdiagram vertegenwoordigen de code voor de VI.

Deze VI kan uitgevoerd, gepauzeerd of gestopt worden door op diverse knoppen te drukken (zoals pijl of run-knop, pauze en stopknoppen) gelegen in de pallette langs de bovenkant van het venster.

LabVIEW Projecten

LabVIEW is een ideaal platform voor prototyping, ontwerpen en ontwikkelen van diverse projecten gerelateerd aan een brede verscheidenheid aan domeinen waaronder elektrisch, mechanisch, signaalverwerking, electronica, instrumentatie en regeling, biomedisch en luchtvaart.

LabVIEW biedt flexibiliteit om oplossingen te ontwerpen voor diverse projecten met minimale tijd en inspanning door het voordeel van grafische codering en geavanceerde functieblokken. De volgende zijn enkele van de LabVIEW-gebaseerde projecten gerelateerd aan het elektrisch domein.

Thermische Overbelasting Relais Met LabVIEW

Het doel van dit project is om de werking van een elektrische machine te monitoren en te regelen tegen thermische overbelasting met behulp van LabVIEW en DAQ-module. Hier in de gegeven VI zijn DAQ in- en uitgangen weggelaten voor gemak van begrip voor de lezer en dus is alleen een simulatiemodel ontwikkeld.

De bovenstaande figuur toont het frontpanel van thermische overbelasting relais VI waarop linkerkantelementen besturingselementen heten en rechterkantelementen indicatoren.

Dit frontpanel toont de diverse parameterwaarden en omgevingstemperatuur van de machine. Het geeft de relaisafschakelindicatie zodra de temperatuur de veilige limiet overschrijdt (omgevingstemperatuur van de machine). De afschakeling van de relais voor overschrijding van de omgevingstemperatuur is in onderstaande figuur getoond.

De grafische code voor deze VI is geïmplementeerd op het blokdiagram zoals hieronder getoond. Het blokdiagram vertegenwoordigt de daadwerkelijke implementatie van het project. Hier wordt de temperatuurstijging berekend op basis van de temperatuurconstante (graden Celsius per kilowatt) van de machine.

Dus de temperatuurvergelijking is gemaakt op het blokdiagram om de werkelijke en gewenste (ingestelde limiet voor een veilige waarde) temperaturen te vergelijken. Het is ook mogelijk om deze code te implementeren met behulp van stroom- en temperatuursensoren samen met DAQ-module om real-time regeling van de machine te hebben.

Belastingkarakteristieken Van Een Zelfopwekkende DC-shunt Generator In LabVIEW

Het is een van de basiselektrische projecten onder virtuele elektriciteitsmachine laboratorium wat te maken heeft met machinekarakteristieken wanneer het belast is. De onderstaande figuur toont het frontpanel van de VI bestaande uit besturingen, indicator en golfvormgrafiek.

De klemspanning, veldstroom en laststroom (inclusief anker- en veldweerstanden) fungeren als invoer of besturingen en uit deze data worden ankerstroom, ankerverlies en geïnduceerde spanning in de generator berekend en weergegeven in de grafiek alsook numerieke indicatoren zoals in onderstaande figuur getoond.

De broncode voor deze VI is getoond in het blokdiagram hieronder waarin diverse wiskundige functies de uitgangsparameters bepalen op basis van de invoerparameters. In het blokdiagram wordt een array van datagewaarden (voorgesteld met dikke oranje lijnen) doorgegeven aan de verschillende wiskundige functies. Deze functies bepalen de geschikte array van resultaten die vervolgens aan de grafiek en array-indicatoren worden doorgegeven.

Simulatie Van RLC Serie Circuit In LabVIEW

Dit project implementeert RLC serie circuit en bepaalt de resonantieconditie met behulp van LabVIEW software. RLC serie circuits worden gebruikt in afstemcircuits zoals oscillator circuits, filter circuits, radio en televisie afstemcircuits.

In RLC serie circuit is de frequentie waarbij de inductieve reactantie gelijk is aan de capacitieve reactantie de resonantiefrequentie. Op de resonantiefrequentie zullen de inductieve reactantie en capacitieve reactantie elkaar annuleren wat de impedantie gelijk maakt aan de weerstand en dus de stroom een maximumwaarde zal zijn.

Deze stelling wordt bewijzen met het LabVIEW project hieronder. Het frontpanel heeft besturingen en indicatoren die verantwoordelijk zijn voor datainvoer en data-acquisitie.

De onderstaande figuur geeft de grafische code voor het serie RLC circuit op het blokdiagram. Door het uitvoeren van wiskundige operaties op de gegeven invoeren (inductie, capaciteit en spanning), worden parameters zoals inductieve reactantie, capacitieve reactantie, impedantie en stroom bepaald in het blokdiagram.U kunt ook lezen:

• Wat is Arduino en Hoe Programmeer Je Het?
• Hoe Een PCB Te Ontwerpen (Stap-voor-stap & Beeldvormende Weergaven)
• Hoe PIC18 Microcontroller Te Programmeren In C. Stap-voor-stap Tutorial
• Must Have iOS App Voor Elektrotechnicus
• 15+ Must Have Android Apps Voor Elektrotechnicus/Studenten
• 10+ Ontwerp & Simulatie Tools Voor Elektrotechnici/Elektronici Online