نرم افزار LabVIEW که مخفف عبارات Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench می باشد، یک زبان برنامه نویسی گرافیکی است که به صورت گسترده ای برای کاربردهای مختلفی در صنایع، تحصیلات، آموزش و تحقیقات آزمایشگاهی به عنوان یک مدل استاندارد برای جمع آوری و پردازش داده ها و همچنین وسیله ای جهت کنترل و شبیه سازی ابزارهای مجازی درآمده است.
این برنامه بر روی تمام سیستم های Hp, Sun SPARC, Macintosh و رایانه های شخصی تحت نرم افزارهای Windows 3.1 و Win95/NT/XP قابل اجراست.
این برنامه یک نرم افزار قدرتمند و قابل انعطاف جهت تجزیه و تحلیل سیستم های اندازه گیری است.
همان گونه که می دانید رایانه ها نسبت به ابزارهای اندازه گیری استاندارد از قابلیتهای بیشتری برخوردار هستند.
ایجاد یک برنامه در محیط LabVIEW بسیار ساده است.
ارتباط شهودی و مستقیم کاربری که در حال کار با labVIEW است نوشتن و استفاده از برنامه های موجود در این بسته نرم افزاری را بسیار جالب و سرگرم گننده می سازد.
عملکرد نرم افزار labVIEW کاملا از طبیعت ترتیبی و زنجیره ای موجود در زبانهای برنامه نویسی متنی متداول و مرسوم مجزاست و یک محیط گرافیکی را برای کاربر فراهم ساخته است.
در این راه از تمامی ابزارهای لازم جهت جمع آوری، پردازش و تحلیل داده ها و نمایش نتایج استفاده می شود.
به کمک این زبان برنامه نویسی گرافیکی که با «G» نشان داده می شود، در برنامه ی نوشته شده از یک نمودار بلوکی استفاده می شود و سپس این نمودار به کدهای ماشین تبدیل می گردد.
این نرم افزار برای موارد بیشماری از کاربردهای علمی و مهندسی، ایده آل و عملی است و به شما کمک می کند تا مسائل و مشکلات موجود در برنامه نویسی را در مدت زمان کوتاهی حل کنید.
مطالبی در مورد labVIEW
نرم افزار labVIEW آن چنان راه خود را در طیف وسیعی از کاربردها و برنامه های «ابزار مجازی» باز کرده است که به سختی می توان دریافت که به راستی این مسیر از کجا آغاز شده است.
همان گونه که از نام این نرم افزار استنباط می شود، این برنامه اولین بار از آزمایشگاه نشأت گرفته و هنوز هم در آزمایشگاههای مختلف در زمینه تحقیق و توسعه، پرطرفدار باقی مانده است.
کاربرد این نرم افزار پرانعطاف به آزمایشگاهها خاتمه نمی یابد.
رد پای این برنامه را میتوان در کلاسهای درسی دانشگاههای سراسر دنیا به خصوص در رشته های مختلفی از جمله مهندسی برق، مکانیک و فیزیک کاربردی یافت.
گستردگی labVIEW در زمینه ی آزمایشگاهها دارای ابعاد مختلفی است.
سیستم های «ابزار مجازی» نظیر labVIEW از لحاظ هزینه ی پایین آنها در زمینه ی سخت افزار و همچنین قابلیت انعطاف بالای آنها در زمینه ی نرم افزار کاملا معروف و شناخته شده اند.
بنابراین جای تعجب نیست که این سیستم ها تا به این حد عمومی و پرطرفدار هستند.
شاید بهترین دلیل برای گسترش کاربرد برنامه ی labVIEW، عمومی و فراگیر بودن آن است.
به عنوان مثال در صنایع گوناگون در مواردی که باید اندازه گیری هایی از قبیل دما انجام گیرد، می توان از این نرم افزار استفاده نمود.
این دما ممکن است دمای یک کوره، یک سیستم سردکننده مانند یخچال، یک محیط گلخانه ای، یک اتاق و یا یک دیگ سوپ باشد.
علاوه بر دما می توان موارد دیگری نظیر فشار، نیرو، جابه جایی، کشش، PH و ...
را نام برد.
از رایانه های شخصی به همراه نرم افزار labVIEW می توان ابزارهای اندازه گیری حقیقی را در محل های گوناگون به صورت مجازی شبیه سازی کرد.
با استفاده از labVIEW نه تنها اندازه گیری ها بسیار ساده تر انجام می گیرد، بلکه قادر خواهد بود کمیت اندازه گیری شده را تجزیه و تحلیل نموده، آ‹ را به نمایش درآورید و یا در صورت تمایل، آن را از طریق رایانه به هر نقطه از جهان ارسال نمایید.
نرم افزار labVIEW را می توان در حقیقت یک کانالیست فرض نمود که بین رایانه و کمیتهای اندازه گیری شونده ارتباط برقرار میکند.
مرحله ی بعدی پس از اندازه گیری و تحلیل هر کمیت، ایجاد تغییر و یا کنترل آن بر اساس نتایج به دست آمده و یا خواسته های ما از سیستم است.
به عنوان مثال پس از اندازه گیری دما لازم است که برای کنترل درجه ی حرارت محیط، یک سیستم گرم کننده یا سردکننده را در محیط فعال نمود.
در این حالت نرم افزار labVIEW باز به میدان می آید و انجام این عمل را ساده تر می سازد.
نظارت و کنترل فرآیند نیز از توانمندیها و قابلیتهای این نرم افزار است.
در برخی موارد این بسته ی نرم افزاری به طورمستقیم وظیفه ی نظارت و کنترل فرآیند را بر عهده دارد.
در برخی موارد نیز میتوان از کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر یا سیستم های PLC استفاده نمود که در این حالت سیستم به دست آمده را SCADA گویند.
در شکلهای زیر چند صفحه از سیستم HMI در یک کارخانه که با کمک نرم افزار labVIEW ساخته شده، نشان داده شده است.
این سیستم با PLC 500 کنترونیک به عنوان کنترلر اصلی در ارتباط می باشد و اطلاعات دریافتی از آن را در صفحات به روز می رساند و از طرفی فرمانهای اپراتوری را نیز به سیستم کنترل ارسال میکند.
تمامی المان های کنترل و نشان دهنده که در صفحه ی پانل قرار می گیرند در پالت Controls یا زیر پالت های آن قرار دارند.
اما اعداد ثابت، دستورها و ساختارهایی که در صفحه ی نمودار بلوکی مورد استفاده قرار می گیرند در پالت Functions یا زیر پالتهای آن وجود دارند.
پنجره ی Help حاوی اطلاعاتی در مورد دستورها، نحوه ی سیم کشی و برقرار نمودن ارتباط با المان های دیگر است.
از طریق منوی Help می توانید به اطلاعات مذکور دسترسی پیدا کنید.
در نرم افزار labVIEW می توان با انتخاب گزینه ی Help>> online References… و یا کلیک کردن بر روی دکمه ی Online Help در پنجره ی Help، به اطلاعات ارزشمندی دست یافت.
در نرم افزار labVIEW می توانید هر یک از برنامه ها را با ایجاد آیکن و کانکتور به عنوان زیربرنامه در برنامه های مراتب بالاتر مورد استفاده قرار دهید.
این زیربرنامه ها کاملا مدولار هستند و ویژگیهایی همچون سهولت در رفع اشکال و درک ساده تر عملکرد برنامه های پیچیده را به ارمغان می آورند.
اگر نمی توانید تمامی مطالب فوق را به خاطر بسپارید، جای هیچ نگرانی نیست.
زیرا به تدریج و در حین انجام تمرینات با این مطالب به طور کامل آشنا خواهید شد.
اگر نمی توانید تمامی مطالب فوق را به خاطر بسپارید، جای هیچ نگرانی نیست.
زیرا به تدریج و در حین انجام تمرینات با این مطالب به طور کامل آشنا خواهید شد.
تمرینات اضافی تمرین 3-3، آموزش labVIEW در این تمرین قصد داریم با مراجعه به لوح فشرده ی همراه این کتاب، مطالبی در در مورد نرم افزار labVIEW بیاموزیم.
1- نرم افزار labVIEW را بارگذاری کنید.
در این حالت پنجره ای مطابق شکل 39-3 ظاهر می شود.
2- لوح فشرده را در داخل گرداننده قرار داده، سپس بر روی دکمه ی labVIEW Tutorial کلیک کنید.
در این حالت در مورد معرفی و کاربردهای این نرم افزار توضیحاتی به صورت صوتی و تصویری ارائه می شود.
از این آموزش لذت ببرید.
تمرین 4-3: جستجوی مثالها و برنامه ها در محیط labVIEW 1- نرم افزار labVIEW را بارگذاری کنید.
در این حالت پنجره ای مطابق شکل 39-3 باز می شود.
2- سپس بر روی دکمه ی Search Examples کلیک کنید.
در این حالت پنجره ای مطابق شکل 40-3 ظاهر می گردد.
3- اکنون یکی از موضوعات مندرج در شکل 40-3 را انتخاب نموده، سپس توضیحات و مثالهای مربوط را ملاحظه کنید.
همان گونه که قبلا نیز عنوان شد با مطالعه ی مثالها و برنامه های نوشته شده در محیط labVIEW می توان به نکاتی بسیار ارزشمند دست یافت.
تمرین 5-3: فراگیری برنامه نویسی با استفاده از تمرینات 1- گزینه ی Help >>Online References … را انتخاب کنید.
2- پس از ظاهر شدن پنجره ی محاوره ای labVIEW، گزینه ی Leam labVIEW with Activities را از این پنجره انتخاب نمایید.
در این حالت یک پنجره ی محاوره ای مطابق شکل 41-3 ظاهر می گردد.
3- تمرینات موجود در این بخش را به دقت بررسی کنید و پس از مطالعه ی هر فصل تمرینات مربوط به آن را گام به گام دنبال نمایید.
تمرین 6-3: شناخت نرم افزار labVIEW 1- لوح فشرده ی همراه این کتاب را در داخل گرداننده قرار داده، سپس فایل Manuals>> Quckstrt.pdf را باز کنید.
2- مطالب مندرج در این فایل را به دقت مطالعه نموده، مراحل عنوان شده در آن را برای ایجاد یک برنامه در محیط labVIEW دنبال کنید.
به دلیل اینکه توضیحات مندرج در این فایل با توجه به نسخه های قبلی ارائه شده است، ممکن است منوها، گزینه ها و همچنین پالت های شناور موجود در شکلهای ترسیم شده در این فایل، با آنچه که شما بر روی صفحه ی نمایشگر رایانه ی خود مشاهده می کنید اندکی متفاوت باشد.
سه تمرین اخیر در حقیقت خودآموز محیط برنامه نویسی labVIEW محسوب میشوند.
در لوح فشرده ی همراه این کتاب مطالب بسیار ارزشمند دیگری وجود دارد.
بنابراین سعی کنید با مطالعه ی این مطالب برنامه نویسی در محیط labVIEW را به سرعت فرا گیرید.
به شما تبریک می گوییم.
تا این مرحله تعدادی از دستورهای مهم و اساسی و همچنین جزییات صفحات پانل و نمودار بلوکی را فرا گرفته اید.
شناخت بسته ی نرم افزاری labVIEW در این فصل اصول عملکرد و قابلیتهای نرم افزار labVIEW را مورد بررسی قرار می دهیم و سعی می کنیم با این محیط برنامه نویسی گرافیکی آشنا شویم.
در این فصل اهداف زیر دنبال می شوند: شناخت واقعی نرم افزار labVIEW درک مفهوم زبان برنامه نویسی گرافیکی و اصل جریان داده.
بررسی مثالهای مقدماتی.
شناخت محیط برنامه نویسی labVIEW.
اصطلاحات کلیدی موجود در این فصل عبارتند از: labVIEW زبان برنامه نویسی «G» ابزار مجازی (VI: Virtual Instrument)) جریان داده (Data Flow) زبان برنامه نویسی گرافیکی (Graphical Programming) صفحه ی پانل (Front Panel) نمودار بلوکی (Block Diagram) آیکن (Icon) کانکتور (Connector) نوار ابزار (Toolbar) سلسله مراتب (Hierarchy) محیط برنامه نویسی labVIEW شاید بسیار علاقه مند باشید که قبل از شروع به کار با نرم افزار labVIEW به اهمیت این نرم افزار پی ببرید و دریابید که به کمک این برنامه می توانید چه اعمالی انجام دهید و متقابلا این نرم افزار چه کارهایی را برای شما انجام می دهد؟
labVIEW مخفف عبارات Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench می باشد و یک محیط برنامه نویسی است که به کمک آن قادر خواهید بود تا برنامه ی موردنظر را به صورت گرافیکی ایجاد نمایید.
با توجه به این قابلیت، تفاوت این نرم افزار با سایر زبانهای برنامه نویسی متداول نظیر BASIC و C که در آنها برنامه به صورت متنی نوشته می شود، مشخص می گردد.
با این وجود نرم افزار labVIEW فراتر از یک زبان برنامه نویسی است.
این بسته ی نرم افزاری، برنامه ای پیشرفته و قابل اجرا برای استفاده ی محققان، مهندسان و کارشناسانی است که طراحی و برنامه نویسی سیستم ها را بر عهده دارند.
این برنامه در رایانه های شخصی تحت نرم افزار Windows و همچنین در سیستم های HP, Mac, Sun SPARC قابل اجراست.
با استفاده از زبان برنامه نویسی قدرتمند «G» و با کمک labVIEW می توانید استعداد برنامه نویسی خود را شکوفا کنید.
این نرم افزار به گونه ای طراحی شده است که قابلیت اندازه گیری، تجزیه و تحلیل داده ها ونمایش نتایج را یک جا و با هم برای کاربرد به همراه دارد.
بنابراین نوشتن برنامه هایی که با استفاده از زبانهای برنامه نویسی رایج و متداول در عرض چندین هفته و یا چند ماه انجام می گیرد، به کمک labVIEW در عرض چند ساعت به پایان می رسد.
همچنین به دلیل اینکه این بسته ی نرم افزاری قابلیت برقراری ارتباط گرافیکی چند جانبه با کاربر را داراست، برنامه نویسی در این محیط بسیار ساده است.
این نرم افزار برای مقاصد شبیه سازی، به ظهور رساندن ایده ها، برنامه نویسی عادی و حتی تدریس و تفهیم مفاهیم اساسی برنامه نویسی کاملا ایده آل است.
به دلیل اینکه برنامه ی نوشته شده در این محیط بر پایه ی نرم افزار استوار است، می توان از قابلیتهای نرم افزاری آن استفاده نمود.
به همین دلیل نسبت به تجهیزات استاندارد و آزمایشگاهی از قابلیت انعطاف و کاربرد بیشتری برخوردار است.
با کمک labVIEW قادر خواهید بود تا دقیقا تجهیزات اندازه گیری موردنیاز خود را به صورت مجازی ایجاد کنید.
این عمل مطمئنا از لحاظ هزینه به مراتب کمتر از هزینه های مربوط به خرید، تجهیز و نصب وسایل اندازه گیری حقیقی خواهد بود.
در صورتی که به تجهیزات اندازه گیری دیگری نیاز باشد به کمک این نرم افزار می توانید در عرض چند دقیقه برنامه ها را تغییر دهید و آنها را اصلاح نمایید.
بنابراین استفاده نمودن از labVIEW، منجر به صرفه جویی در زمان صرف شده برای برنامه نویسی و هزینه