Introducción a LabVIEW y proyectos eléctricos básicos basados en LabVIEW
La plataforma de desarrollo gráfico de LabVIEW ha demostrado ser una herramienta útil para la creación de prototipos y tiene muchas aplicaciones en una variedad de aplicaciones que incluyen control de instrumentación, sistemas de control y monitoreo integrados, adquisición y procesamiento de datos y sistemas automatizados de prueba y validación.
LabVIEW incluye cientos de bibliotecas prediseñadas para ayudarlo a crear sistemas flexibles y escalables, desde sistemas integrados funcionales hasta sistemas de prueba y medición de alto rendimiento.
¿Qué es LabVIEW?
LabVIEW medio lLaboratorio Ⅴactual Iinstrumento imageningeniería wbanco de roble Desarrollado por Instrumentos NacionalesEs una poderosa herramienta de programación que proporciona soluciones de software para sistemas científicos y de ingeniería. LabVIEW es un lenguaje de programación gráfico donde el flujo de datos determina la ejecución del programa, a diferencia de los lenguajes de programación basados en texto donde las instrucciones (líneas de texto) determinan la ejecución del programa.
Con LabVIEW, puede usar un conjunto de herramientas y objetos para construir interfaces de usuario conocidas como paneles frontales. Luego use la representación gráfica de la función para permitir que los usuarios agreguen código al diagrama de bloques. Por lo tanto, el código del diagrama de bloques controla los objetos del panel frontal de acuerdo con las estructuras de control implementadas. Por lo tanto, los usuarios pueden crear soluciones personalizadas de adquisición, prueba, medición y control de datos para diversas necesidades de aplicaciones.
LabVIEW está integrado para comunicarse con una variedad de dispositivos de adquisición de datos, incluidos GPIB, PXI, VXI, RS-232, RS-485 y dispositivos basados en USB. También proporciona el Internet de las cosas utilizando el servidor web LabVEW y estándares de software como TCP/IP y ActiveX.
instrumento virtual
Los programas de LabVIEW se llaman instrumentos virtuales o simplemente VIs. Esto se debe a que el programa se comporta y parece un instrumento físico como un multímetro o un osciloscopio.
Un VI consta de tres componentes: panel frontal, Diagrama de bloques y Panel de iconos y conectoresUn panel frontal consta de controles e indicadores que sirven como interfaz de usuario, y los diagramas de bloques contienen el código fuente de los VI. Los iconos y paneles de conectores son representaciones visuales de VIs que consisten en entradas y salidas. Este panel de íconos y conectores le permite usar un VI como un subVI en otro VI (un VI dentro de otro VI se llama subVI).
panel frontal:
La siguiente figura muestra el panel frontal de un VI con varios controles e indicadores. Sirve como interfaz de usuario para sus VI y le permite desarrollar entradas y salidas interactivas para su aplicación. Los controles en LabVIEW incluyen perillas, diales, botones pulsadores, controles numéricos e interruptores booleanos. Los controles actúan como dispositivos de entrada que pasan datos al diagrama de bloques.
Un indicador es una terminal de salida de un VI que muestra un valor de salida. Los indicadores incluyen indicadores numéricos, calibres, LED, gráficos y otras pantallas. Los indicadores actúan como dispositivos de salida que recuperan y muestran datos del diagrama de bloques.
Tanto los controles como los indicadores se pueden seleccionar desde una paleta de control disponible solo en el panel frontal. Haga clic derecho en cualquier parte del panel frontal para mostrar el panel de control.
Diagrama de bloques
La siguiente figura muestra el diagrama de bloques que acompaña al panel frontal de arriba. Contiene código fuente gráfico para VIs que usan representaciones gráficas de funciones que controlan objetos del panel frontal. Un diagrama de bloques consta de objetos del panel frontal como terminales y también varias funciones (numéricas, booleanas, de comparación, matriz, temporización, etc.) y estructuras (bucle while, bucle for, construcción de casos, etc.).
Todos los indicadores o controles del panel frontal constan de terminales correspondientes en el diagrama de bloques. Por lo tanto, se combinan con diferentes funciones para implementar aplicaciones de control.
Puede seleccionar estas funciones y estructuras desde la paleta Funciones disponible solo en diagramas de bloques. Haga clic con el botón derecho en cualquier parte del espacio de trabajo del diagrama de bloques para mostrar la paleta Funciones.
En el diagrama de bloques anterior, la estructura rectangular exterior representa el ciclo while y la estructura rectangular interior representa la estructura case. Las líneas naranja, azul y verde representan los cables que pasan datos del control al indicador. Estos objetos y estructuras en el diagrama de bloques representan el código para su VI.
Puede ejecutar, pausar o detener este VI presionando varios botones (flechas o botones de ejecución, botones de pausa y parada, etc.) en la paleta en la parte superior de la ventana.
Proyecto LabVIEW
LabVIEW es la plataforma ideal para la creación de prototipos, el diseño y el desarrollo de múltiples proyectos en una variedad de disciplinas, que incluyen electricidad, mecánica, procesamiento de señales, electrónica, medición y control, biomédica y aeroespacial.
Con las ventajas de la codificación gráfica y los bloques funcionales avanzados, LabVIEW le brinda la flexibilidad para diseñar soluciones para varios proyectos con un mínimo de tiempo y esfuerzo. A continuación se muestran algunos proyectos basados en LabVIEW relacionados con el dominio eléctrico.
Relé de sobrecarga térmica usando LabVIEW
El propósito de este proyecto es usar LabVIEW y el módulo DAQ para monitorear y controlar el comportamiento de las máquinas eléctricas en respuesta a la sobrecarga térmica. Aquí, las entradas y salidas del VI DAQ dado se han omitido para comodidad del lector, por lo que solo se crea el modelo de simulación.
La figura anterior muestra el panel frontal del relé de sobrecarga térmica VI. Los elementos de la izquierda se denominan controles y los elementos de la derecha se denominan indicadores.
Este panel frontal muestra los valores de varios parámetros de la máquina y la temperatura ambiente. Si la temperatura supera el límite seguro (temperatura ambiente de la máquina), da una indicación de disparo del relé. La siguiente figura muestra el disparo del relé cuando se supera la temperatura ambiente.
El código gráfico para este VI se implementa en el diagrama de bloques como se muestra a continuación. El diagrama de bloques representa la implementación real del proyecto. Aquí, el aumento de temperatura se calcula en función de la temperatura constante de la máquina (grados Celsius por kilovatio).
Así que hice una comparación de temperatura en el diagrama de bloques, comparando la temperatura real con la temperatura deseada (con límite de valor seguro). También puede implementar este código usando sensores de corriente y temperatura con el módulo DAQ para controlar su máquina en tiempo real.
Características de carga de un generador de derivación de CC autoexcitado en LabVIEW
Este es uno de los proyectos eléctricos básicos en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas Virtuales que trata sobre las características de una máquina bajo carga. La siguiente figura muestra el panel frontal de un VI, que consta de controles, indicadores y un gráfico de forma de onda.
La tensión de terminal, la corriente de campo y la corriente de carga (incluida la resistencia de inducido y de campo) actúan como entradas o controles, a partir de los cuales se calculan y grafican la corriente de inducido, la caída de inducido y el voltaje inducido por el generador. Como se muestra abajo.
El código fuente de este VI se muestra en el diagrama de bloques a continuación, y varias funciones matemáticas determinan los parámetros de salida en función de los parámetros de entrada. El diagrama de bloques pasa matrices de valores de datos (representados por líneas naranjas gruesas) a varias funciones matemáticas. Estas funciones determinan el orden adecuado de los resultados para pasar a gráficos e indicadores de matriz.
Simulación de circuitos de la serie RLC en LabVIEW
En este proyecto, implementaremos un circuito en serie RLC y determinaremos sus condiciones de resonancia utilizando el software LabVIEW. Los circuitos en serie RLC se utilizan en circuitos sintonizados, como circuitos osciladores, circuitos de filtro y circuitos sintonizados de radio y televisión.
En un circuito en serie RLC, la frecuencia a la que la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva son iguales se denomina frecuencia de resonancia. A la frecuencia de resonancia, las reactancias inductiva y capacitiva se cancelan y la impedancia iguala la resistencia, lo que da como resultado una corriente máxima.
Esta afirmación se demuestra en el proyecto de LabVIEW que se muestra a continuación. El panel frontal tiene controles e indicadores responsables de la entrada y adquisición de datos.
La siguiente figura muestra el código gráfico para el circuito RLC en serie en el diagrama de bloques. Los parámetros como la reactancia inductiva, la reactancia capacitiva, la impedancia y la corriente se determinan en el diagrama de bloques realizando operaciones matemáticas en las entradas dadas (inductancia, capacitancia y voltaje).
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