分布式測量用LabVIEW

隨著(zhù)LabVIEW 7 Express的發(fā)布，National Instrument相繼推出一系列工具，使分布式監控系統更集成化、更快更容易開(kāi)發(fā)，而且可以跨平臺操作。分布式系統由特定的計算節點(diǎn)組成，這些節點(diǎn)由軟件相連接而成一個(gè)整體。例如，使用者可能需要將邏輯控制器中的數據與遠端工廠(chǎng)、另一家工廠(chǎng)甚至其他國家的數據采集系統的數據共享。通常這些綜合性的工作是由中央服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)、GPIB或串口連接各個(gè)特定的節點(diǎn)完成的。典型的分布式系統包括下列元件：
●  若干個(gè)測試系統，傳輸數據至中央控制機房
●  數據采集系統，直接傳送數據至PDA，再由PDA無(wú)線(xiàn)傳輸到中央主機
●  傳感器，直接通過(guò)以太網(wǎng)傳送數據至服務(wù)器
LabVIEW 7 Express和LabVIEW 7 Real-Time(實(shí)時(shí))模塊、DSC(數據記錄和監控)模塊、PDA和FPGA模塊幫助使用者有效的集成分布式監控系統，并能夠擴展到“可重構I/O板卡”的FPGA模塊上運行。運用以上模塊以及LabVIEW 7 Express的新特性迅速得創(chuàng )建高集成性的分布式監控應用程序將不再是件難事。

編程運算節點(diǎn)
LabVIEW和National Instruments一直是虛擬儀器的領(lǐng)導者，虛擬儀器技術(shù)將各種不同的信號和數據置于PC環(huán)境下。不論是通過(guò)PLC、GPIB儀器還是數據采集卡，都可將數據傳輸到PC，然后直接進(jìn)行分析或寫(xiě)入數據庫以供將來(lái)分析使用。最新發(fā)布的LabVIEW將虛擬儀器的運行環(huán)境拓展到了PDA與可編程I/O卡上的FPGA。
運用LabVIEW 7的PDA模塊編譯的LabVIEW程序，可在PDA上運行，并通過(guò)802.11b,TCP或UDP等網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議連接不同的測試系統。然后可將PDA中的數據文件同步更新到PC上，做進(jìn)一步分析。
使用LabVIEW 7 FPGA模塊，用戶(hù)可以自己配置“可重構I/O卡”(PXI-7831R)的功能，開(kāi)發(fā)基于FPGA的系統或建立相關(guān)模型。利用現成的商用化技術(shù)，使用者可以快速有效地建立FPGA應用原型，或創(chuàng )建一個(gè)系統，模擬自定義的數字協(xié)議，可以節省自己開(kāi)發(fā)專(zhuān)用硬件或編寫(xiě)VHDL程序代碼的時(shí)間。

集成計算節點(diǎn)
分布式系統中的每個(gè)節點(diǎn)都有其特殊功能，因此將它們集成在一起時(shí)，各個(gè)節點(diǎn)都要符合不同的要求。以PLC而言，使用者可利用LabVIEW 7 DSC模塊與PLC的OPC服務(wù)器連接。此模塊可以從 OPC服務(wù)器中創(chuàng )建LabVIEW能夠訪(fǎng)問(wèn)的標簽。只要將標簽導入，便可利用這些標簽來(lái)處理從Compact FieldPoint或數據采集系統等一系列I/O中輸出的數據。因此您可以可靠地在網(wǎng)絡(luò )數據庫中記錄數據、傳輸數據或啟動(dòng)警報系統。
分布式系統是以網(wǎng)絡(luò )連接各個(gè)計算節點(diǎn)，因此快速可靠地共享數據是十分重要的。在理想的狀況下，使用者可以整合許多網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)，通過(guò)中央服務(wù)器從特定節點(diǎn)關(guān)聯(lián)數據，分析不同來(lái)源的數據或儲存數據以備不時(shí)之需。運用TCP或UDP網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，LabVIEW能連接分布式系統中各個(gè)節點(diǎn)。除此之外，使用者還能用ActiveX或.NET網(wǎng)絡(luò )服務(wù)來(lái)遠程控制應用程序，或用內置網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)工具將數據以網(wǎng)頁(yè)瀏覽的方式傳送至其他節點(diǎn)。
在分布式系統中，要簡(jiǎn)易快速地連結各個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，LabVIEW是使用者的最佳選擇。采用統一的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，可縮短構架網(wǎng)絡(luò )和測量的時(shí)間，且能更好地整合整個(gè)系統。在LabVIEW中，使用者可以運用一貫的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)分布式通訊系統和數據采集系統程序；而最新開(kāi)發(fā)平臺，可以配置在可重構I/O卡上的FPGA的功能，或運用PDA將數據傳輸到網(wǎng)絡(luò )中。
LabVIEW 7 Express中創(chuàng )建分布式系統的增強型工具
最后，除了LabVIEW DSC和實(shí)時(shí)模塊以及更直觀(guān)的程序框圖以外，LabVIEW 7新采用的Express VIs使運用LabVIEW 7來(lái)建立分布式系統更簡(jiǎn)單、更有效率。運用新引入的Express VIs，只要將Express VIs拖曳至程序框圖并點(diǎn)擊屬性頁(yè)，就能設定一般的數據采集、分析以及顯示任務(wù)。
使用LabVIEW 7實(shí)時(shí)通訊導向(Real-Time Communication Wizard)和LabVIEW 7數據記錄和監控模塊(DSC)HMI向導，可以更輕松地連結各個(gè)節點(diǎn)。只要輕點(diǎn)幾下鼠標就可以用這些向導來(lái)生成代碼，完成分布式監控或實(shí)時(shí)應用程序，這樣可省下將近一半的開(kāi)發(fā)時(shí)間。除此之外，還可利用新的歷史數據庫瀏覽器、重寫(xiě)數據庫以及LabVIEW 7 DSC模塊中改良的ODBC和SQL接口來(lái)提升分布式監控應用程序的效能。
LabVIEW引進(jìn)了一些新的功能，使程序框圖更加直觀(guān)化。反饋節點(diǎn)，功能上相當于移位寄存器，使用戶(hù)可以讀取歷史循環(huán)中的數據，而視覺(jué)上更為直觀(guān)，這對閉環(huán)控制應用尤其有用。平鋪?lái)樞蚪Y構將順序執行的代碼像電影膠片般逐格展開(kāi)羅列，而不是將各個(gè)順序框重疊。。這些創(chuàng )新功能使LabVIEW應用程序的開(kāi)發(fā)比以前更為快速高效。

結論
從分布式監控系統的構建，到整體的相關(guān)應用，LabVIEW 7 Express開(kāi)發(fā)環(huán)境是使用者理想的方案。不論是從各種信號中采集數據、通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送或讀取數據，還是精確得將數據記錄到數據庫，LabVIEW 7 Express提供了構建分布式系統所需的工具。選擇LabVIEW作為應用程序的開(kāi)發(fā)環(huán)境，就將擁有一個(gè)統一的編程環(huán)境，它簡(jiǎn)單易用，功能強大，應用廣泛。 ■