分布式測(cè)量用LabVIEW

隨著LabVIEW 7 Express的發(fā)布，National Instrument相繼推出一系列工具，使分布式監(jiān)控系統(tǒng)更集成化、更快更容易開(kāi)發(fā)，而且可以跨平臺(tái)操作。分布式系統(tǒng)由特定的計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)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(shù)據(jù)與遠(yuǎn)端工廠、另一家工廠甚至其他國(guó)家的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)完成的。典型的分布式系統(tǒng)包括下列元件：
●  若干個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，傳輸數(shù)據(jù)至中央控制機(jī)房
●  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，直接傳送數(shù)據(jù)至PDA，再由PDA無(wú)線傳輸?shù)街醒胫鳈C(jī)
●  傳感器，直接通過(guò)以太網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)至服務(wù)器
LabVIEW 7 Express和LabVIEW 7 Real-Time(實(shí)時(shí))模塊、DSC(數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控)模塊、PDA和FPGA模塊幫助使用者有效的集成分布式監(jiān)控系統(tǒng)，并能夠擴(kuò)展到“可重構(gòu)I/O板卡”的FPGA模塊上運(yùn)行。運(yùn)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(jiān)控應(yīng)用程序?qū)⒉辉偈羌y事。

編程運(yùn)算節(jié)點(diǎn)
LabVIEW和National Instruments一直是虛擬儀器的領(lǐng)導(dǎo)者，虛擬儀器技術(shù)將各種不同的信號(hào)和數(shù)據(jù)置于PC環(huán)境下。不論是通過(guò)PLC、GPIB儀器還是數(shù)據(jù)采集卡，都可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C，然后直接進(jìn)行分析或?qū)懭霐?shù)據(jù)庫(kù)以供將來(lái)分析使用。最新發(fā)布的LabVIEW將虛擬儀器的運(yùn)行環(huán)境拓展到了PDA與可編程I/O卡上的FPGA。
運(yùn)用LabVIEW 7的PDA模塊編譯的LabVIEW程序，可在PDA上運(yùn)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(cè)試系統(tǒng)。然后可將PDA中的數(shù)據(jù)文件同步更新到PC上，做進(jìn)一步分析。
使用LabVIEW 7 FPGA模塊，用戶可以自己配置“可重構(gòu)I/O卡”(PXI-7831R)的功能，開(kāi)發(fā)基于FPGA的系統(tǒng)或建立相關(guān)模型。利用現(xiàn)成的商用化技術(shù)，使用者可以快速有效地建立FPGA應(yīng)用原型，或創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)，模擬自定義的數(shù)字協(xié)議，可以節(jié)省自己開(kāi)發(fā)專用硬件或編寫VHDL程序代碼的時(shí)間。

集成計(jì)算節(jié)點(diǎn)
分布式系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)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(jié)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能夠訪問(wèn)的標(biāo)簽。只要將標(biāo)簽導(dǎo)入，便可利用這些標(biāo)簽來(lái)處理從Compact FieldPoint或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等一系列I/O中輸出的數(shù)據(jù)。因此您可以可靠地在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)或啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)。
分布式系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，因此快速可靠地共享數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)，通過(guò)中央服務(wù)器從特定節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分析不同來(lái)源的數(shù)據(jù)或儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以備不時(shí)之需。運(yùn)用TCP或UDP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，LabVIEW能連接分布式系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)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(yuǎn)程控制應(yīng)用程序，或用內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)工具將數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁(yè)瀏覽的方式傳送至其他節(jié)點(diǎn)。
在分布式系統(tǒng)中，要簡(jiǎn)易快速地連結(jié)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，LabVIEW是使用者的最佳選擇。采用統(tǒng)一的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，可縮短構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)和測(cè)量的時(shí)間，且能更好地整合整個(gè)系統(tǒng)。在LabVIEW中，使用者可以運(yùn)用一貫的編程語(yǔ)言來(lái)編寫分布式通訊系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序；而最新開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以配置在可重構(gòu)I/O卡上的FPGA的功能，或運(yùn)用PDA將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中。
LabVIEW 7 Express中創(chuàng)建分布式系統(tǒng)的增強(qiáng)型工具
最后，除了LabVIEW DSC和實(shí)時(shí)模塊以及更直觀的程序框圖以外，LabVIEW 7新采用的Express VIs使運(yùn)用LabVIEW 7來(lái)建立分布式系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、更有效率。運(yùn)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(shè)定一般的數(shù)據(jù)采集、分析以及顯示任務(wù)。
使用LabVIEW 7實(shí)時(shí)通訊導(dǎo)向(Real-Time Communication Wizard)和LabVIEW 7數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控模塊(DSC)HMI向?qū)?，可以更輕松地連結(jié)各個(gè)節(jié)點(diǎn)。只要輕點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就可以用這些向?qū)?lái)生成代碼，完成分布式監(jiān)控或?qū)崟r(shí)應(yīng)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(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽器、重寫數(shù)據(jù)庫(kù)以及LabVIEW 7 DSC模塊中改良的ODBC和SQL接口來(lái)提升分布式監(jiān)控應(yīng)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化。反饋節(jié)點(diǎn)，功能上相當(dāng)于移位寄存器，使用戶可以讀取歷史循環(huán)中的數(shù)據(jù)，而視覺(jué)上更為直觀，這對(duì)閉環(huán)控制應(yīng)用尤其有用。平鋪?lái)樞蚪Y(jié)構(gòu)將順序執(zhí)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(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)比以前更為快速高效。

結(jié)論
從分布式監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，到整體的相關(guān)應(yīng)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(hào)中采集數(shù)據(jù)、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送或讀取數(shù)據(jù)，還是精確得將數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，LabVIEW 7 Express提供了構(gòu)建分布式系統(tǒng)所需的工具。選擇LabVIEW作為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)環(huán)境，就將擁有一個(gè)統(tǒng)一的編程環(huán)境，它簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛。 ■