分布式測量用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、更快更容易開發(fā)，而且可以跨平臺操作。分布式系統(tǒng)由特定的計算節(jié)點組成，這些節(jié)點由軟件相連接而成一個整體。例如，使用者可能需要將邏輯控制器中的數(shù)據(jù)與遠端工廠、另一家工廠甚至其他國家的數(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器通過以太網(wǎng)、GPIB或串口連接各個特定的節(jié)點完成的。典型的分布式系統(tǒng)包括下列元件：
●  若干個測試系統(tǒng)，傳輸數(shù)據(jù)至中央控制機房
●  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，直接傳送數(shù)據(jù)至PDA，再由PDA無線傳輸?shù)街醒胫鳈C
●  傳感器，直接通過以太網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)至服務器
LabVIEW 7 Express和LabVIEW 7 Real-Time(實時)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(jiān)控應用程序?qū)⒉辉偈羌y事。

編程運算節(jié)點
LabVIEW和National Instruments一直是虛擬儀器的領導者，虛擬儀器技術將各種不同的信號和數(shù)據(jù)置于PC環(huán)境下。不論是通過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，然后直接進行分析或?qū)懭霐?shù)據(jù)庫以供將來分析使用。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802.11b,TCP或UDP等網(wǎng)絡傳輸協(xié)議連接不同的測試系統(tǒng)。然后可將PDA中的數(shù)據(jù)文件同步更新到PC上，做進一步分析。
使用LabVIEW 7 FPGA模塊，用戶可以自己配置“可重構I/O卡”(PXI-7831R)的功能，開發(fā)基于FPGA的系統(tǒng)或建立相關模型。利用現(xiàn)成的商用化技術，使用者可以快速有效地建立FPGA應用原型，或創(chuàng)建一個系統(tǒng)，模擬自定義的數(shù)字協(xié)議，可以節(jié)省自己開發(fā)專用硬件或編寫VHDL程序代碼的時間。

集成計算節(jié)點
分布式系統(tǒng)中的每個節(jié)點都有其特殊功能，因此將它們集成在一起時，各個節(jié)點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服務器連接。此模塊可以從 OPC服務器中創(chuàng)建LabVIEW能夠訪問的標簽。只要將標簽導入，便可利用這些標簽來處理從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)絡數(shù)據(jù)庫中記錄數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)或啟動警報系統(tǒng)。
分布式系統(tǒng)是以網(wǎng)絡連接各個計算節(jié)點，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)絡上的節(jié)點，通過中央服務器從特定節(jié)點關聯(lián)數(shù)據(jù)，分析不同來源的數(shù)據(jù)或儲存數(shù)據(jù)以備不時之需。運用TCP或UDP網(wǎng)絡技術，LabVIEW能連接分布式系統(tǒng)中各個節(jié)點。除此之外，使用者還能用ActiveX或.NET網(wǎng)絡服務來遠程控制應用程序，或用內(nèi)置網(wǎng)絡開發(fā)工具將數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁瀏覽的方式傳送至其他節(jié)點。
在分布式系統(tǒng)中，要簡易快速地連結(jié)各個網(wǎng)絡節(jié)點，LabVIEW是使用者的最佳選擇。采用統(tǒng)一的軟件開發(fā)環(huán)境，可縮短構架網(wǎng)絡和測量的時間，且能更好地整合整個系統(tǒng)。在LabVIEW中，使用者可以運用一貫的編程語言來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(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中。
LabVIEW 7 Express中創(chuàng)建分布式系統(tǒng)的增強型工具
最后，除了LabVIEW DSC和實時模塊以及更直觀的程序框圖以外，LabVIEW 7新采用的Express VIs使運用LabVIEW 7來建立分布式系統(tǒng)更簡單、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擊屬性頁，就能設定一般的數(shù)據(jù)采集、分析以及顯示任務。
使用LabVIEW 7實時通訊導向(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)各個節(jié)點。只要輕點幾下鼠標就可以用這些向?qū)砩纱a，完成分布式監(jiān)控或?qū)崟r應用程序，這樣可省下將近一半的開發(fā)時間。除此之外，還可利用新的歷史數(shù)據(jù)庫瀏覽器、重寫數(shù)據(jù)庫以及LabVIEW 7 DSC模塊中改良的ODBC和SQL接口來提升分布式監(jiān)控應用程序的效能。
LabVIEW引進了一些新的功能，使程序框圖更加直觀化。反饋節(jié)點，功能上相當于移位寄存器，使用戶可以讀取歷史循環(huán)中的數(shù)據(jù)，而視覺上更為直觀，這對閉環(huán)控制應用尤其有用。平鋪順序結(jié)構將順序執(zhí)行的代碼像電影膠片般逐格展開羅列，而不是將各個順序框重疊。。這些創(chuàng)新功能使LabVIEW應用程序的開發(fā)比以前更為快速高效。

結(jié)論
從分布式監(jiān)控系統(tǒng)的構建，到整體的相關應用，LabVIEW 7 Express開發(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(shù)據(jù)、通過網(wǎng)絡傳送或讀取數(shù)據(jù)，還是精確得將數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫，LabVIEW 7 Express提供了構建分布式系統(tǒng)所需的工具。選擇LabVIEW作為應用程序的開發(fā)環(huán)境，就將擁有一個統(tǒng)一的編程環(huán)境，它簡單易用，功能強大，應用廣泛。 ■