LabVIEW: Entorno Gráfico de Programación

385 Pages·2007·9.681 MB·Spanish

by  J.R. Lajara Vizcaíno, J. Pelegrí Sebastiá

LabVIEW
Entorno gráfico
de programación
José Rafael Lajara Vizcaíno
José Pelegrí Sebastiá
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Incluye CD ediciones técnicas
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José Rafael Lajara Vizcaíno
José Pelegrí Sebastiá
LabVIEW
Entorno gráfico
de programación
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Título: LabVIEW. Entorno gráfico de programación
Autores:
José Rafael Lajara Vizcaíno
José Pelegrí Sebastiá
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ISBN (por MARCOMBO): 84-267-1426-9
ISBN-13 (por MARCOMBO): 978-84-267-1426-8
ISBN (por ALFAOMEGAGRUPO EDITOR): 970-15-1133-6
ISBN-13 (por ALFAOMEGAGRUPO EDITOR): 978-970-15-1133-6
Depósito legal: BI-3 3 79-06
Impreso en Gráficas Díaz Tuduri, S.L.
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Agradecimientos
Queremos agradecer a una serie de personas su colaboración directa o indi-
rectamente, algunos aportando medios y otros aportando información que
hemos empleado en la elaboración de este texto.
Parte del presente trabajo está incluido dentro de los trabajos de la asignatu-
ra "Sistemas de Adquisición de Datos" en la titulación de Ingeniería Técnica
de Telecomunicaciones en la Escuela Politécnica Superior de Gandia. Por
tanto, de algún modo también ha colaborado el anterior profesor de la asig-
natura y compañero José Francisco Toledo Alarcón.
También nombrar a Pablo Soto, por iniciarnos en la impartición de cursos de
postgrado, que posteriormente han dado lugar a este texto.
Por supuesto hemos de agradecer también la confianza que National Instru-
ments ha puesto en nosotros a través de Javier Gutiérrez y Guillermo Prados
y la ayuda prestada con la utilización de un equipo PXI. También agradecer
a Jeroni Boixareu por creer en nosotros con este proyecto editorial.
Agradecer también el buen quehacer a todos los miembros del "Grupo de
Sensores y Magnetismo" (GSYM) al cual pertenecemos y en especial a Jorge
Alberola.
Finalmente, nos gustaría agradecer a nuestras familias por su cariño, pacien-
cia y comprensión.
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Introducción
Tras 20 años en el mercado LabVIEW se ha convertido en un estándar en el des-
arrollo de aplicaciones de test y medida, control de instrumentación y sistemas de
adquisición de datos. Su flexibilidad y potencia, le ha hecho expandirse a otras áreas
tales como visión artificial, PACs, control de movimiento, HMI y SCADAs para auto-
matización industrial, análisis de ruido y vibraciones, gestión de información y gene-
ración de informes, etc. Desde hace 5 años, LabVIEW está creciendo en nuevas areas
estratégicas donde reside nuestra visión desde National Instruments, relacionada con
nuevos campos de trabajo como Simulación, Diseño de Control, sistemas embebidos
en tiempo real (FPGAs, DSPs, microprocesadores), algoritmos matemáticos avanza-
dos, etc.
Durante estos 20 años, LabVIEW ha tenido una gran expansión en la comunidad
educativa y científica, tanto en universidades y centros de enseñanza secundaria,
como en centros de investigación, en la elaboración de prácticas de laboratorio, clases
teóricas en las áreas de control, instrumentación, tratamiento digital de la señal, elec-
trónica, etc, en el desarrollo de proyectos fin de carrera, tesinas y tesis, y siendo un
puente entre la comunidad educativa y la industria a nivel de I+D+i.
Es un placer, como director de National Instruments España, realizar el prólogo de
esta 1ª edición de su libro “LabVIEW: Entorno de Programación Gráfico”, por la cola-
boración profesional durante 8 años con el grupo de trabajo de José Pelegrí y José
Rafael Lajara, por su labor docente con LabVIEW durante tantos años y también por
la confianza puesta en la programación gráfica como lenguaje de desarrollo.
Estamos convencidos de que esta edición totalmente adaptada a la versión de
LabVIEW 8.20 será una referencia en español para el aprendizaje del lenguaje G, por
su interpretación de los principios de funcionamiento de LabVIEW así como su carác-
ter práctico en el desarrollo de ejercicios.
José Pelegrí y su grupo en la Universidad Politécnica de Valencia en Gandía han
decidido dar un paso adelante en la divulgación científica y tecnológica con este libro,
fruto de su experiencia como profesores e investigadores en ámbitos de la instrumen-
tación virtual, empleando estándares industriales como PXI, sistemas de adquisición
de datos y GPIB, así como cultivando una estrecha e intensa colaboración con
National Instruments en estas áreas. Gracias por la confianza demostrada y °mucha
suerte!
Luis Fco. Bussión Fernández Guillermo Prados Gimeno
Director de National Instruments España. Responsable de área de Valencia
Madrid. Noviembre de 2006.
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Índice
Sección I. INTRODUCCIÓN
Capítulo 1. Introducción a LabVIEW. Entorno. . . . . . . . . . . . . . . . 3
Introducción a la herramienta de programación LabVIEW. Presentación del
entorno de trabajo y los menús de herramientas, controles y funciones.
Se indica cómo crear un programa y cómo se ejecuta éste. Se introducen los
conceptos de VI, subVI y jerarquía. Cómo generar un proyecto y depurar el
de código. Termina con algunos ejercicios propuestos.
Capítulo 2. Estructuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Las instrucciones de control permiten a un programa ejecutar un código
de forma condicional o repetirlo cierto número de veces. En LabVIEW
estas instrucciones son estructuras que encierran en su interior el código
al que afectan. Cabe destacar las nuevas estructuras introducidas en las
últimas versiones como EVENT y TIMED LOOP, así como las tradicionales
FOR y WHILE. Se indican algunos ejemplos prácticos y se proponen algunos
ejercicios.
Capítulo 3. Tipos de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Estudio en profundidad de los tipos de datos disponibles en LabVIEW y de
su manipulación. También se explican conceptos como variables, referencias
y propiedades que se pueden utilizar. Se finaliza el capítulo con ejemplos
prácticos y ejercicios propuestos.
Sección II. ADQUISICIÓN Y COMUNICACIONES
Capítulo 4. Manejo de Ficheros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
En este capítulo se tratan las diferentes funciones para manejar ficheros
mediante ejemplos. A parte de su utilidad también se asentarán los
conceptos expuestos en la sección I. Se finaliza con ejercicios propuestos.
Capítulo 5. Comunicación serie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
La comunicación serie no se debe olvidar ya que está presente en multitud
de dispositivos. En este capítulo se presentan dos ejemplos prácticos en los
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LabVIEW
que se puede ver la facilidad de implementar dicho tipo de comunicación en
el entorno de LabVIEW.
Capítulo 6. Bus de comunicaciones GPIB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
En sus orígenes, LabVIEW se aplicaba fundamentalmente en el control de
instrumentación y para tal fin se utilizaban diferentes buses de
instrumentación, en este caso cabe tratar el bus GPIB. El capítulo comienza
con una introducción teórica al estándar IEEE 488.1, al IEEE 488.2 y a la
norma SCPI. A continuación se describen las funciones para utilizar dicho
estándar. De manera sencilla se ve su uso y los comandos básicos con unos
ejemplos prácticos. Para finalizar el capítulo se proponen unos ejercicios.
Capítulo 7. Adquisición de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
En este capítulo se trata uno de los principales usos de LabVIEW: la
adquisición y generación de señales eléctricas a través de tarjetas de
adquisición de datos. Hay varios tipos de sistemas de adquisición de datos:
los Data Loggers, las tarjetas DAQ con interfaces PCI, PCI Express, PCI…, y
externas como USB o RS-232. Se describen las capacidades comunes a todas
ellas así como las funciones que emplea LabVIEW para manejarlas. Además
se presentará el programa Measurement & Automation (MAX).
A continuación se muestran ejemplos prácticos para asentar los principales
conceptos y se proponen ejercicios.
Capítulo 8. Protocolos de comunicación: TCP y UDP. . . . . . . . . . . 187
La importancia que tiene hoy día internet justifica que se dedique un tema
completo a estudiar sus principales protocolos y la forma en que se pueden
manejar desde LabVIEW.
Capítulo 9. Acceso remoto: VI Server
y Comunicaciones Avanzadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Este capítulo es una continuación del anterior, en él se explica cómo usar
el servidor web que incluye LabVIEW, cómo manejar un programa residente
en un ordenador desde otro y otros protocolos de nivel superior a los del
capítulo 8. En la segunda parte del capítulo se hablará sobre VI Server
y su utilidad.
Sección III. PROGRAMACIÓN AVANZADA
Capítulo 10. Sincronización y Multihilo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Cuando se realiza una programación más compleja aparecen términos como
pueden ser multitarea, procesos y sincronización. Se dice que los sistemas
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Índice general
operativos son multitarea porque pueden ejecutar más de un programa a la
vez; este concepto puede extenderse también a una sola aplicación y hacer
que la aplicación pueda tener varios 'hilos' ejecutándose en paralelo.
Este capítulo comienza explicando los conceptos teóricos y cómo se aplican
en LabVIEW, a continuación se describen las técnicas de sincronización y los
posibles problemas y soluciones que pueden aparecer cuando se trabaja con
múltiples hilos.
Capítulo 11. Modelos de programación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Continuando con conceptos avanzados, en este capítulo se verán técnicas y
modelos para distintos tipos de programas: tratamiento de errores, sistemas
de comunicaciones y principalmente máquinas de estados y programación
orientada a objetos.
Capítulo 12. Código externo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Este capítulo abre el código de LabVIEW a otros lenguajes de programación,
en él se verá cómo hacer que el código creado con lenguajes como C, C++,
C# o Visual Basic se puede usar en LabVIEW y viceversa. Además también
se estudiará la forma de usar tecnologías como ActiveX o la reciente .NET
en LabVIEW. Una vez más, las explicaciones se basan en ejemplos prácticos.
Capítulo 13. Optimización del interfaz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Los dos últimos capítulos tratan de optimizaciones, en este caso sobre el
interfaz de usuario, para ello se muestran algunos elementos nuevos o no
habituales que pueden usarse en los interfaces. El capítulo finaliza con una
serie de consejos para dar al programa un aspecto profesional.
Capítulo 14. Optimización del código. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Este capítulo comienza con una breve introducción a la ingeniería del
software y a los sistemas de control de versiones para más tarde centrarse
en cómo mejorar el rendimiento de los programas, comparando el
rendimiento de ejemplos de programas 'buenos' y 'malos' (o mejor dicho,
'no tan buenos').
Capítulo 15. Otras plataformas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
En el último capítulo se verán sencillas aplicaciones del uso de LabVIEW,
con algunos módulos extra, para programar sobre distintas plataformas: en
ordenadores de mano (PDA), en dispositivos reconfigurables (FPGA) y en
sistemas de alto rendimiento (PXI).
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