در چه پروژه‌هایی کاربرد لب ویو – LabVIEW نیاز می‌باشد؟
در این پست قصد داریم به موارد استفاده و کاربرد لب ویو – LabVIEW در پروژه‌ها بپردازم.
همان‌طور که پیش از این و در یک پست دیگر اشاره شد، زبان گرافیکی و ارتباط گسترده و وسیع کاربرد لب ویو LabVIEW با انواع سخت‌افزار از دلایل اصلی استقبال گسترده‌ی صنعتگران و مهندسان شاخه‌های مختلف به این نرم‌افزار شده است.
اما آیا این دو مورد تنها امتیازات این نرم‌افزار می‌باشد؟ برای پاسخ به این پرسش چند مثال از کاربردهای LabVIEW ارائه می‌شود:
1-داده‌برداری و دیتالاگینگ و مانیتورینگ در لب ویو
فرض کنید می‌خواهیم دیتای تعدادی زیادی سنسور را جمع‌آوری کرده و در فرمت‌های متفاوتی از جمله Excel ذخیره کرده یا به صورت گراف‌های Real-Time به نمایش درآوریم.
لب ویو این امکان را به شما می‌دهد
که در مدت زمان بسیار کوتاهی برنامه‌ای را نوشته که دیتای سنسورها را از انواع PLCها با برندهای متفاومت، یا انواع کارت‌های داده‌برداری (DAQها) دریافت کرده و در صورت نیاز نمایش داده یا ذخیره کنید
و یا حتی در برنامه‌ای دیگری که برای کنترل سیستم خود خواهید نوشت از این دیتا استفاده‌ی مستقیم کنید.
در دوره‌ی آموزشی مربوط به دانشجویان مهندسی برق، ضمن بررسی انواع پروتوکل‌های استاندارد صنعتی ِ RS232 , USB , TCP/IP , UDP Modbus , RS485 , Bluetooth , WiFi و موارد استفاده و نکات مربوطه به هر یک، از یک ماژول داده‌برداری به اسم Advantech 4704 به صورت عملی استفاده خواهد می‌شود.
نحو‌ه‌ی برقراری ارتباط بین ماژول داده‌برداری فوق با نرم‌افزار LabVIEW و نمایش داده‌های دریافت شده بر روی کامپیوتر و ذخیره‌ی آن آموزش داده خواهد شد و چند آزمایش نیز با همین ماژول انجام می‌گردد تا تمام نکات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری پوشش داده شود.
2-طراحی کنترل‌کننده‌های PID و فازی جزوه کاربرد لب ویو
با توجه به استفاده‌ی گسترده‌ی از کنترل PID در صنعت نرم‌افزار کاربردی لب ویو دارای یک ماژول به نام PID and Fuzzy Logic می‌باشد که به کمک آن می‌توان به راحتی برنامه‌هایی نوشت که برای رسیدن سرعت یک موتور یا دمای یک کوره به پروفایل مد نظر به کمک یک کنترل‌کننده‌ی PID را فراهم می‌سازد. افرادی که با میکروکنترلرها کار می‌کنند، عمدتاً این چنین عمل می‌کنند که ضرایب تیونینگ PID مورد استفاده را در نرم‌افزار MATLAB محاسبه کرده و سپس بر اساس آن برنامه‌ای مثلاً با زبان C نوشته و الگوریتم کنترلری خود را روی یک برد میکروکنترلری پیاده می‌کنند.
لیکن با توجه به وجود ابزارهای متعدد در کاربردهای لب ویو، می‌توان تمام این مسیر را در برنامه‌ای که در لب ویو می‌نویسیم انجام دهیم. حتی می‌توان برنامه را طوری نوشت که ضرایب PID به طور اتوماتیک‌وار تنظیم شده و حتی برنامه امکان محاسبه‌ی PID را در خود داشته باشد. این موضوع به پیوستگی کار می‌افزاید و نشان‌‌دهنده‌ي قدرت بالای لبویو در این حوزه است. در کنار این موارد، منطق فازی هم برای کنترل PID در لبویو پشتیبانی می‌شود.
در دوره‌ی آموزشی که مخصوص دانشجویان مهندسی برق تنظیم شده است،
ضمن توضیح مختصر درباره‌ی کنترل PID چند آزمایش عملی با ماژول PID and Fuzzy Logic لبویو انجام خواهد شد.
3-ساخت یک HMI مناسب جزوه کاربرد لب ویو
چنان‌چه شما بخواهید برنامه‌ای که می‌نویسید
در قالب یک محیط ساده با چند آیکون و نمودار و به صورت HMI به مشتری بدهید یک کاربرد لبویو این است که به راحتی لب ویو این ویژگی را در اختیار شما قرار می‌دهد
این در حالی است که طراحی یک HMI مجزا برای یک پروژه‌ي میکروکنترلری دشواری‌های خاص خود من جمله‌ی
ارتباط LCD گرافیکی با میکرو و طراحی آیکون‌ها و منو‌ها از ابتدا را دارد.
اما این کار در لب ویو به سرعت و با سادگی بیشتری انجام می‌شود. از طرفی می‌توان بر هر یکی از سوئیچ‌ها، کلید‌ها، ولوم‌ها و …. از عکس‌ها و نماد‌های مورد نظر استفاده کرد. در واقع لب ویو با توجه به قابلیت نمایش فرمت‌های متفاوتی از عکس‌ها این قابلیت را به طراح می‌دهد که Display مناسبی برای برنامه‌ی خود ایجاد کند و این موضوع به جایگزینی مناسب برای HMIهای گران قیمت با کیفیت‌های پائین تبدیل می‌شود و محدودیت‌های گرافیکی را به نحو مطلوب مرتفع می‌سازد.
4-ارتباط با Database در لب ویو
چناچه بخواهیم برنامه‌ای بنویسیم که امکان استخراج یا ذخیره‌ی آن در انواع دیتابیس مثل SQL یا Access را برایمان فراهم کند
می‌توان به کمک تولکیت Database Cinnectivity لب ویو این کار را به بهترین شکل انجام داد.
5-پردازش تصویر و بینایی ماشین دیگر کاربرد لب ویو است :
به کمک ماژول Vision Development لبویو
نرم‌افزار جانبی Vision Assistant
می‌توان انواع متعددی از دوربین‌های USB و IP را به کامپیوتر وصل کرد
و از تصاویر ارسالی برای اهداف گوناگون
مثل پردازش Real-Time تصویر و یا ذخیره‌ی داده‌های تصویر برای اهداف مختلف استفاده کرد.
انواع پردازش‌های لازم را روی تصاویر Gray-Scale یا RGB پیاده کرد. نکته‌ی بسیار مهم در ارتباط با پردازش تصویر در لبویو در مقایسه با نرم‌افزار‌هایی مثل MATLAB وجود بلوک‌های از قبل آماده است.
فیلتر حذف نویز :
برای یک فیلتر حذف نویز ابتکاری در متلب به چند خط کد‌نویسی نیاز می‌باشد، از دیگر کاربرد لب ویو این است که تنها با قرار دادن چند بلوک این کار قابل پیاده‌سازی است. به علاوه عمده‌ي کاری که در متلب صورت می‌گیرد پردازش تصویر به صورت آف-لاین است؛
در حالی که می‌توان با اتصال انواع دوربین‌ها، از دروبین‌های ساده مثل وب‌کم‌های ارزان قیمت تا دوربین‌های صنعتی با لنز‌های حرفه‌ای به لبویو انواع پردازش‌های لازم را روی تصاویر به صورت برخط و زمان-حقیقی انجام داد.
به موارد فوق امکان استفاده از کتابخانه‌های Open CV را باید اضافه کرد. فرض کنیم بخواهیم از کتابخانه‌ي تشخیص چهره‌ی Open CV استفاده کنیم؛ این امکان در لب ویو با اضافه کردن این کتابخانه وجود دارد.
6-امکان توسعه‌ی برنامه‌هایی که با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر مثل C# جزوه کاربرد لب ویو است :
یعنی لب ویو این قابلیت را دارد که تحت OPC یا Active X یا DLL و .Net
با بسیاری از نرم‌افزار‌ها یا کدهای توسعه داده شده در زبان‌های دیگر به خوبی ارتباط برقرار کند
و یا به کمک حلقه‌های مختلف بتوان به زبان C یا MATLAB داخل پالت آن کد نوشت.
بدین ترتیب کاربرد لب ویو این امکان را به تیم‌های مهندسی می‌دهد
تا بخش‌های مختلف پروژه را بر اساس نیاز خود به زبان‌های برنامه‌نویسی متفاوت بنویسند
و از برنامه‌های متفاوت برای تکمیل کار خود استفاده کنند.
7-استفاده از کاربردهای لب ویو در پروژه‌های PLC به عنوان مکمل
از آن‌جا که لب ویو از پروتکل‌های متعدد صنعتی پشتیبانی می‌کند،
می‌توان از آن در پروژه‌های بزرگی که سنسورها، عملگرها و PLCهای برندهای مختلف می‌باشد،
برای همسان‌سازی و یک‌پارچه‌سازی پروژه به خوبی استفاده کرد.
از طرف دیگر امکانات کاربرد لب ویو در انجام محاسبات پیچیده،
دیتالاگینگ از یک سو و امکان شبکه‌سازی و برقراری ارتباط آنلاین،
برای به اشتراک‌گذاری دیتا بین انواع تجهیزات موجود در پروژه
با استفاده از ارتباط OPC یک گزینه‌ی بسیار مناسب و صنعتی به عنوان مکمل در پروژه‌های PLC می‌باشد.
8- دیگر کاربرد لب ویو امکان ارتباط با تجهیزات سریع
در بسیاری از کاربردهای صنعتی نیاز به مانیتورینگ و کنترل واکنش‌های سریع و بحرانی اهمیت بالایی دارد.
امروزه اغلب تجهیزاتی که قابلیت مناسبی در این زمینه دارند مبتنی بر تراشه‌های FPGA می‌باشند.
از آن‌جا که برنامه‌نویسی این تراشه‌ها در پایین‌ترین سطح ممکن
به کمک زبان‌های توصیف سخت‌افزار (HDLها) می‌باشد
و از طرف دیگر طراحی و ساخت بردهای الکترونیکی‌ای
که امکان کار در شرایط پرنویز و ارتعاشات صنعتی و در رنج‌های دمایی متعدد را داشته باشند، بسیار سخت است،
عملاً پیاده‌سازی چنین تجهیزاتی برای کاربردهای صنعتی از سخت‌ترین و زمان‌برترین کارهای مهندسی می‌باشد.
National Instruments :
از این رو شرکت NI به عنوان طراح نرم‌افزار کاربردی لب ویو،
با تولید تجهیزات تحت FPGA امکان برنامه‌نویسی و کانفیگ این تجهیزات به کمک نرم‌افزار لب ویو را فراهم کرده است.
همین مسأله به کوتاه شدن زمان انجام پروژه‌های مبتنی بر FPGAها منجر شده است.
اگرچه بدون نیاز به دانش کار با زبان‌های توصیف سخت‌افزار
مثل VHDL یا Verilog امکان برنامه‌نویسی تجهیزات مبنتی بر FPGA ساخته‌ی شرکت NI وجود دارد،
اما در برنامه‌ها در صورت نیاز می‌توان ماژول‌هایی را به زبان VHDL نوشت و در پروژه افزود.
نکته بسیار مهم در مبحث کاربرد لب ویو :
نکته‌ي بسیار مهم در تکمیل بحث کاربرد لب ویو سرعت بالای این تجهیزات می‌باشد،
چنان‌که برای طراحی سیستم‌های کنترل و مانتورینگ در ارتباطات دیجیتال سرعت 1 مگاهرتز و در ارتباطات آنالوگ در حدود 200 کیلوهرتز است. برای درک بهتر این موضوع می‌بایست این اعداد را با زمان اسکن در PLCها که در حدود 20 الی 70 میلی ثانیه است، مقایسه شود. در حالی که فرکانس 1 مگاهرتز در ارتباطات دیجیتال تجهیزات تحت FPGA شرکت NI معادل با پریود تایم 1 میکرو ثانیه یا یک هزارم میلی ثانیه است.
با سلام و احترام ممنونم از مطالب ارزنده شما