本书详细介绍了在最新版LabVIEW 7 Express环境中进行虚拟仪器开发的方法。首先介绍了入门知识和编程基本方法,进而深入介绍了非连线数据交换、事件驱动、程序动态控制、线程分析等高级编程概念与方法,最后全面讲述了数据记录、信号采集、网络技术与其他应用程序的通讯等工程中普遍应用的技术。书中最后两章提供了完整的机械工程测试实验教学方案和丰富的工程实例,融入了LabVIEW的许多精华,也是作者近年来从事虚拟仪器教学与研究的成果。
本书既可以作为高校学生学习虚拟仪器编程技术的教材,也可以作为科研人员开发测控系统的参考书。
第1章 LabVIEW入门
1-1 安装LabVIEW 7 Express
1-2 创建一个VI
1-3 修改已有的VI
1-4 LabVIEW提高途径
第2章 前面板设计
2-1 控件的类型
2-2 控件模板
2-3 控件设置
2-4 控件的布置
2-5 定制控件
第3章 构建程序框图
3-1 程序框图里的对象
3-2 函数模板
3-3 基本数据类型
3-4 快速VI
3-5 多态
3-6 程序框图设计原则
第4章 软件开发
4-1 软件的生命周期模型
4-2 创建软件原型
4-3 软件的层次结构
4-4 子VI
4-5 VI的保存
4-6 项目文件管理
第5章 集合成员的数据类型
5-1 数组
5-2 簇
5-3 波形
5-4 字符串
第6章 控制程序运行的结构
6-1 For循环
6-2 While循环
6-3 选择结构Case Structure
6-4 顺序结构Sequence Structure
6-5 事件结构Event Structure
6-6 公式节点Formula Node
第7章 数据的图形显示
7-1 图形显示控件概述
7-2 Waveform Chart
7-3 Waveform Graph
7-4 XY Graph
7-5 强度图
7-6 数字波形图
7-7 三维图形显示
7-8 特殊图线与图片的显示
第8章 非连线的数据传递方式
8-1 局部变量
8-2 全局变量
8-3 使用局部变量和全局变量应注意的其他一些问题
8-4 通告和队列
第9章 程序的动态控制
9-1 VI Server技术简介
9-2 动态加载VI
9-3 动态控制VI运行
9-4 动态控制VI属性
9-5 动态注册事件
9-6 前面板对象属性控制
9-7 运行菜单控制
第10章 程序调试与程序性能
10-1 修复程序创建中的错误
10-2 程序调试工具
10-3 程序调试技巧
10-4 多线程程序
10-5 程序性能监测
10-6 程序性能优化
第11章 文件输入输出
11-1 文件输入输出概述
11-2 文本文件输入输出
11-3 电子表格格式文件的输入输出
11-4 二进制文件的输入输出
11-5 数据记录文件的输入输出
11-6 波形文件输入输出
11-7 前面板数据记录
11-8 LabVIEW测试数据文件
11-9 配置设置文件操作
第12章 网络通讯技术
12-1 计算机网络基础知识
12-2 Data Socket技术概述
12-3 使用Data Socket传输数据-
12-4 在Web上发布程序
12-5 TCP协议的应用
第13章 与其他应用程序的链接
13-1 ActiveX技术应用
13-2 .NET技术应用
13-4 C代码调用
13-5 库函数调用
13-6 在LabVIEW中执行操作系统命令
第14章 测试系统设计基础
14-1 数据采集的过程
14-2 数据采集设备
14-3 被测试信号的连接方式
14-4 基于LabVIEW的数据采集系统总体结构
14-5 数据采集设备的设置与测试
第15章 采集模拟信号
15-1 在传统DAQ系统中创建应用程序
15-2 在DAQmx系统中创建应用程序
15-3 测量直流电压信号
15-4 波形采集
15-5 频率坝IJ量
15-6 磁盘流
第16章 输出模拟信号
16-1 模拟输出概述
16-2 输出直流信号
16-3 输出波形信号
16-4 模拟输入/输出控制回路
第17章 信号调理
17-1 信号调理概述
17-2 信号调理设备安装与设置
17-3 应变测量
17-4 温度测量
第18章 数字输入输出与计数器
18-1 数字信号输入输出概述
18-2 传统DAQ的数字信号输入输出
18-3 DAQmx的数字信号输入输出
18-4 传统DAQ的计数器输入输出
18-5 DAQmx的计数器输入输出
第19章 机械工程测试实验
19-1 频率响应函数与数字滤波实验
19-2 相关分析
19-3 位移测试与测试系统标定
19-4 应变测量
19-5 振动测试
第20章 工程应用
20-1 工程应用的一般问题
20-2 发电机组故障诊断
20-3 锅炉供热自动控制系统
20-4 电网谐波测试
20-5 液压系统测试
20-6 输油泵状态监测
参考文献
LabVIEW是虚拟仪器概念的首创者,是美国National Instruments(简称NI)公司推出的一个图形化软件开发环境。NI公司称,LabVIEW是一个通用软件的开发平台。确实,在一般的数据管理、科学计算等方面,在LabVIEW环境下也可以开发出优秀的应用程序。但是LabVIEW最大的优势还在于测控系统的开发。因为它不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具,而且LabVIEW程序还非常容易和各种数据采集硬件集成,可以和多种主流的工业现场总线通讯以及与大多数通用标准的实时数据库链接。国内外在科学研究与工程技术的各个领域应用LabVIEW开发了大量出色的测控系统,取得了许多重要成果。
在LabVIEW环境中开发的一个程序叫做Virtual Instrument(简称VI),即虚拟仪器。但是NI公司对于虚拟仪器的完整定义包括了两方面的含义:(1)一种通常运行在个人计算机、上,具有传统的独立仪器功能的硬件与软件的组合:(2)一个LabVIEW软件模块,由一个用户接口的前面板和一个框图程序组成。国内工程技术界一般所说的虚拟仪器指的就是前者。
虚拟仪器是当前测控领域的技术热点,它代表了未来仪器技术的发展方向。而LabVIEW是世界上最优秀的虚拟仪器软件开发平台。NI公司于1986年10月正式推出了LabVIEW 1.0版,产品的命名是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench(实验室虚拟仪器工程平台)的首字母组合。目前LabVIEW的最高版本是2003年5月发布的LabVIEW 7 Express。使用LabVIEW开发虚拟仪器最大的好处就是提高开发的效率。据统计,使用LabVIEW开发虚拟仪器比使用基于文本的语言开发效率可以提高10~15倍,程序的执行速度却几乎不受影响;同时在信号处理等方面的强大功能方面是组态软件不可比的。最新版LabVIEW更加突出了方便用户的特色,因此定名为快速LabVIEW。
近几年LabVIEW在中国的测试技术及教育领域都得到了迅速推广。1998年作者购买包括LabVIEW在内的NI产品时,市场上还没有任何关于LabVIEW的中文书籍,但是目前这方面的书籍已经有了十几种之多。由此可见,LabVIEW已经有了一个很大的用户群体。LabVIEW进入中国市场促进了测试领域的技术革命。基于LabVIEW的测控系统得到了广泛应用,包括一些著名高校在内的很多学校建立了基于虚拟仪器的实验室,开设了LabVIEW编程的课程。
作者多年来在从事虚拟仪器教学、研究与应用方面得到了美国NI公司中国代表处诸多支持与鼓励,他们热心地将作者的文章与著作推荐给其他用户,并在本书出版时授权作者使用LabVIEW的实例程序及帮助文档等技术资料,在此表示衷心谢意。
书中的实例程序都是作者近年来从事虚拟仪器教学及工程实践的结果,其中也包含了作者的同事和历届学生的辛勤努力,这些程序的源代码可以登录中国铁道出版社的网站http://www.tqbooks.net—下载。其中有些涉及到数据采集的程序需要安装相应的硬件才能运行,还有些工程实例程序需要NI公司的信号处理、企业链接、PID控制等附加工具包支持。
本书主要由雷振山编写,另外参加本书写作和程序调试的人还有刘兆妮、马良、刘庆存、周研、韩泽江、孙东胜、杨春松、何宝泉、张志斌、张振雷等,在此一并向他们表示感谢!
由于时间仓促,再加水平有限,书中难免会有一些不足和缺陷,希望广大读者给予指正与建议,联系方式:电话:0315-2055224 电子邮件:Leizs@163.com