Luận văn Cơ Khí ĐỘC QUYỀN: Xây dựng hệ thống thí nghiệm đo chuyển vị góc, gia tốc góc và mô men xoắn của chuyển động quay và dao động giao tiếp bằng máy tính

Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

ĐỀ TÀI:
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO VẬN TỐC GĨC VÀ MƠ MEN CỦA
DAO ĐỘNG GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH

Chủ nhiệm đề tài:

TP. Hồ Chí Minh, năm 20


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

LỜI MỞ ĐẦU
Đặc điểm chung của các máy móc cơng nghiệp hiện nay đa số sử dụng động cơ để
tạo sự dẫn động cho hệ thống. Việc tính tốn lựa chọn động cơ là điều rất quan trọng.
Việc kiểm tra đo đạc lại thông số mô – men xoắn và tốc độ quay của động cơ vơ cùng cần
thiết trong q trình hoạt động. Ngoài ra, trang bị những thiết bị phục vụ cho quá trình
nghiên cứu khoa học và thiết bị giảng dạy cho sinh viên có ý nghĩa rất quan trọng.
Thực hiện đề tài “Xây dựng thống đo vận tốc góc và mơ –men giao tiếp bằng máy
tính” là vơ cùng cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu cho quá trình nghiên cứu khoa học và
thiết bị giảng dạy trong Khoa CN Cơ khí.
Nhóm tác giả


MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN.................................................................................................1

1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu..................................................................................................................... 1
1.3 Phạm vi thực hiện đề tài............................................................................................ 2
1.4 Phương pháp thực hiện.............................................................................................. 2
1.4.1 Cơ sở phương pháp luận...................................................................................... 2
1.4.2 Các phương pháp thực hiện cụ thể...................................................................... 2
1.4.2.1 Phương pháp lý thuyết.................................................................................. 2
1.4.2.2 Phương pháp thực nghiệm............................................................................ 2
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ CARD THU THẬP DỮ LIỆU NI PCI – 6225...............3
2.1 Giới thiệu chung về card đo lường và điều khiển...................................................... 3
2.2 Card thu thập dữ liệu NI PCI – 6225......................................................................... 3
2.3 Thông số kỹ thuật...................................................................................................... 3
2.4 Sơ đồ chân kết nối..................................................................................................... 6
2.5 Hình ảnh thực tế........................................................................................................ 7
Chương 3: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM LABVIEW................................................ 8
3.1 Giới thiệu LabVIEW................................................................................................. 8
3.2 Các ứng dụng của LabVIEW..................................................................................... 8
3.3 Cấu trúc..................................................................................................................... 9
3.3.1 Thiết bị ảo (VI – Vitual Instrument).................................................................... 9
3.3.2 Front Panel.......................................................................................................... 9
3.3.3 Block Diagram.................................................................................................. 10
3.4 Giao diện người dùng và các công cụ hỗ trợ cơ bản của LabVIEW........................10
3.4.1 Khởi động chương trình.................................................................................... 10
3.4.2 Các cơng cụ hỗ trợ lập trình.............................................................................. 12
3.4.3 Tool Panel:........................................................................................................ 12
3.4.4 Bảng điều khiển (Controls Palette).................................................................... 14


3.4.5 Một số bộ điều khiển và hiển thị trên Controls Palette...................................... 14
3.5 DAQ và lập trình thu thập dữ liệu............................................................................ 17

3.5.1 DAQ (data acquisition) và thiết bị DAQ........................................................... 17
3.5.2 Mối quan hệ giữa LabVIEW với thiết bị DAQ.................................................. 18
3.5.3 Cấu trúc cơ bản của hệ thống DAQ................................................................... 19
Chương 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO MÔ MEN VÀ TỐC ĐỘ QUAY..............20
4.1 Phương pháp đo mô mem........................................................................................ 20
4.1.1 Phương pháp đo trực tiếp.................................................................................. 20
4.1.2 Phương pháp đo gián tiếp..................................................................................21
4.2 Phương án đo mơ men.............................................................................................21
4.3 Sơ đồ tổng quan hệ thống thí nghiệm......................................................................21
4.4 Các bộ phận cơ bản của bộ thí nghiệm....................................................................23
4.4.1 Cảm biến đo mô – men xoắn (torque sensor) LORENZ D – 2553 và bộ khuyếch
đại (Amplifier)...........................................................................................................23
4.4.2 Động cơ MITSUBISHI.....................................................................................25
4.4.3 ENCODER........................................................................................................26
4.4.4 Thông số cơ bản của encoder:...........................................................................26
4.4.5 Biến tần MITSUBISHI FR - E720 1.5 Kw........................................................27
4.4.6 Phanh lưu chất từ biến.......................................................................................28
4.4.6.1 Phanh MRB có 4 cuộn dây đặt 2 bên vỏ.....................................................28
4.4.6.2 Thiết kế tối ưu phanh MRB.........................................................................30
4.4.7 Bàn thí nghiệm..................................................................................................33
4.5 Thiết kế giao diện điều khiển trên phần mềm LabVIEW.........................................35
4.5.1 Lưu đồ giải thuật đo lường................................................................................35
4.5.2 Đấu nối phần cứng vào card giao tiếp...............................................................36
4.5.3 Các khối lập trình sử dụng.................................................................................36
4.5.4 Thiết lập đo vận tốc...........................................................................................39
4.5.4.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn.............................................................................39
4.5.4.2 Thuật toán đọc encoder...............................................................................40


4.5.4.3 Tiến hành lập chương trình đo vận tốc bằng LabVIEW..............................40

4.5.5 Thiết lập đo mô – men xoắn..............................................................................43
4.5.5.1 Cơ sở tính tốn............................................................................................43
4.5.5.2 Tiến hành lập chương trình đo mơ – men xoắn bằng LabVIEW.................44
4.5.6 Điều khiển dòng điện cấp cho phanh MRB.......................................................47
4.5.6.1 Cơ sở tính tốn............................................................................................47
4.5.6.2 Lập chương trình điều khiển dòng cho phanh MRB...................................49
Chương 5: KẾ QUẢ THỰC NGHIỆM.........................................................................53
5.1 Hiệu chỉnh hệ số cảm biến.......................................................................................53
5.2 Kết quả đặc tính của phanh MRB khi cấp lần lượt các cuộn dây.............................54
5.3 Điều khiển mạch cơng suất......................................................................................54
5.4 Mối quan hệ giữa dịng điện cấp vào cuộn dây phanh MRB và mô – men xoắn thu
được............................................................................................................................... 55
5.4.1 Đáp ứng nấc (step) mô – men của phanh MRB.................................................55
5.4.2 Sự phụ thuộc của mô – men xoắn vào cường độ dòng điện...............................56
5.5 Mối quan hệ giữa tốc độ động cơ và các mức mô – men xoắn................................56
Chương 6: KẾT LUẬN..................................................................................................58


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Sơ đồ chân kết nối card NI 6225.......................................................................... 6
Hình 2.2 Block terminal card NI 6225................................................................................ 7
Hình 2.3 Card NI PCI 6225................................................................................................ 7
Hình 3.1 Cửa sổ chờ của Labview.................................................................................... 11
Hình 3.2 Cửa sổ Front Panel............................................................................................. 11
Hình 3.3 Cửa sổ Block Diagram....................................................................................... 12
Hình 3.4 Thanh cơng cụ Tools panel................................................................................. 13
Hình 3.5 Bảng điều khiển (Controls Palette).................................................................... 14
Hình 3.6 Bảng Numeric Controls...................................................................................... 15

Hình 3.7 Bảng Boolean Controls...................................................................................... 15
Hình 3.8 Bảng String Controls.......................................................................................... 16
Hình 3.9 Bảng Functions Palette....................................................................................... 17
Hình 3.10 Sơ đồ mối quan hệ LabVIEW với thiết bị DAQ.............................................. 19
Hình 3.11 Cấu trúc hệ thống DAQ.................................................................................... 19
Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm.................................................................................22
Hình 4.2 Cấu tạo cảm biến D - 2553.................................................................................23
Hình 4.3 Cảm biến D - 2553.............................................................................................23
Hình 4.4 Sơ đồ khối Amplifier LCV – U10......................................................................24
Hình 4.5 Amplifier LCV – U10........................................................................................25
Hình 4.6 Động cơ MITSUBISHI......................................................................................26
Hình 4.7 Encoder..............................................................................................................27
Hình 4.8 Biến tần MITSUBISHI FR – E720 1.5 Kw........................................................27
Hình 4.9 Phanh MRB MRF có cuộn dây cố định..............................................................28
Hình 4.10 Bản vẽ lắp phanh MRB....................................................................................30
Hình 4.11 Phanh MRB hồn chỉnh lắp lên mơ hình..........................................................33
Hình 4.12 Thiết kế bàn thí nghiệm....................................................................................33
Hình 4.13 Bàn thí nghiệm hồn thành...............................................................................34
Hình 4.14 Lưu đồ giải thuật đo lường...............................................................................35
Hình 4.15 Sơ đồ đấu nối phần cứng..................................................................................36
Hình 4.16 Các hàm mơ phỏng VI.....................................................................................37
Hình 4.17 Các hàm xử lý tín hiệu.....................................................................................37
Hình 4.18 Các vịng lặp điều khiển...................................................................................38
Hình 4.19 Các bộ định thời...............................................................................................38
Hình 4.20 Các hàm tốn học.............................................................................................39
Hình 4.21 Các tốn tử so sánh..........................................................................................39
Hình 4.22 Nguyên lý hoạt động và dạng xung ra encoder................................................40


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

Hình 4.23 Cửa sổ thiết lập thơng số encoder....................................................................41
Hình 4.24 Vịng lặp While có Add Shift Register.............................................................42
Hình 4.25 Chương trình đọc encoder................................................................................42
Hình 4.26 Mạch cầu Wheatstone......................................................................................43
Hình 4.27 Sơ đồ dán 4 tenzo lên trục................................................................................43
Hình 4.28 Cửa sổ thiết lập thơng số torque sensor............................................................45
Hình 4.29 Thơng số bộ lọc số...........................................................................................46
Hình 4.30 Chương trình đọc torque sensor.......................................................................46
Hình 4.31 Đồ thị dạng xung điều chế PWM.....................................................................47
Hình 4.32 Mạch nguyên lý điều khiển tải bằng PWM......................................................48
Hình 4.33 Giản đồ xung của chân điều khiển và dạng điện áp ra khi dùng PWM............48
Hình 4.34 Bảng thơng số cài đặt xung PWM....................................................................49
Hình 4.35 Bảng thơng số analog output............................................................................50
Hình 4.36 Chương trình xuất xung PWM.........................................................................51


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật card NI 6225......................................................................... 3
Bảng 4.1 Thông số cảm biến D - 2553..............................................................................24
Bảng 4.2 Thông số Amplifier LCV – U10........................................................................25
Bảng 4.3 Thông số động cơ MITSUBISHI.......................................................................25
Bảng 4.4 Thông số encoder...............................................................................................26
Bảng 4.5 Thông số biến tần MITSUBISHI FR – E720 1.5 Kw........................................27


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 5.1 Dòng điện ở các mức Duty Cycle..................................................................55
Biểu đồ 5.2 Đáp ứng step của mô – men phanh MRB......................................................55
Biểu đồ 5.3 Mô – men xoắn ở các mức dịng điện............................................................56
Biểu đồ 5.4 Đặc tính tốc độ của động cơ khi mô – men thay đổi......................................57


Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc và mơ men của dao động giao tiếp bằng máy tính

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Một vật chuyển động quay được mô tả thông qua thông số mô men và tốc độ
quay. Trong sản xuất thì một số thiết bị truyền động hoạt động trong những điều kiện
khác nhau cần phải đo vận tốc cũng như là mô men hoạt động. Mơ men được chia ra
làm hai loại, đó là mơ men tĩnh và mơ men động. Có hai phương pháp chính để đo mơ
men, đó là phương pháp đo trực tiếp và đo gián tiếp. Đo trực tiếp (In-line) là phương
pháp đo mà ở đó thiết bị đo sẽ được gắn trực tiếp trên trục truyền mơ men, cịn phương
pháp đo gián tiếp (Reaction) là dùng thiết bị để hãm mơ men sinh ra và lực hãm đó
chính bằng mơ men lực cần đo. Phương pháp đo trực tiếp có lợi thế hơn phương pháp
gián tiếp vì nó có thể loại bỏ được một số mô men ký sinh (mô men hãm do ma sát của
vịng bi, mơ men qn tính của thiết bị truyền động…).
Trong nghiên cứu này, mục tiêu là xây dựng hệ thống thí nghiệm có thể đo được
mô men xoắn và tốc độ quay của những chuyển động quay và dao động xoắn dựa trên
phương pháp đo gián tiếp. Phương pháp đo gián tiếp là dung thiết bị hãm làm dao động
dừng lại và lực hãm đó chính bằng mơ men sinh ra của chuyển động và cảm biến mơ
men có độ chính xác cao để xác định mơ – men, tín hiệu được lấy mẫu dựa trên thời
gian thực và giao tiếp với máy tính dùng phần mềm Labview.
1.2 Mục tiêu
- Thiết kế và chế tạo phanh MRB
- Kiểm chứng đặc tính của phanh MRB

- Tìm hiểu Card thu thập dữ liệu, cảm biến mơ men, phương pháp đo mô men và
ứng dụng của Labview trong thu thập dữ liệu theo thời gian thực
- Xây dựng hệ thống đo lường mô – men và vận tốc góc.
- Viết chương trình thu thập dữ liệu, chương trình điều khiển, và tính tốn và hiển
thị kết quả đo giao tiếp với máy tính qua phần mền Labview.
- Kiểm chứng kết quả điều khiển bằng thực nghiệm.
1


1.3 Phạm vi thực hiện đề tài
Do giới hạn về thời gian và kinh phí, đề tài thực hiện đo mơ men dung phương
pháp đo gián tiếp. Trong đó, thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống đo thông qua phần
mềm Labview và kiểm chứng đặc tính của phanh lưu chất từ biến bằng thực nghiệm.
1.4 Phương pháp thực hiện
1.4.1 Cơ sở phương pháp luận
- Dựa trên các tài liệu tham khảo, từ đó rút ra lý thuyết thực hiện, đồng thời
xây dựng các phương án tiến hành.
- Theo các yêu cầu đặt ra của từng phương án, kết hợp khảo sát thực tế chọn
ra phương án tối ưu nhất cho đề tài.
- Từ phương án tốt nhất được chọn, tiến hành chế tạo và thử nghiệm lấy mẫu
trên thiết bị.
- Cuối cùng, đưa ra đánh giá chung cho thiết bị.
1.4.2 Các phương pháp thực hiện cụ thể
1.4.2.1 Phương pháp lý thuyết
- Tham khảo tài liệu, các bài báo, tổng hợp kiến thức lý thuyết và nguyên lý
hoạt động của hệ thống từ đó thiết kế sơ bộ sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý tổng
quát cho hệ thống đo.
- Thơng qua tính tốn, khảo sát thực tế để chọn các thiết bị phù hợp và tối ưu
cho hệ thống, từ đó đưa ra bản thiết kế hoàn chỉnh.
1.4.2.2 Phương pháp thực nghiệm

Dựa trên bản thiết kế hoàn chỉnh tiến hành chế tạo, lắp ráp hệ thống.
Tiến hành thực nghiệm trên hệ thống, so sánh kết quả thí nghiệm và lý
thuyết, từ đó đưa ra qui trình đo và sử dụng.


Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ CARD THU THẬP DỮ LIỆU NI PCI – 6225

2.1 Giới thiệu chung về card đo lường và điều khiển
Card đo lường và điều khiển là thiết bị giao tiếp với máy tính qua cổng ISA
hoặc PCI có chức năng thu thập dữ liệu từ các cảm biến và đưa vào máy tính và thơng
qua card này máy tính có thể ra lệnh điều khiển các phần tử cơ cấu chấp hành.
2.2 Card thu thập dữ liệu NI PCI – 6225
Card NI PCI – 6225 là thiết bị sử dụng thu thập dữ liệu tốc độ cao từ các phần
tử ngoại vi. Card này là một thiết bị thu thập dữ liệu đa chức năng thuộc dịng sản
phẩm loại M ( M series) của cơng ty National Instrument (NI). Card được sử dụng rộng
rãi trên nhiều lĩnh vực từ học tập, nghiên cứu khoa học, thí nghiệm, đến ứng dụng
trong công nghiệp.
2.3 Thông số kỹ thuật
Bảng 2.1 Thơng số kỹ thuật card NI 6225
Thơng số chung
Dịng sản phẩm

DAQ đa chức năng

Kiểu đơn vị đo

Điện áp, dòng điện, xung

Chuẩn kết nối

PCI

Hệ điều hành hỗ trợ

Linux, Mac OS, Real-Time, Windows

Đọc tín hiệu Analog
Số kênh đơn

80

Số kênh vi phân

40

Độ phân giải

16 bit

Tốc độ lấy mẫu
Điện áp đọc tối đa

250 kS/s đơn kênh
250 kS/s đa kênh


Phạm vi

-10 V – 10 V

Độ chính xác

3100 µV

Độ nhạy

97.6 µV

Điện áp đọc tối thiểu
Phạm vi

-200 mV – 200 mV

Độ chính xác

112 µV

Độ nhạy

5.2 µV

Số vùng dữ liệu

4

Lấy mẫu đồng thời

Khơng

Bộ nhớ trong

4095 mẫu

Tín hiệu analog ra
Số kênh

2

Độ phân giải

16 bit

Điện áp tối đa
Phạm vi

-10 V – 10 V

Độ chính xác

3230 µV

Điện áp tối thiểu
Phạm vi

-10 V – 10 V

Độ chính xác

3230 µV

Tốc độ cập nhật

833 kS/s

Dịng truyền động đơn

5 mA

Tín hiệu Digital Vào/Ra
Kênh 2 chiều

24

Số kênh chỉ vào

0

Số kênh chỉ ra

0

Định thời

Phần cứng, phần mềm

Số dòng xung

8

Tốc độ xung tối đa

1MHz


Mức logic

TTL

Bộ lọc đầu vào lập trình được

Có

Có khả năng lập trình trạng thái
cung cấp năng lượng

Có

Tín hiệu digital vào
Kiểu vào

Sinking, Sourcing

Điện áp tối đa

0V – 5V

Tín hiệu digital ra
Kiểu ra

Sinking, Sourcing

Dòng đơn

24 mA

Dòng tổng

448 mA

Điện áp tối đa

0V – 5V

Bộ đếm/định giờ
Định giờ quan sát

Không

Số bộ đếm

2

Số kênh DMA

2

Phép tốn đệm

Có

Hãm/loại bỏ trục trặc phần cứng

Có

Tần số nguồn tối đa

80MHz

Tạo xung

Có

Kích thước

32 bit

Tính ổn định của bộ qt

50ppm

Mức logic

TTL

Định giờ/Kích hoạt/Đồng bộ hóa
Kích hoạt

Tín hiệu kĩ thuật số

Đồng bộ hóa Bus(RTSI)

Có

Thơng số kỹ thuật vật lý
Dài

15.5 cm


Rộng

9.7 cm

Cổng kết nối Vào/Ra

68-pin VHDCI female

2.4 Sơ đồ chân kết nối

Hình 2.1 Sơ đồ chân kết nối card NI 6225


2.5 Hình ảnh thực tế

Hình 2.2 Block terminal card NI 6225

Hình 2.3 Card NI PCI 6225


Chương 3: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM LABVIEW

3.1 Giới thiệu LabVIEW
LabVIEW (Laboratoty Virtual Instrument Engineering Workbench) là mơi
trường lập trình ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người,
thuật toán và các thiết bị. Khác với những ngơn ngữ lập trình sử dụng các từ vựng (từ
khóa) cố định viết trên nền văn bản để tạo ra các dòng lệnh hoặc mã lệnh, LabVIEW sử
dụng ngơn ngữ lập trình đồ họa Graphical . Với việc sử dụng các khối hình ảnh sinh
động cùng các dây nối để tạo ra các lệnh, các hàm một cách trực quan về dễ hiểu nhất.
LabVIEW sử dụng lập trình lưu đồ, ở đó luồng dữ liệu xun qua cac nút trên sơ đồ
khối xác định mệnh lệnh của các VI và các hàm chức năng. Các VI, hay thiết bị ảo, là
các chương trình LabVIEW bắt chước các dụng cụ vật lý.
Chính những sự khác biệt trên mà LabVIEW đã giúp cho việc lập trình trở nên
đơn giản hơn bao giờ hết, đặc biệt LabVIEW rất phù hợp đối với kỹ sư, nhà khoa học,
hay giảng viên. Chính sự đơn giản, dễ học, dễ nhỡ đã giúp cho LabVIEW trở thành
một trong những công cụ phổ biến trong các ứng dụng thu thập dữ liệu từ cảm biến,
phát triển thuật toán, và điều khiển thiết bị tại các phịng thí nghiệm trên thế giới.
Đồng thời, LabVIEW hỗ trợ các kỹ sư, nhà khoa học và sinh viên, vv.. xây dựng
các thuật toán một cách nhanh, gọn, sáng tạo, và dễ hiểu. Các thuật tốn này sau đó
được áp dụng lên các mạch điện và cơ cấu chấp hành thông qua nhiều chuẩn giao tiếp
như chẩn RS232 (giao tiếp qua cổng COM), chuẩn USB, chuẩn giao tiếp mạng
TCP/IP, UDP, chuẩn GPIB, vv.. Vì vậy LabVIEW là một ngơn ngữ giao tiếp đa kênh.
LabVIEW hỗ trợ hầu hết các hệ điều hành (Windows (2000, XP, Vista,
Windows7,8), Linux, MacOS, Window Mobile, Window Embedded.
3.2 Các ứng dụng của LabVIEW
LabVIEW được sử dụng trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, cơ điện tử,
robotics, vậy lý, toán học, sinh học, vật liệu, ô tô, vv.. Nhìn chung:


-

LabVIEW giúp kỹ sư kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp hành nào
với máy tính.

-

Thu thập dữ liệu (Data Acquisition) các loại như tín hiệu tương tự (analog), tín
hiệu số (digital), hình ảnh (vison), âm thanh (audio), vv..

-

Điều khiển trực tiếp các cơ cấu chấp hành.

-

LabVIEW hỗ trợ các giao thức giao tiếp khác nhau như RS232, RS485 ,USB,

PCI, PXI, TCP/IP.
3.3 Cấu trúc
3.3.1 Thiết bị ảo (VI – Vitual Instrument)
Lập trình LabVIEW trên cơ sở thiết bị ảo. Các đối tượng trong thiết bị ảo được
sử dụng để mô phỏng các thiết bị thực, nhưng chúng được đưa vào bởi phần mềm. Các
VI (thiết bị ảo) tương tự như các hàm trong các ngôn ngữ lập trình khác.
3.3.2 Front Panel
Một chương trình chung trong LabVIEW gồm 3 phần chính: một là giao diện
với người sử dụng (Front Panel), hai là giao diện dạng sơ đồ khối cung cấp mã nguồn
(Block Diagram) và biểu tượng kết nối (Icon/Connector). Front Panel là một panel
tương tự như panel của thiết bị thực tế ví dụ các nút bấm, nút bật, các đồ thị và các bộ
điều khiển. Từ Front Panel người dụng chạy và quan sát kết quả có thể dùng chuột, bàn
phím để đưa dữ liệu vào sau đó cho chương trình chạy và quan sát.
Front Panel thường gồm các bộ điều khiển (Control) và các bộ chỉ thị

(Indicator):
Control là các đối tượng đặt trên Front Panel để cung cấp dữ liệu cho chương
trình. Nó tương tự như đầu vào cung cấp dữ liệu.
Indicator là đối tượng được đặt trên Front Panel dùng để hiển thị kết quả, nó
tương tự như bộ phận đầu vào của chương trình.


3.3.3 Block Diagram
Block Diagram của một VI là một sơ đồ được xây dụng trên mơi trường
LabVIEW, nó có thể gồm nhiều đối tượng và các hàm khác nhau để tạo các câu lệnh
để chương trình thực hiện. Block Diagram là một mã nguồn đồ họa của một VI. Các
đối tượng trên Front Panel được thể hiện bằng các thiết bị đầu cuối trên Block
Diagram. Các thiết bị đầu cuối chỉ mất đi sau khi loại bỏ đối tượng tương ứng trên
Front Panel.
Cấu trúc của một Block Diagram gồm nhiều các thiết bị đầu cuối (Terminal),
Nút (Node) và các dây nối (Wire).
Terminal: là các cổng mà dữ liệu truyền qua giữa Block Diagram và Front
Panel, và giữa các node trong Block Diagram. Các terminal nằm dưới dạng các Icon
của các Function.
Node: là các phẩn tử thực thi chương trình, chúng tương tự như các mệnh đề,
toán tư, hàm và các chương trình con trong các ngơn ngữ lập trình thơng thường.
Wire: là các dây nối dữ liệu giữa các nút (node).
3.4 Giao diện người dùng và các công cụ hỗ trợ cơ bản của LabVIEW
3.4.1 Khởi động chương trình

Nhấp vào biểu tượng LabVIEW như hình
động LabVIEW.

ta có được giao diện khi khởi

Hình 3.1 Cửa sổ chờ của Labview

Vào File>>New VI để vào mối trường lập trình hình Front Panel và
Block Diagram

Hình 3.2 Cửa sổ Front Panel


Hình 3.3 Cửa sổ Block Diagram

3.4.2 Các cơng cụ hỗ trợ lập trình
Việc lập trình trên LabVIEW cần sử dụng các bản: Tools Palette, Controls
Palette, Functions Palette, các bản đồ đó cung cấp các chức năng để người sử dụng có
thể tạo và thay đổi trên Front Panel và Block Diagram.
3.4.3 Tool Panel:
Tools panel xuất hiện trên cả Front Panel và Block Diagram. Bảng này cho
phép người sử dụng có thể xác lập các chế độ làm việc đặc biệt của con trở chuột. Khi
lựa chọn một công cụ, biểu tượng của con trở sẽ được thay đổi theo biểu tượng của con
trỏ đó.
Nếu thiết lập chế độ tự động lựa chon công cụ và người sử dụng di chuyển con
trỏ qua các đối tượng trên Front Panel hoặc Block Diagram, LabVIEW sẽ tựu dộng lựa
chon công cụ phù hợp trên bảng tools palate.
Để truy cập vào tools palette ta chọn Menu: View>>Tools Palette. Thanh cơng
cụ Tools Palette gồm có:


Hình 3.4 Thanh cơng cụ Tools panel

Operating tool.

Positioning
tool.
Labeling tool.
Wiring tool.
Object Pop – up Menu tool.
Scroll tool.
Breakpoint tool.
Probe tool.
Color copy tool.
Color tool.


3.4.4 Bảng điều khiển (Controls Palette)
Bảng điều khiển chỉ duy nhất xuất hiện trên Front Panel. Bảng điều khiển chứa
các bộ điều khiển (Control) và các bộ hiển thị (Indicator). Bảng điều khiển được minh
họa hình sau.

Hình 3.5 Bảng điều khiển (Controls Palette)

Bảng điều khiển được sử dụng để thiết kế cấu trúc mặt hiển thị gồm các thiết
bị: các cơng tắc, các loại đèn, các loại màn hình hiển thị… Với bảng điều khiển này,
người sử dụng có thể chọn các thiết bị chuẩn do hãng cung cấp. Bảng điều khiển dùng
để cung cấp dũ liệu đầu vào và hiển thị kết quả đầu ra.
3.4.5 Một số bộ điều khiển và hiển thị trên Controls Palette
Numeric Controls/Indicators:
Bộ công cụ này được sử dụng để hiển thị và điều khiển dữ liệu dạng số trong
chương trình.


Hình 3.6 Bảng Numeric Controls

Boolean Controls/Indicators
Bộ cơng cụ này cung cấp 2 giá trị True và False. Khi thực hiện chương trình
người sử dụng dùng chuột để điều khiển giá trị của thiết bị. Việc thay đổi giá trị của
các thiết bị đó được xác lập ở chế độ là các Control. Cịn nếu ở chế độ là các Indicator
thì giá trị khơng thay đổi vì chúng chỉ là các thiết bị hiển thị.

Hình 3.7 Bảng Boolean Controls

String Controls/Indicators:


Các điều khiển này dùng để nhập và hiển thị các ký tự, nó cũng có thể được xác
lập ở chế độ đầu vào hay đầu ra.

Hình 3.8 Bảng String Controls

Functions Palette
Bảng Functions Palette chỉ xuất hiện trên Block Diagram. Bảng này chứa các
VI và các hàm mà người sử dụng dùng để xây dựng nên các khối lưu đồ. Bảng
Function Palette được minh họa trong hình.
Với bảng Functions Palette, người lập trình thực hiện các lệnh như: Tạo vịng
lặp, lựa chọn thơng qua các nhóm hàm, chức năng đã được cung cấp bên cạnh đó từ
bảng này người sử dụng có thể tọa ra và dùng lại các hàm. Các hàm tốn học được
minh họa thơng qua các biểu tượng. Khi muốn lựa chọn thực hiện một hàm nào đó thì
người sử dụng chọn biểu tượng thể hiện cho hàm đó và có thể kéo thả ở bất kì vị trí nào
trên Block Diagram sau đó xác định những đầu vào và ra cần thiết.