Einführung LabVIEW, 3. Auflage

Einführung LabVIEW, 3. Auflage

 

 

 

von: Wolfgang Georgi, Ergun Metin

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2007

ISBN: 9783446415812

Sprache: Deutsch

481 Seiten, Download: 11440 KB

 
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Einführung LabVIEW, 3. Auflage



  Vorwort 6  
  Inhalt 10  
  Teil I: Grundlagen des Programmierens inLabVIEW 18  
     1 Was ist LabVIEW? 20  
        1.1 Entwicklungsstufen 20  
        1.2 Was will dieses Lehrbuch? 21  
        1.3 Installation 22  
        1.4 Einführendes Beispiel 22  
           1.4.1 Programmierung von c = a + b 27  
           1.4.2 Speicherung als Programm Add.vi 30  
           1.4.3 Starten und Stoppen von Add.vi 31  
           1.4.4 Fehlersuche in Add.vi (Debugging) 31  
        1.5 Beispiel für eine Grafik in LabVIEW 33  
        1.6 Grundlegende Konzepte von LabVIEW 34  
           1.6.1 Frontpanel 34  
           1.6.2 Blockdiagramm 34  
        1.7 Rezepte 35  
        1.8 Shortcuts 36  
     2 Einstellungen, Sprachenwahl, Paletten 38  
        2.1 Einstellungen 38  
           2.1.1 'Neu und geändert in 8.x' 38  
           2.1.2 Frontpanel 39  
           2.1.3 Blockdiagramm 40  
           2.1.4 Ausrichtungsgitter 42  
           2.1.5 Wiederherstellungen 43  
        2.2 Sprachenwahl 44  
           2.2.1 Menüpunkte 44  
           2.2.2 Werkzeuge – Optionen 44  
           2.2.3 Datei – VI-Einstellungen 45  
        2.3 Paletten 45  
           2.3.1 Werkzeugpalette (Tools Palette) 45  
           2.3.2 Eingabe-/Ausgabe-Elemente 47  
           2.3.3 Funktionenpalette 49  
        2.4 Benutzerdefinierte Palettenansichten 52  
     3 Programmstrukturen 56  
        3.1 Strukturiertes Programmieren 56  
        3.2 Sequenz 58  
        3.3 Alternative, Case-Struktur 63  
        3.4 Schleifen 67  
     4 Datentypen 73  
        4.1 Numerische Datentypen 73  
           4.1.1 Kontextmenü: Darstellung 73  
           4.1.2 Kontextmenü: Format und Genauigkeit 74  
        4.2 Boolesche Datentypen 76  
        4.3 String und Pfad 78  
        4.4 Arrays 81  
           4.4.1 Definition und Initialisierung eines 1-dimensionalen Arrays 81  
           4.4.2 Definition und Initialisierung eines 2-dimensionalen Arrays 83  
           4.4.3 Rechnen mit Arrays: Addition 84  
           4.4.4 Rechnen mit Arrays: Multiplikation 86  
           4.4.5 Steuerung von FOR-Schleifen mit Arrays 87  
           4.4.6 Behandlung einzelner Arrayelemente 89  
        4.5 Cluster 91  
           4.5.1 Erzeugung eines Clusters 92  
           4.5.2 Clusterwerte ändern 94  
           4.5.3 Aufschlüsseln eines Clusters 95  
           4.5.4 Umordnen der Elemente eines Clusters 97  
        4.6 Ring & Enum 97  
        4.7 Gestaltung von Panel und Diagramm 100  
     5 Unterprogramme 101  
        5.1 Wozu Unterprogramme (SubVIs)? 101  
        5.2 Erstellen von Unterprogrammen 102  
           5.2.1 Einführendes Beispiel 102  
           5.2.2 Weitere Hinweise für die Erstellung eines Unterprogramms 106  
           5.2.3 Einstellungen für Programme und Unterprogramme 107  
           5.2.4 Erstellen von Unterprogrammen mit internem Zustand 110  
           5.2.5 Erstellen von polymorphen Unterprogrammen 111  
        5.3 Aufruf von Unterprogrammen 113  
           5.3.1 Statische Bindung 114  
           5.3.2 Dynamische Bindung 115  
              5.3.2.1 VI-Referenz öffnen und schließen 115  
              5.3.2.2 Aufruf eines VI über seine Referenz 117  
              5.3.2.3 Beispiel für den SubVI-Austausch während der Laufzeit 118  
              5.3.2.4 Rekursiver Aufruf von Unterprogrammen 119  
              5.3.2.5 Testen (Debugging) von ablaufinvarianten SubVIs 119  
     6 Prozessvisualisierung 122  
        6.1 OOP-Konzepte 122  
        6.2 Eigenschafts- und Methodenknoten 122  
        6.3 Grafische Ausgabe 126  
           6.3.1 Chart (Signalverlaufs-Diagramm) 127  
              6.3.1.1 Darstellung einer Sinuskurve 127  
              6.3.1.2 Darstellung von zwei oder mehr Kurven in einem Chart 129  
              6.3.1.3 Legende zu einem Chart oder Graphen 130  
              6.3.1.4 Skalierung der Ordinate in einem Chart 131  
           6.3.2 Graph 133  
              6.3.2.1 Darstellung einer Sinuskurve 133  
              6.3.2.2 Darstellung von zwei oder mehr Kurven in einem Graphen 135  
              6.3.2.3 Skalierung der Abszisse in einem Graphen 137  
           6.3.3 XY-Graph 138  
              6.3.3.1 Darstellung einer Relation im XY-Graphen 139  
              6.3.3.2 Darstellung mehrerer Relationen in einem XY-Graphen 140  
           6.3.4 Signalverlauf 141  
        6.4 Express-VIs 146  
           6.4.1 Ein Express-VI zur Erzeugung von Kurven 146  
           6.4.2 Express-VI zur Erstellung von Berichten 148  
     7 Referenzen 149  
        7.1 Einführendes Beispiel 149  
           7.1.1 Vertauschung von zwei Variablenwerten 149  
           7.1.2 Referenzen auf Bedien- und Anzeigeelemente 150  
           7.1.3 Lösung des Vertauschungsproblems 151  
        7.2 Vererbung 152  
           7.2.1 Eigenschaften der Basisklasse 154  
           7.2.2 Eigenschaften von abgeleiteten Klassen 155  
     8 Datentransfer von und zur Festplatte 157  
        8.1 Dateifunktionen 157  
           8.1.1 Allgemeines zur Speicherung von Dateien 157  
           8.1.2 Menüs 159  
           8.1.3 Einführendes Beispiel 160  
           8.1.4 Modifiziertes Beispiel 162  
           8.1.5 Beispiel: Anlegen einer Protokolldatei 163  
           8.1.6 Überschreiben ohne Warnung 163  
        8.2 Dateifunktionen bei LabVIEW 7.0 und 7.1 164  
        8.3 Pfade 166  
           8.3.1 Pfadkonstanten 166  
           8.3.2 Pfadkonstante 'Standardverzeichnis' 167  
           8.3.3 'Standardverzeichnis' ändern 168  
           8.3.4 'Standard-Datenverzeichnis' ändern 169  
           8.3.5 Lesen und Schreiben anderer Datentypen 169  
           8.3.6 Verketten von Schreib- und Lesefunktionen 170  
           8.3.7 Tabellenkalkulation 171  
        8.4 Pfade in einer EXE-Datei 171  
        8.5 Fortgeschrittene Dateitypen 174  
           8.5.1 LVM-, TDMS- und TDM-Dateien 174  
           8.5.2 ZIP-Dateien 177  
           8.5.3 Konfigurationsdateien 179  
     9 LabVIEW-Kurzüberblick 184  
        9.1 Aufbau des LabVIEW-Systems 184  
           9.1.1 Interpretieren oder Kompilieren? 184  
           9.1.2 Datenflussprogrammierung 185  
           9.2 Projektverwaltung 187  
           9.3 Erstellung von EXE-Dateien 188  
              9.3.1 Warum EXE-Dateien? 188  
              9.3.2 Erstellung einer EXE-Datei 189  
           9.4 Entwicklungsumgebung von LabVIEW 8.x 194  
              9.4.1 Deaktivierungsstrukturen 194  
              9.4.2 Debug-Einstellung in der Projektverwaltung 196  
           9.5 LabVIEW-Bibliotheken 197  
           9.6 Umwandeln von LLB-Bibliotheken 201  
           9.7 Hilfen zu LabVIEW 203  
  Teil II: Technische Anwendungen 206  
     10 Fouriertransformation 208  
        10.1 Zeit- und Frequenzbereich 208  
           10.1.1 Die reelle Fouriertransformation 209  
           10.1.2 Darstellung der Fourierkoeffizienten c k in LabVIEW 213  
        10.2 Diskrete Fouriertransformation 216  
           10.2.1 Satz von Shannon 216  
           10.2.2 Aliasing 217  
           10.2.3 Frequenzauflösung 218  
     11 Filterung 221  
        11.1 Filtertypen 221  
           11.1.1 Ideale und reale Filter 221  
           11.1.2 Beispiel eines digitalen Filters 222  
        11.2 LabVIEW-Filterfunktionen 225  
        11.3 Filterung im Frequenzbereich 228  
           11.3.1 Idee der Filterung im Frequenzbereich 228  
           11.3.2 Die inverse Fouriertransformation in LabVIEW 228  
           11.3.3 Beispiel eines Tiefpasses 228  
     12 Differenzialgleichungen 231  
        12.1 Lösen mit LabVIEW-ODE-Funktionen 231  
        12.2 Lösen nach dem Analogrechnerprinzip 234  
           12.2.1 Blockdiagramm-Darstellung 234  
           12.2.2 Vereinfachungen 237  
        12.3 Globale Variablen 238  
        12.4 Genauigkeit numerischer Verfahren 240  
     13 Systeme von Differenzialgleichungen 244  
        13.1 Systeme gewöhnlicher Differenzialgleichungen 244  
        13.2 Gekoppeltes Feder-Masse-System 244  
           13.2.1 Lösung mit eingebauter ODE-Funktion 245  
           13.2.2 Lösung mit Blockdiagramm wie in MATLAB® 247  
        13.3 Umwelt und Tourismus 248  
     14 Parallelverarbeitung, Ereignis-, Zeitsteuerung 252  
        14.1 Einführendes Beispiel 252  
        14.2 Grundbegriffe der Parallelverarbeitung 254  
           14.2.1 Multiprocessing, Multitasking, Multithreading 254  
           14.2.2 Synchronisation von Prozessen 255  
        14.3 Parallelverarbeitung unter LabVIEW 256  
           14.3.1 Erzeugen von Ressourcen für die Prozesskommunikation 258  
           14.3.2 Freigabe von Ressourcen der Prozesskommunikation 260  
           14.3.3 Zeitbegrenzung schont Ressourcen 261  
        14.4 Prozess-Synchronisation ohne Datenaustausch 262  
           14.4.1 Occurrences 262  
           14.4.2 Semaphor 262  
           14.4.3 Rendezvous 264  
        14.5 Prozess-Synchronisation mit Datenaustausch 265  
           14.5.1 Melder-Operationen 266  
           14.5.2 Queue-Operationen 268  
        14.6 Ereignisgesteuerte Programmierung 268  
           14.6.1 Frontpanel-Ereignisse 268  
           14.6.2 Wertänderungs-Ereignisse 273  
        14.7 Zeitschleifen 275  
  Teil III: Kommunikation 278  
     15 Serielle Eingabe/Ausgabe 280  
        15.1 RS 232 280  
        15.2 Programmierung in LabVIEW 282  
           15.2.1 Beispiel für VISA-Programmierung 282  
           15.2.2 Wo findet man die VISA-Funktionen? 285  
        15.3 Arbeiten mit CLF-Knoten (Code Library Function) 286  
           15.3.1 Programmieren einer eigenen DLL in C oder C++ 286  
           15.3.2 Anschließen einer DLL an einen CLF-Knoten 288  
        15.4 Die USB-Schnittstelle 290  
     16 Datenerfassungskarten, MAX 296  
        16.1 Datenerfassungskarten 296  
           16.1.1 Wann benutzt man Datenerfassungskarten? 296  
           16.1.2 Beispiel einer Konfiguration 297  
           16.1.3 Measurement and Automation Explorer (MAX) 298  
              16.1.3.1 Behandlung von Ports mit dem MAX 299  
              16.1.3.2 Behandlung der Datenerfassungskarte nebst Zubehör mit dem MAX 301  
     17 Internet 311  
        17.1 Allgemeine Bemerkungen zum Internet 311  
           17.1.1 Ethernet 311  
           17.1.2 Ethernet-Karten, MAC- und IP-Adresse 312  
           17.1.3 TCP/IP-Protokoll 312  
        17.2 Einfaches LabVIEW-Beispiel: Ping 313  
        17.3 Programmieren mit DataSocket 315  
        17.4 Programmieren mit TCP/IP 318  
           17.4.1 Server und Client 318  
           17.4.2 Beispiel für die Übertragung von Sinusdaten über TCP/IP 319  
  Teil IV: Fortgeschrittene Techniken 322  
     18 Objektorientierte Programmierung 324  
        18.1 Warum objektorientiert? 324  
        18.2 Erstes Beispiel zur objektorientierten Programmierung 327  
           18.2.1 Bildung einer Klasse 327  
           18.2.2 Private Eigenschaften der Klasse 328  
           18.2.3 Methoden der Klasse 329  
        18.3 Weitere Beispiele zur OOP 333  
           18.3.1 Vererbung 333  
           18.3.2 Polymorphie 336  
           18.3.3 Modulaustausch 340  
        18.4 Schutz einer Klassenbibliothek 348  
     19 LabVIEW und Tabellenkalkulation 352  
        19.1 Schreib-/Lesebefehle zur Tabellenkalkulation 352  
        19.2 Allgemeines über ActiveX 355  
           19.2.1 ActiveX-Container in LabVIEW 355  
           19.2.2 ActiveX in LabVIEW zur Steuerung von Anwendungen 358  
        19.3 Beispiele zur Anwendung auf Excel 358  
           19.3.1 Öffnen und Schließen von Excel 359  
           19.3.2 Sichtbarmachen einer Excel-Tabelle 360  
           19.3.3 Eintragen von Daten in eine Excel-Tabelle 362  
           19.3.4 Verwendung von SubVIs 362  
           19.3.5 Geschwindigkeit der Datenspeicherung 365  
           19.3.6 Erstellen von Makros zum Umwandeln einer Tabelle in eine Grafik 366  
           19.3.7 Aufruf von Makros in LabVIEW mit Hilfe von ActiveX 369  
           19.3.8 Erhöhung der Geschwindigkeit 371  
           19.3.9 Schreiben mehrerer Dateien 374  
        19.4 Arbeiten unter Linux 378  
           19.4.1 OpenOffice.org Calc und LabVIEW 379  
           19.4.2 Vorbereitungen 380  
           19.4.3 Öffnen und Schließen von OpenOffice.org Calc 380  
           19.4.4 Erstellen von Makros zum Umwandeln einer Tabelle in eine Grafik 383  
        20 Zustandsautomaten 384  
           20.1 Definition 384  
              20.1.1 Notation für Zustandsautomaten 384  
              20.1.2 Umsetzung Zustandsdiagramm ? LabVIEW-Programm 386  
                 20.1.2.1 Strings für die Zustandsauswahl 386  
                 20.1.2.2 Enum für die Zustandsauswahl 388  
                 20.1.2.3 Verwendung von Ctl-Elementen bei der Enum-Programmierung 390  
           20.2 Münzautomat 392  
           20.3 Münzautomat mit Queues und Ereignisstrukturen 400  
        21 TCP/IP-Server und mehrere Clients 406  
           21.1 Vorüberlegungen 406  
           21.2 TCP/IP-SubVIs 406  
              21.2.1 Schreiben über TCP/IP 407  
              21.2.2 Lesen von TCP/IP 408  
              21.2.3 Anwendungsbezogene Fehlerbehandlung 408  
           21.3 Server und Client als Zustandsautomaten 409  
           21.4 Client/Server-Anwendung 412  
              21.4.1 Die Client-Anwendung 412  
              21.4.2 Server mit einem Client 417  
              21.4.3 Server mit mehreren Clients 418  
        22 Compact RIO-System und FPGA 424  
           22.1 Definition 424  
           22.2 Installation 426  
           22.3 Programmierbeispiele 430  
              22.3.1 Zusammenarbeit cRIO-9012 mit einem Laptop 430  
              22.3.2 FPGA-Anwendung auf dem cRIO-9012 mit Laptopunterstützung 435  
              22.3.3 FPGA-Anwendung auf dem cRIO-9012 ohne Laptopunterstützung 443  
           22.4 Eine regelungstechnische Anwendung 448  
  Literatur 456  
  Index 458  
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