Що представляє собою середовище LabVIEW?
2.) Для чого можна використовувати LabVIEW?
3.) Що з себе являє лицьова панель?
4.) Що з себе являє блок діаграма?
5.) Для чого використовується даний термінал - в циклі While Loop?
Рис. 19.3. Зовнішня характеристика пристрою вимірювання і контролю вологості повітря.
5. Має бути відсутність зворотної дії пристрою на вимірювану величину (вплив пристрою на конденсатор – датчик вологості).
6. Забезпечення стабільність характеристик у часі й при різкій зміні навколишнього середовища.
7.Захист пристрою від перешкод.
Корпус має бути екранованим. Пристрій має знаходитись якомога далі від джерел потужного електромагнітного випромінювання.
8. Додаткові елементи контролю.
| |
Практична робота №2
Тема: створення приладів і підприладів у cередовищі програмування LabVIEW.
Мета: створити прилад, вказати його входи і виходи на панелі з'єднань (Show Connector), зберігти, щоб мати можливість використовувати його надалі як допоміжний.
Хід роботи
1. Створюємо новий проект Blank VI (File – new VI, або ctrl+N).
2. Вибираємо Front Panel.
3. На Front Panel вибираємо Modern>>> Numeric Control( ) - це буде перше число, і таким самим способом створюємо друге число.
4.Створюємо число, яке ми зможемо отримати при будь-яких арифметичних діях (в даному випадку множенні). Modern>>> Numeric Indicator ( ).
5. Потім переходимо на панель Block Diagram та:
а) в меню знаходимо значок множення - Numeric Multiply( ), з'єднуємо Numeric Control з елементом Numeric Multiply.
| |
В результаті частота імпульсів на виходах транзисторів буде різною. Для вимірювання частоти, що відповідає наявній вологості, необхідним є вихід транзистора VT2 UВИХ2 (оскільки схема є перехресною). При зміні С3 буде змінюватись частота імпульсів і відповідно покази усього пристрою вимірювання вологості [2].
Технічні вимоги
1. Лінійність характеристик.
Під цією вимогою розуміється, що для кожного блоку пристрою вхідна і вихідна величини повинні лінійно залежати одна від одної. Звичайно, що на практиці такої ідеальності ніколи не буде. Але при побудові заданого пристрою необхідно використати якомога кращу елементну базу для досягнення цієї вимоги. Надалі будемо вважати, що зовнішня характеристика пристрою є лінійною. Вид цієї характеристики показано на рис. 1.3. Вона представляє собою залежність напруги на виході від відносної вологості повітря , що знаходиться у вимірюваному приміщенні.
2. Висока точність вимірювання.
Пристрій має бути побудований таким чином, щоб похибка була мінімальною. Беручи до уваги твердження про ідеальність елементної бази з пункту 1 будемо мати, що похибка пристрою дорівнює нулю:
3. Висока чутливість пристрою.
Ця вимога необхідна для того, щоб при мінімальній зміні вологості (деяке значення ) пропорційно змінювалась і вихідна напруга пристрою (приріст ).
4. Надійність роботи.
Для збереження надійності роботи пристрій має бути виготовлений у міцному корпусі. Датчик вологості має бути добре закріплений та на нього не повинна впливати дія сторонніх фізичних чинників. Пристрій має живитись стабільною напругою живлення, у якої відсутні коливання.
| |
б) знаходимо значок суми Numeric Add( ) і також з'єднуємо.
в) знаходимо значок поділу Numeric Divide( ), з'єднуємо значки Numeric Multiply і Numeric Add.
6.Підвести всі лінії до Numeric Indicator (тобто провести лінію з’єднання від елементу Numeric Divide до елементу Numeric Indicator). Існує іконка, яка повністю замінює всю програму, яку ми раніше створили. Знаходиться вона в правому верхньому куті вікна і виглядає так: .
7. Перейти знову на Front Panel і на такому же значку натиснути правою кнопкою миші, з'явитися Show Connector (панель з'єднань).
8. На цій іконці ви вибираєте область (квадрат ) з лівої сторони, де б ви хотіли, щоб були входи, а справа квадрат - вихід підприладу і натискаєте на Numeric Control.
9. Збережіть проект (File – Save all або ctrl+shift+S). Для того, щоб використовувати цей прилад в іншому приладі, потрібно створити новий проект і на блокової діаграмі натиснути правою кнопкою миші і вибрати Select a VIі знайти той прилад, який ми раніше зробили.
10. Після того, як наш прилад з'явився на блокової діаграмі ми натискаємо на кінцях, які ми позначили як входи і вихід (пункт 8), натискаємо правою кнопкою мишки на перший вхід і вибираємо Create>>>> Control і з'явиться перше число.
| |
Якщо у початковий момент часу транзистор VT1 відкривається і переходить у насичений стан, то вся напруга на конденсаторі С1, який при закритому транзисторі VT1 і відкритому транзисторі VT2 був заряджений до напруги живлення UЖ, опиняється прикладеним позитивним потенціалом до бази транзистора VT2. Транзистор VT2 відкривається. Конденсатор С1 починає розряджатись від напруги + UЖ через протікання струму розрядки через резистор RБ1, підтримуючи потенціал бази транзистора VT2 позитивним, але спадаючим по значенню. В результаті транзистор VT2 знаходиться у режимі відтинання. Як тільки напруга на базі транзистора VT2 стане рівною нулю, він відкриється.
Одночасно з розрядкою конденсатора С1 проходить зарядка конденсатора С2 через резистор RБ2 до значення колекторної напруги транзистора VT2 (+ UЖ). Як тільки транзистор VT2 відкриється, позитивний потенціал конденсатора С2 буде поданий на базу транзистора VT1 і закриє його. Далі процес повторюється.
Рис. 19.2. Схема електрична принципова датчика вологості на мультивібраторі.
Робота схеми полягає у наступному. Схема працює у режимі генератора коливань і на виходах кіл обох транзисторів будуть імпульси напруги певної частоти. При вмиканні до схеми ємнісного датчика вологості С3 зміниться сумарна ємність кола транзистора VT1.
| |
11.Также робимо і для другого входу.
12.Для виходу теж натискаємо правою кнопкою миші, але Create>>>> Indicator.
13.Заходимо на лицьову панель (Front Panel) і вводимо значення в комірки, після чого натискаємо стрілочку Run.
14.Прилад працює.
Індивідуальні завдання
Варіант
| Завдання
|
| Створити прилад для знаходження синуса
числа sin7x7*log268
|
| Створити прилад для множення двох
чисел ∫x2dx * 7!
|
| Створити прилад для знаходження синуса
числа sin3x2*log234
|
| Створити прилад для знаходження косінуса
числа cos8x3*log216
|
| Створити прилад для знаходження
натурального логарифма числа lnx+lny
|
| Створити прилад для побудови найпростіших
графіків (Graph Indicators)
|
| Створити прилад для знаходження тангенса числа tg3y4*3!
|
| Створити прилад для знаходження модуля числа |4!-8!|
|
| |
У цій схемі зміна значення ємності конденсатора регіструється зміною частоти імпульсів генератора, у коливальний контур якого і увімкнений датчик [1].
Рис. 19.1. Загальний вид ємнісного датчика вологості.
Найпростіша схема генератора імпульсів може бути зібрана на основі мультивібратора (рис. 19.2). Він служить для генерування коливань формою, що відрізняється від синусоїдальної. Найчастіше мультивібратор має накопичувач енергії (в нашому випадку представлений конденсатором) і електронний ключ, перемикання якого зумовлене запасом енергії у накопичувачі. Мультивібратор зібрано на транзисторах VT1 та VT2 (каскади підсилення з сумісним емітером). Паралельно конденсатору С1 підключається ємнісний датчик С3. Також у схему вмикаються додаткові опори RБ1 і RБ2 та RК1 і RК2. Значення опорів, що увімкнені у бази та колектори транзисторів є рівними. Тому схема є повністю симетричною.
| |
| Створити прилад для знаходження куба
числа (cos 2,3)3
|
| Створити прилад для знаходження десяткового
логарифма числа lg28-lg11
|
| Створити прилад для виведення показань
температури (Numeric Indicators - Thermometer)
|
| Створити прилад для виведення показань
часу (Numeric - Gauge)
|
| Створити прилад арифметичного додавання
3 чисел (2,5+3 +(-0,003)
|
| Створити прилад для зведення числа в
квадрат ( log234)2
|
| Створити прилад для ділення двох
чисел (10i +14):cos 2,3
|
| Створити прилад для знаходження арифметичної
різниці 2 чисел |44|-4!
|
| Створити прилад для знаходження кореня
числа √4*log234
|
Зробіть індивідуальне завдання, згідно варіанту та оформіть звіт.
Контрольні питання:
1.) Розповісти про основні робочих інструментах в LabVIEW.
2.) Які дії потрібно зробити, щоб зв'язати елементи між собою?
3.) Поясніть зміст і призначення понять «віртуальний прилад»,
«лицьова панель», «блок-діаграма».
4.) Що знаходиться на блок-діаграмі?
| |
«Розробка пристрою вимірювання та контролю вологості повітря»
Теоретичні відомості
Еквівалентне визначення відносної вологості повітря має наступне формулювання: це відношення масової долі водяної пари, що міститься у повітрі, до максимально можливої за даної температури. Відносна вологість вимірюється у відсотках (тобто може приймати значення від 0 до 100 %). Варто відзначити, що найбільш прийнятним і оптимальним діапазоном відносної вологості для людини є 40…60%.
Необхідний пристрій контролю і вимірювання вологості повітря конструктивно повинен складатись із власне пристрою та схеми датчика. Схему датчика зручно реалізувати на основі властивостей ємності. Дія ємнісних датчиків базується на залежності ємності конденсатора від площі пластин, відстані між ними та діелектричної проникності середовища. Принцип дії ємнісного датчика такий. У процесі роботи водяна пара проникає через верхню пористу обкладку конденсатора (рис. 19.1) і врівноважується з оточуючим газом. Одночасно ця обкладка захищає електричні процеси, що протікають у полімерному шарі THERMOSET POLYMER, від зовнішньої фізичної дії (світло, електромагнітне випромінювання). Шар полімеру, що покриває пористий (в даному випадку платиновий) електрод зверху PORCUS PLATINUM LAYER служить захистом конденсатора від пилу, бруду та різноманітних масел. Така потужна фільтраційна система, з одного боку, забезпечує датчику тривалу безперервну роботу в умовах сильного забруднення оточуючого середовища, з іншого – знижує час перетворення величин. Зміна величини ємності у даному датчику відбувається за рахунок зміни діелектричної проникності у середовищі датчика. Для того, щоб процес зміни ємності від зміни вологості зафіксувати шляхом зміни електричних величин, цей датчик вмикають у спеціальну схему датчика-генератора.
| |
Практична робота №3
Тема: cтворення EXE-файлу з приладу.
Мета: навчитися створювати файли формату ЕХЕ з приладів, побудованих в середовищі LabVIEW.
Хід роботи
1.Відкрити новий проект.
2.На лицьовій панелі вибрати Graph Indicators( )>>> Chart( ). З’явиться елемент:
3.На блокової діаграмі вибрати Numeric>>> Random Number (випадкові числа) . Потім з'єднати два елементи на блокової діаграмі.
4.Далі внести ці елементи в цикл Execution Control>>> While Loop
| |
Блок 4(разом з компаратором на вході) – виконує вимикання праски та подання звукового сигнала, якщо її температура перевищує значення встановлене задатчиком температури.
Блок 5 – реалізує звуковий сигнал і вимикає ТЕН у раз нагріву праски до максимально допустимої температури.
Рис. 18.3. Результати моделювання
Висновок: отже, за допомогою графічного пакету Labview можна змоделювати або створити будь-яку систему керування будь-яким об’єктом керування. В даній роботі була досліджена і змодельована система керування електричною праскою згідно заданим технічним вимогам.
| |
5. Встановити таймер, через який час будуть оновлюватися значення. Programming( )>>> Timing( )>>> Wait (ms).
6.Далі вибираємо діапазон для таймера, для цього натискаємо на таймер правою кнопкою миші Create( )>>> Control( ). Міняємо на потрібне значення, в даному випадку на 100.
7.Переходимо на лицьову панель і натискаємо Run.
8. Прилад працює.
9.Обв’язково зберігаємо проект, але не закриваємо.
10. Вибираємо New Project>>> Add>>> Build Specifications( )>>> правою кнопкою миші New>>> Application (EXE) і знову ж таки зберігаємо проект.
| |
Рис. 18.2. Блок-діаграма пристрою
Блок 3 – реалізує функцію охолодження праски , внаслідок теплообміну з навколишнім серидовищем.
| |
12. Потім обираємо графу Source Files, і з вікна Project Files переносимо у вікно Startup Vis.
13.Обираємо Build.
14.На дереві проекту з'явиться My Application.
15.Натискаємо правою кнопкою миші - з'явиться Explore, де і буде наш EXE-файл. Копіюємо і виносимо його на робочий стіл.
16. Тепер той прилад, який ми робили в LabVIEW, ми можемо запускати вільно без використання пакета.
Індивідуальні завдання
Варіант
| Завдання
|
| Підприлад для знаходження об'єму кулі
|
| Підприлад для знаходження електричного опору
|
| Підприлад для знаходження прямолінійного прискорення
|
| Підприлад для знаходження теплоємності
|
| Підприлад для знаходження електричного заряду
|
| Підприлад для знаходження магнітної індукції
|
| |
Рис. 18.1. Лицева панель
На рис. 18.2 показана блок-діаграма роботи чайника.
Блок 1 – Дозволяє або забороняє нагрівання води. Обов’язковою умовою пароутворення є наявність води більше ніж 0,1л. Якщо ж умова не виконується, загоряється червоний світло діод, що підписаний що означає «Налийте води в касету»,але праска може працювати і без пару.
Блок 2 – виконує підрахунок температури , виходячи із напруги живлення, маси підошви,її початкової температури,теплоємності чавуну, опору ТЕНа , а також реалізує захист від перенавантаження (Якщо сила струму перевищить 3,42 А).
| |
| Підприлад для знаходження індуктивності
|
| Підприлад для знаходження ємності конденсатора
|
| Підприлад для знаходження тиску на глибині
|
| Підприлад для знаходження сили струму короткого замикання
|
| Підприлад для знаходження напруги
|
| Підприлад для знаходження роботи
|
| Підприлад для знаходження потужності
|
| Підприлад для знаходження магнітного потоку
|
| Підприлад для знаходження кінетичної енергії
|
| Підприлад для знаходження потенційної енергії
|
| Підприлад для знаходження сили Архімеда
|
| Підприлад для знаходження енергії магнітного поля
|
| Підприлад для знаходження механічної напруги
|
Зробіть індивідуальне завдання, згідно варіанту та оформіть звіт.
Контрольні питання:
1.) Як створити ЕХЕ-файл?
2.) Для чого служить таймер?
3.) Для чого можна використовувати осцилограф?
4.) Розкажіть про основні робочі інструменти в LabVIEW.
| |
Мета роботи
Метою роботи є розробка системи управління електричною праскою з заданими технічними вимогами.
Розробка програмного забезпечення системи з використанням графічного пакету Labview 8,6
Відповідно до технічних вимог та до комфортності використання праски розробляємо панель користувача (рис. 18.1). При цьому необхідно змоделювати заповнення касети водою, де елементом Knob задається кількість залитої води. Температуру вимикання нагрівального елементу будемо задавати елементом Knob, яка згідно вимог може змінюватись у діапазоні від 20 до 90 градусів. Миттєву температуру буде показувати елемент Thermometer, який захвачує діапазон від 0 до 100 градусів.
Миттєве значення напруги для наочності будемо відображати за допомогою елемента Gauge.Індикатором відсутності води буде червоний світло діод, який є стандартним індикатором із бібліотеки Boolean.
Кнопка On/Off реалізована елементом PictureRig, який дозволяє в залежності від його входу показувати одну з двох доступних іконок. Перша іконка – кнопка синя(вимкнено), друга – червона (ввімкнено). Таким чином при ввімкненні праски кнопка почервоніє.
Рівень води у чайнику реалізований також елементом Thermometer, проте він заповнений синім кольором і дещо збільшений в розмірах, щоб створити подібність покажчика рівня води.
| |
Практична робота №4
Тема:Розробка віртуального обчислювального пристрою з багатошаровою структурою.
Мета: Ознайомитися з обчислювальними функціями пакету LabVIEW і виконати індивідуальне завдання із застосуванням багатошарової структури, перевірити роботу обчислювального пристрою.
Для виконання лабораторної роботи № 4 використовуються вихідні дані інд. завд.(див. табл. «Індивідуальні завдання»), але з використанням багатошарової структури.
При розробці даного завдання будемо використовувати такі типи компонентів LabVIEW:
- Graph \ Waweform graph( ) - візуальний компонент; застосовується для відображення результатів розрахунку у вигляді графіка.
- Structures \ While loop( ) - невізуальних компонент; застосовується для створення циклів (while).
- Structures \ Formula node( ) - невізуальних компонент; застосовується для введення формул в текстовому вигляді.
- Numeric \ Add ( )- невізуальних компонент; додавання двох чисел.
- Comparison \ Less Or Equal( ) - невізуальних компонент; менше або рівне.
Хід роботи:
1. Щоб додати новий шар потрібно натиснути правою кнопкою миші на рамку елементу , який
| |
Отже, з часом виконується робота, виділяється енергія:
,де
T – час роботи праски.
Ця енергія йде на нагрівання робочої підошви праски та води в касеті , що знаходиться у безпосередньому контакті з ТЕНом , тому справедливе рівняння:
,де
с – питома теплоємність матеріалу підошви;
m – маса підошви;
– різниця температур ТЕНа та підошви
Таким чином кінцева температура води визначається за формулою:
Технічні вимоги
Контроль температури має бути в діапазоні 20…900С, тому датчик температури має бути розрахований на цю температуру (DS18B20 повністю покриває цей діапазон).
Контроль рівня води має виконувати датчик, який розрахований на температуру до 1000С. Можливість роботи з агресивними рідинами не обов’язкова, а тиск практично рівний атмосферному, тому LBP 341 повністю відповідає вимогам.
Керування напругою живлення відбувається симісторами. Так як потужність чайника Rowenta становить 0,66 кВт при напрузі 220В, то номінальна сила струму 660Вт/220В=3,01А. Звідси, симістор має витримувати номінальний струм з запасом на 10-20%, тому номінальний струм симістора становить не менше 3,5А, а напруги 220В. Цим вимогам відповідає ТС112-16-12-6-УХЛ2.
Індикація має бути реалізована за допомогою семи сегментних індикаторів, наприклад GNS-50011BD.
Звукову сигналізацію може виконувати будь-який звуковий сигналізатор, наприклад ЗП-1.
| |
визивається з меню та вибрати пункт Далі натиснути на цю рамку правою кнопкою миші і обрати з меню пункт .У першому шарі необхідно зробити введення даних функції f1(x) та f2(x) від рукояток інтерактивного завдання параметрів.
Щоб створити вхід та вихід із шару натисніть правою кнопкою миші на елементі Flat Sequence та оберіть з випадаючого меню пункт .
З’єднайте елемент керування (наприклад Numeric) з елементом, який ми щойно створили ( ). Зв'язок стає поміченим помаранчевим кольором
( ), а зверху елементу Flat Sequence з’являється перехід на наступний фрейм ( ). Далі дійте по аналогії.
2. У другому шарі необхідно прорахувати функцію f1 від початкового і до кінцевого значення аргументу х. Щоб додати вікно для набору формули, натисніть правою кнопкою миші на елементі Flat Sequence та оберіть з меню пункт ( Formula node). Для того, щоб сворити входи і виходи у структурі «Формула» натисніть на це вікно і оберіть відповідний пункт ( ).
3. У третьому шарі необхідно зробити теж саме з другою функцією f2.
4. А в четвертому шарі необхідно розрахувати задану функцію. В залежності від умови х> <= а, за це відповідають відповідні логічні елементи (напр. ).
5. У п'ятому шарі необхідно вивести всю інформацію на три окремі осцилографа (Graph indicators) або вивести всі три функції на трьохвходовий осцилограф кольоровими лініями. Де вибрати осцилограф вам вже відомо, а змінити вид ліній можна в настройках осцилографа (закладка Plots):
| |
«Управління праскою»
Принцип роботи електричної праски.
При натисканні на кнопку вимикача на ТЕН подається, через електрошнур напруга, підошва праски і вода в касеті праски починає нагріватися .Також є індикатор положення праски , у ввімкненому стані,коли праска розігрівається до потрібної температури і стоїть на заднику горить лампа - «на заднику» , як праска нагрівається до відповідної температури і відключає ТЕН загоряється лампа готовності прасування «на підошві». Після того як праска нагріється до заданої температури , датчик температури автоматично вимикає живлення. Підошва нагріває термодатчик, а вода в касеті біметалічну пластину у вимикачі, при нагріванні вона вигинається,тисне на вимикач і подється сигнал що пар готовий . Воду в касету праски наливати необов’язково,праска нормально працює і без пари , але при її відсутності загоряється лампа що сигналізує про порожність касети. Також є контроль рівня води (індикатор),який показує наявність води в касеті . На корпусі праски перемикач пари відповідно «з носика» і «з підошви».
Теоретичні відомості
В основу роботи праски покладений принцип теплообміну між нагрівальним елементом та твердими тілами. При подачі живлення через ТЕН починає протікати струм. Величина цього струму є постійною величиною, яка визначається лише активним опором ТЕНа та напругою живлячої мережі.
Як відомо при протіканні електричного струму через провідник з певним опором виділяється енергія потужністю:
| |
Приклад виконаної роботи
Таблиця 4.1
Варіант
| f1(x)
| f2(x)
| Хн
| Xк
|
|
|
| 0,8
| 3,6
| Розміщення компонентів на формі, і результат роботи програми:
Розроблена схема:
| |
1 - Час оновлення програми.
2 - Розрахунок розхіду води за секунду.
3 - Розрахунок розхіду за хвилину.
4 - Розрахунок вартості за хвилину.
5 - Розрахунок загальної вартості.
6 - Реалізація графічної частини програми, тобто трубопровід, крильчатка, кран, ванна и т.д.
7 - Розрахунок загального розхіду води.
8 - Задатчик температури.
9 - Розрахунок вартості води за секунду з урахуванням температури води.
Висновок: отже, за допомогою програмного пакету Labview можна змоделювати роботу практично будь-якого електронного елементу будь-якої складності. В даному випадку була змодельована робота лічильника гарячої води. За бажанням можна зробити це більш детальніше для якого-с конкретного лічильника. В данні роботі моделювався най розповсюджений лічильник.
| |
Індивідуальні завдання
Варіант
| f1(x)
| f2(x)
| Хн
| Xк
|
| ax7-4
|
| 0,5
| 2,4
|
| sin5(ax+4)
|
| 0,24
| 1,7
|
| π²+cosa6x
|
|
| 3,6
|
| (2*sin3x4*axcos3x7)
|
| 0,38
|
|
|
|
| 1,4
| 4,2
|
|
|
| 2,2
| 3,65
|
|
|
| 1,3
| 2,11
|
| |
Рис. 17.4. Блок - діаграма роботи лічильника гарячої води.
| |
|
|
| 2,4
| 4,01
|
|
|
| 3,12
|
|
|
|
| 2,76
| 4,8
|
|
|
| 1,11
| 2,34
|
|
|
| 3,76
| 4,28
|
|
|
| 2,42
| 3,97
|
|
|
| 2,11
| 3,72
|
|
|
| 2,07
|
|
|
|
| 2,36
| 2,98
|
|
|
| 0,76
| 3,07
|
|
|
| 1,03
| 2,4
|
|
|
| 0,32
| 3,15
|
|
|
|
| 4,5
| Зробіть індивідуальне завдання, згідно варіанту та оформіть звіт.
Контрольні питання:
1.) Для чого застосовується елемент Formula node?
2.) Як організувати багатошарову структуру?
3.) Як додати або видалити шар із структури Flat Sequence? Як виводити на осцилограф багато графіків?
| |
Рис. 17.3 Фронтальна панель під час роботи.
| |
Практична робота №5
Тема: Розробка віртуальних обчислювальних пристроїв з касетною структурою.
Мета: Ознайомитися з обчислювальними функціями пакету LabVIEW і виконати індивідуальне завдання із застосуванням касетної структури, перевірити роботу обчислювального пристрою.
Для виконання індивідуального завдання практичної роботи № 5 використовуються вихідні дані завдання до практичної роботи № 4, але з використанням касетної структури. Необхідно зробити введення всіх вихідних даних від рукояток інтерактивного завдання параметрів.
Перемикати роботу касетної структури необхідно від рукоятки параметра а. Функцію f1 прорахувати в першому вікні касетної структури. У другому вікні прорахуйте функцію f2в залежності від умови х> <= а. Вивести всю інформацію на осцилограф.
При розробці даного завдання будуть використовуватись такі типи компонентів LabVIEW:
- Numeric \ Add - невізуальних компонент; додавання двох чисел.
- Numeric \ Less Or Equal - невізуальних компонент; менше або рівне.
- Graph \ Waweform graph - візуальний компонент; застосовується для відображення результатів розрахунку у вигляді графіка.
- Numeric \ Digital control - візуальний компонент; застосовується для введення числових даних.
· Buttons & Switches \ Toggle Switch – візуальний компонент; застосовується для перемикання значень True\False.
| |
Рис. 17.2 Фронтальна панель.
| |
- Boolean \ Horizntal Toggle Switch ( )- візуальний компонент; застосовується для вводу (перемикання) логічних значень (true \ false).
- Boolean \ Round LED ( ) - візуальний компонент; індикатор застосовується для відображення логічних значень (true \ false).
- Structures \ Case ( ) - невізуальних компонент; багатошарова структура управління якої (вибір шару) проводиться через селектор.
- Structures \ While loop - невізуальних компонент; застосовується для створення циклів (while).
- Structures \ Formula node - невізуальних компонент; застосовується для введення формул в текстовому вигляді.
Хід роботи:
- Створіть елемент Structures – Case.
- Створіть всередині цього елемента Structures - Formula node.
- Щоб створити входи і виходи до елемента Formula node натисніть на нього правою кнопкою миші та оберіть або .
- Наберіть всередині елемента Formula node функцію f1(x) коли активний пункт , а f2(x) коли . Перемикання між ними буде виконувати перемикач( ), для цього з’єднайте його з рамкою Case та світло індикатором( ), який буде вказувати на те, який стан зараз активний.
- Щоб створити елементи( ) натисніть правою кнопкою миші на рамці While loop та оберіть з меню пункт .
| |
Мета роботи
Метою роботи є моделювання роботи лічильника гарячої води з можливістю задавати вартість кубометру води, та з демонструванням її загальної вартості.
Розробка програмного забезпечення системи з використанням графічного пакету LabView 8.6.
На рис. 17.2 зображена фронтальна панель в початковий момент, тобто коли кран закритий. На рис 17.3 зображена ця ж панель, але вже в робочому стані. На ній:
1 - за датчик температури води.
2 - це розхід за вартість витраченої води за секунду.
3 - тут можна побачити вартість за розхід води за хвилину, при такому ж положенні крана.
4 - загальна вартість та розхід гарячої води за весь час.
5 - показує температуру води.
6 - зображено потік води, яка починає текти через трубопровід коли відкрити кран.
7 - трубопровід.
8 - крильчатка.
9 - кран.
10 - ванна.
| |
- Для того, щоб схема працювала без зупинок треба додати елемент , який буде з’єднаний з логічним елементом перевірки умови . Для цього натисніть правою кнопкою миші на рамці While loop та оберіть з меню пункт .
- Складіть схему, використовуючи приклад виконання, а результат виведіть на осцилограф, для цього з’єднайте вивід рамки Case з осцилографом ( ).
Приклад виконаної роботи
Розроблена схема:
| |
- Лічильники мають бути герметичними і витримувати надмірний тиск 1,6 МПа (16 кгс/см2).
- Втрата тиску при найбільшій витраті не повинна перевищувати 0,1 МПа (1 кгс/см2).
- По стійкості до механічних дій лічильники мають бути такими, що витримують дію вібрації частотою до 25 Гц і амплітудою 0,1 мм.
- По стійкості до дії температури і вологості навколишнього повітря лічильники повинні відповідати виконанню В4 по ГОСТ 12997.
- Лічильники в упаковці для транспортування повинні витримувати:
· транспортне трясіння з прискоренням 30 м/с2 при частоті ударів від 80 до 120 в хвилину впродовж 2,5 ч або 15000 ударів з тим же прискоренням;
· температуру навколишнього повітря від мінус 50 до плюс 50°;
· відносну вологість (95 - 3)% при температурі 35°С.
- Лічильники повинні мати фільтр з боку входу води.
- Конструкцією лічильників має бути забезпечена можливість опломбування регулюючого пристрою і рахункового механізму.
- Зовнішні поверхні корпусів лічильників мають бути будь-якого кольору, окрім червоного.
- Деталі, дотичні до вимірюваної води, мають бути виготовлені з матеріалів, що не знижують якості води, стійких до її дії і допущених до застосування.
- Середнє напрацювання на відмову - не менше 100000 ч.
- Повний середній термін служби - не менше 12 років.
- Встановлене безвідмовне напрацювання - не менше 10000 ч.
- На вимогу споживача конструкція лічильника повинна передбачати можливість дистанційної передачі свідчень.
| |
Варіант
| f1(x)
| f2(x)
| Хн
| Xк
|
| ax7-4
|
| 0,5
| 2,4
|
| sin5(ax+4)
|
| 0,24
| 1,7
|
| π²+cosa6x
|
|
| 3,6
|
| (2*sin3x4*axcos3x7)
|
| 0,38
|
|
|
|
| 1,4
| 4,2
|
|
|
| 2,2
| 3,65
|
|
|
| 1,3
| 2,11
|
|
|
| 2,4
| 4,01
|
|
|
| 3,12
|
|
|
|
| 2,76
| 4,8
|
|
|
| 1,11
| 2,34
|
|
|
| 3,76
| 4,28
|
|
|
| 2,42
| 3,97
|
|
|
| 2,11
| 3,72
|
|
|
| 2,07
|
|
|
|
| 2,36
| 2,98
|
| |
Кінематичний зв'язок між крильчаткою і рахунковим механізмом здійснюється шляхом магнітної взаємодії через герметичну перегородку (6). Опорні частини крильчатки і рахункового механізму оснащені годинниковими каменями (7 і 8), що забезпечує тривалий термін експлуатації і високу надійність приладу.
Рис. 17.1 Схема лічильника води.
Технічні вимоги
- Лічильники мають бути працездатними при вимірі об'єму питної води по ГОСТ 2874 (у діапазоні температур 5 - 40°С), вживаною в системах комунального водопостачання за узгодженням.
- Поріг чутливості лічильників не повинен перевищувати значень, вказаних в таблиці.
- Поріг чутливості лічильників не повинен перевищувати значень, вказаних в таблиці.
| |
|
|
| 0,76
| 3,07
|
|
|
| 1,03
| 2,4
|
|
|
| 0,32
| 3,15
|
|
|
|
| 4,5
| Зробіть індивідуальне завдання, згідно варіанту та оформіть звіт.
Контрольні питання:
1.) Що таке касетна структура?
2.) Які ви знаєте компоненти для вводу і відображення логічних значень (true \ false).
3.) Які можливості присутні у елемента Formula node?
4.) Як додати входи і виходи до елемента Formula node?
5.) Як змінювати шари в елементі Case?
| |
«Облік гарячої води»
Принцип роботи водолічильників (механічних, тахометричних) полягає в підрахунку кількості обертань крильчатки, що знаходиться усередині лічильника, і що обертається під тиском потоку води.
Механізм лічильників, що відповідають за точність свідчень, розташований в окремій частині, яка ізольована від попадання в нього води.
Водолічильники за принципом дії можна розділити на тахометричні (у основі роботи лежить поміщена в потік рідини турбіна або крильчатка, яка пов'язана з рахунковим механізмом), вихрові, ультразвукові, електромагнітні (використовуються в промисловості) - відрізняються від тахометричних наявністю електронних пристроїв і відсутністю рухливих частин.
Стандартні прилади обліку холодної води працюють при температурі 40 °C, прилади обліку гарячої води при температурі до 90 °C, рівень тиск води в них рівний 1 МПа. Водолічильники використовуються з метою обліку кількості витрати води в квартирах і на підприємствах. Відповідно залежно від потужності систем опалювання і водопостачання лічильники бувають індивідуальні і промислові. Водолічильники справно показують точні свідчення при температурі до 60 °C і відносній вологості повітря до 98.
Принцип дії тахометрических одноструйних водолічильників оснований на підрахунку кількості обертів крильчатки (1), що знаходиться у взаємодії з водою, що протікає в системі. При цьому механізм (2) самого лічильника не має контакту з водою (3), тому лічильник називається сухоходным. Індикаторний пристрій (5) через масштабуючий механічний редуктор (4) відображає п'ятьма роликами чорного кольору виміряний об'єм води в кубічних метрах, роликами червоного кольору і стрілочним покажчиком - долі кубічних метрів.
| |
Практична робота №6
Тема: Масиви і кластери.
Мета: Познайомитися з різними структурами даних в пакеті LabVIEW, виконати індивідуальне завдання у досліджуваному середовищі.
Для виконання індивідуального завдання до практичної роботи №6 необхідно розробити і налагодити програму, що виконує заповнення масиву заданої розмірності для свого варіанта за допомогою генератора випадкових чисел. Проведіть обчислення над елементами масиву у відповідності з варіантом.
При РОЗРОБЦІ даного завдання використовувалися такі типи компонентів LabVIEW:
· Array & Cluster \ Array( ) - візуальний компонент; застосовується для представлення масивів з різною кількістю вимірювань.
- Structures \ For loop( ) - невізуальних компонент; застосовується для створення циклів (for).
- Array \ Index Array( )- невізуальних компонент; застосовується для вилучення значення (подмассіва) з масиву.
- Numeric \ Add - невізуальних компонент; складання.
- Numeric \ Multiply - невізуальних компонент; множення.
- Numeric \ Random Number( ) - невізуальних компонент; застосовується для генерації випадкових чисел.
- Numeric \ Convertion \ To Word Integer ( )- невізуальних компонент; перетворення значення до типу 'integer'.
| |