Qu'est-ce que LabVIEW et comment créer des projets électriques de base dans LabVIEW ?

Introduction à LabVIEW et aux projets électriques de base basés sur LabVIEW

En tant qu'outil éprouvé pour le prototypage, la plate-forme de développement graphique LabVIEW offre de nombreuses solutions pour une grande variété d'applications telles que le contrôle d'instrumentation, les systèmes de contrôle et de surveillance embarqués, l'acquisition de données et traitement, automatisation des systèmes de test et de validation, etc.

LabVIEW comprend des centaines de bibliothèques pré-écrites qui aident à créer des systèmes flexibles et évolutifs, des systèmes embarqués fonctionnels aux systèmes de test et de mesure hautes performances.

Qu'est-ce que LabVIEW ?

LabVIEW signifie L laboratoire V je virtuel instrument E ingénierie W orkbench et est développé par National Instruments. C'est un puissant outil de programmation qui fournit des solutions logicielles pour les systèmes scientifiques et d'ingénierie. LabVIEW est un langage de programmation graphique dans lequel le flux de données détermine l'exécution du programme, contrairement au langage de programmation textuel où l'instruction (lignes de texte) détermine l'exécution du programme.

LabVIEW permet de construire une interface utilisateur appelée face-avant à l'aide d'un ensemble d'outils et d'objets. Et permet ensuite à l'utilisateur d'ajouter du code sur le schéma fonctionnel en utilisant une représentation graphique des fonctions. Ainsi, le code sur le schéma fonctionnel contrôle les objets de la face-avant en fonction de la structure de contrôle mise en œuvre. Ainsi, l'utilisateur peut créer des solutions personnalisées d'acquisition de données, de test, de mesure et de contrôle pour une variété de besoins d'application.

LabVIEW est intégré pour communiquer avec divers périphériques d'acquisition de données tels que les périphériques GPIB, PXI, VXI, RS-232, RS-485 et USB. Et propose également l'Internet des objets en utilisant le serveur Web LabVEW et les normes logicielles telles que TCP/IP et ActiveX.

Instruments virtuels

Les programmes de LabVIEW sont appelés instruments virtuels ou simplement VIs, car le fonctionnement et l'apparence des programmes ressemblent aux instruments physiques tels que les multimètres et les oscilloscopes.

Un VI se compose de trois composants, à savoir, face-avant , schéma fonctionnel et icône et volet connecteur . La face-avant se compose de commandes et d'indicateurs qui servent d'interface utilisateur, et le schéma fonctionnel contient le code source du VI. Le volet Icône et connecteur est une représentation visuelle du VI composé d'entrées et de sorties. Cette icône et ce connecteur permettent d'utiliser le VI dans un autre VI en tant que sous-VI (un VI dans un autre VI est appelé sous-VI).

Panneau avant :

La figure ci-dessous montre la face-avant d'un VI composé de diverses commandes et indicateurs. Il sert d'interface utilisateur du VI afin que des terminaux d'entrée et de sortie interactifs puissent être développés pour une application. Les commandes de LabVIEW comprennent des potentiomètres, des cadrans, des boutons-poussoirs, des commandes numériques et des commutateurs booléens. Les contrôles agissent comme des périphériques d'entrée qui transmettent les données au schéma fonctionnel.

Les indicateurs sont des terminaux de sortie d'un VI, qui affiche la valeur de sortie. Certains des indicateurs comprennent des indicateurs numériques, une jauge, des LED, des graphiques et d'autres affichages. Les indicateurs agissent comme des périphériques de sortie qui acquièrent les données du schéma fonctionnel et les affichent.

Les commandes et les indicateurs peuvent être sélectionnés à partir de la palette de commandes disponible uniquement sur le panneau avant. Par un clic droit n'importe où sur le panneau avant, le panneau de contrôle apparaîtra.

Schéma fonctionnel

La figure ci-dessous montre le schéma fonctionnel qui accompagne le panneau avant ci-dessus. Il contient le code source graphique du VI utilisant des représentations graphiques des fonctions pour contrôler les objets de la face-avant. Le schéma fonctionnel se compose d'objets de la face-avant en tant que terminaux et de diverses fonctions supplémentaires (telles que numérique, booléenne, comparaison, tableau, synchronisation, etc.) et structures (telles que boucle while, boucle for, structure de cas, etc.).

Chaque indicateur ou commande sur le panneau avant consiste en un terminal correspondant sur le schéma fonctionnel. Ceux-ci sont donc câblés avec diverses fonctions afin de mettre en place une application de contrôle.

Ces fonctions et structures peuvent être sélectionnées à partir de la palette de fonctions qui est disponible uniquement sur le schéma fonctionnel. En cliquant avec le bouton droit n'importe où sur l'espace de travail du diagramme, la palette de fonctions apparaîtra.

Dans le diagramme ci-dessus, la structure rectangulaire externe représente une boucle while et la structure interne est la structure de cas. Les lignes orange, bleue et verte indiquent les fils qui transmettent les données des commandes aux indicateurs. Ces objets et structures sur le diagramme représentent le code du VI.

Ce VI peut être exécuté, mis en pause ou arrêté en appuyant sur divers boutons (tels que flèche ou bouton d'exécution, boutons de pause et d'arrêt) situés dans la palette en haut de la fenêtre.

Projets LabVIEW

LabVIEW est une plate-forme idéale pour le prototypage, la conception et le développement de plusieurs projets liés à une grande variété de domaines, notamment l'électricité, la mécanique, le traitement du signal, l'électronique, l'instrumentation et le contrôle, le biomédical et aérospatiale.

LabVIEW offre la flexibilité de concevoir des solutions pour divers projets en un minimum de temps et d'efforts grâce à l'avantage du codage graphique et des blocs fonctionnels avancés. Voici quelques-uns des projets basés sur LabVIEW liés au domaine électrique.

Relais de surcharge thermique avec LabVIEW

L'objectif de ce projet est de surveiller et de contrôler le fonctionnement d'une machine électrique contre les surcharges thermiques à l'aide de LabVIEW et du module DAQ. Ici, dans le VI DAQ donné, les entrées et les sorties sont éliminées pour faciliter la compréhension du lecteur et, par conséquent, seul le modèle de simulation est développé.

La figure ci-dessus montre le panneau avant du VI de relais de surcharge thermique sur lequel les éléments de gauche sont appelés en tant que commandes et les éléments de droite sont appelés en tant qu'indicateurs.

Ce panneau avant affiche les valeurs des différents paramètres et la température ambiante de la machine. Il donne l'indication de déclenchement du relais dès que la température dépasse la limite de sécurité (température ambiante de la machine). Le déclenchement du relais pour dépassement de la température ambiante est illustré dans la figure ci-dessous.

Le code graphique de ce VI est implémenté sur le diagramme comme indiqué ci-dessous. Le schéma fonctionnel représente la mise en œuvre réelle du projet. Ici, l'élévation de température est calculée en fonction de la constante de température (degré centigrade par kilowatt) de la machine.

Ainsi, la comparaison de température a été effectuée sur le schéma fonctionnel pour comparer les températures réelles et souhaitées (limite définie pour une valeur sûre). Il est également possible d'implémenter ce code en utilisant des capteurs de courant et de température ainsi qu'un module DAQ pour avoir un contrôle en temps réel de la machine.

Caractéristiques de charge d'un générateur shunt DC auto-excité dans LabVIEW

C'est l'un des projets électriques de base du laboratoire de machines électriques virtuelles qui traite des caractéristiques de la machine lorsqu'elle est chargée. La figure ci-dessous montre la face-avant du VI composée de commandes, d'un indicateur et d'un diagramme de forme d'onde.

La tension aux bornes, le courant de champ et le courant de charge (y compris les résistances d'induit et de champ) agissent comme des entrées ou des commandes et à partir de ces données, le courant d'induit, la chute d'induit et la tension induite dans le générateur sont calculés et affichés dans le graphique ainsi que des indicateurs numériques comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Le code source de ce VI est illustré dans le schéma ci-dessous dans lequel diverses fonctions mathématiques déterminent les paramètres de sortie en fonction des paramètres d'entrée. Dans le schéma fonctionnel, un tableau de valeurs de données (représentées par des lignes orange épaisses) est transmis aux différentes fonctions mathématiques. Ces fonctions déterminent le tableau approprié de résultats qui sont ensuite transmis aux indicateurs de graphique et de tableau.

Simulation du circuit de la série RLC dans LabVIEW

Ce projet implémente un circuit série RLC et détermine sa condition de résonance à l'aide du logiciel LabVIEW. Les circuits de la série RLC sont utilisés dans les circuits de syntonisation tels que les circuits oscillateurs, les circuits de filtrage, les circuits de syntonisation radio et télévision.

Dans le circuit série RLC, la fréquence à laquelle la réactance inductive est égale à la réactance capacitive est appelée fréquence de résonance. À la fréquence de résonance, la réactance inductive et la réactance capacitive s'annuleront, ce qui rendra l'impédance égale à la résistance et donc le courant sera une valeur maximale.

Cette affirmation est prouvée avec le projet LabVIEW ci-dessous. Le panneau avant comporte des commandes et des indicateurs qui sont responsables de la saisie et de l'acquisition des données.

La figure ci-dessous donne le code graphique du circuit RLC série sur le schéma fonctionnel. En effectuant les opérations mathématiques sur les entrées données (inductance, capacité et tension), des paramètres tels que la réactance inductive, la réactance capacitive, l'impédance et le courant sont déterminés dans le schéma fonctionnel. Vous pouvez également lire :

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