¿Qué es LabVIEW y cómo hacer proyectos eléctricos básicos en LabVIEW?

Introducción a LabVIEW y proyectos eléctricos básicos basados ​​en LabVIEW

Como una herramienta útil comprobada para la creación de prototipos, la plataforma de desarrollo gráfico de LabVIEW ofrece numerosas soluciones para una amplia variedad de aplicaciones, como control de instrumentación, sistemas de control y monitoreo integrados, adquisición de datos y procesamiento, sistemas de prueba y validación de automatización, etc.

LabVIEW incluye cientos de bibliotecas preescritas que ayudan a crear sistemas flexibles y escalables desde sistemas integrados funcionales hasta sistemas de prueba y medición de alto rendimiento.

¿Qué es LabVIEW?

LabVIEW significa L laboratorio V yo virtual instrumento E Ingeniería W banco de trabajo y es desarrollado por National Instruments. Es una poderosa herramienta de programación que brinda soluciones de software para sistemas científicos y de ingeniería. LabVIEW es un lenguaje de programación gráfico en el que el flujo de datos determina la ejecución del programa, en contraste con el lenguaje de programación basado en texto donde la instrucción (líneas de texto) determina la ejecución del programa.

LabVIEW permite construir una interfaz de usuario que se conoce como panel frontal utilizando un conjunto de herramientas y objetos. Y luego permite al usuario agregar código en el diagrama de bloques usando la representación gráfica de las funciones. Entonces, el código en el diagrama de bloques controla los objetos del panel frontal según la estructura de control implementada. Por lo tanto, el usuario puede crear soluciones personalizadas de adquisición, prueba, medición y control de datos para una variedad de necesidades de aplicaciones.

LabVIEW está integrado para comunicarse con varios dispositivos de adquisición de datos como GPIB, PXI, VXI, RS-232, RS-485 y dispositivos basados ​​en USB. Y también ofrece Internet de las cosas utilizando el servidor web LabVEW y estándares de software como TCP/IP y ActiveX.

Instrumentos virtuales

Los programas en LabVIEW se llaman instrumentos virtuales o simplemente VIs, porque la operación y apariencia de los programas se asemejan a los instrumentos físicos como multímetros y osciloscopios.

Un VI consta de tres componentes, a saber, panel frontal , diagrama de bloques y panel de iconos y conectores . El panel frontal consta de controles e indicadores que sirven como interfaz de usuario, y el diagrama de bloques contiene el código fuente del VI. El panel Icon and Connector es una representación visual del VI que consta de entradas y salidas. Este panel de iconos y conectores permite que el VI se use en otro VI como un subVI (un VI dentro de otro VI se denomina subVI).

Panel frontal:

La siguiente figura muestra el panel frontal de un VI que consta de varios controles e indicadores. Sirve como la interfaz de usuario del VI para que se puedan desarrollar terminales de entrada y salida interactivos para una aplicación. Los controles en LabVIEW incluyen perillas, diales, botones pulsadores, controles numéricos e interruptores booleanos. Los controles actúan como dispositivos de entrada que pasan los datos al diagrama de bloques.

Los indicadores son terminales de salida de un VI, que muestra el valor de salida. Algunos de los indicadores incluyen indicadores numéricos, indicadores, LED, gráficos y otras pantallas. Los indicadores actúan como dispositivos de salida que adquieren los datos del diagrama de bloques y los muestran.

Tanto los controles como los indicadores se pueden seleccionar desde la paleta de control, que solo está disponible en el panel frontal. Al hacer clic con el botón derecho en cualquier parte del panel frontal, aparecerá el panel de control.

Diagrama de bloques

La siguiente figura muestra el diagrama de bloques que acompaña al panel frontal anterior. Contiene el código fuente gráfico para el VI usando representaciones gráficas de funciones para controlar los objetos del panel frontal. El diagrama de bloques consta de objetos del panel frontal como terminales y, además, varias funciones (como numéricas, booleanas, de comparación, de matriz, de temporización, etc.) y estructuras (como bucle while, bucle for, estructura de casos, etc.).

Cada indicador o control en el panel frontal consta de la terminal correspondiente en el diagrama de bloques. Estos están cableados con varias funciones para implementar una aplicación de control.

Estas funciones y estructuras se pueden seleccionar desde la paleta de funciones que está disponible solo en el diagrama de bloques. Al hacer clic derecho en cualquier parte del espacio de trabajo del diagrama de bloques, aparecerá la paleta de funciones.

En el diagrama de bloques anterior, la estructura rectangular exterior representa un ciclo while y la interior es la estructura case. Las líneas naranja, azul y verde indican los cables que pasan los datos de los controles a los indicadores. Estos objetos y estructuras en el diagrama de bloques representan el código para el VI.

Este VI puede ejecutarse, pausarse o detenerse presionando varios botones (como la flecha o el botón de ejecución, los botones de pausa y detención) ubicados en la paleta en la parte superior de la ventana.

Proyectos de LabVIEW

LabVIEW es una plataforma ideal para la creación de prototipos, el diseño y el desarrollo de varios proyectos relacionados con una amplia variedad de dominios, incluidos los eléctricos, mecánicos, de procesamiento de señales, electrónicos, de instrumentación y control, biomédicos y aeroespacial.

LabVIEW ofrece flexibilidad para diseñar soluciones para varios proyectos en un tiempo y esfuerzo mínimos debido a la ventaja de la codificación gráfica y los bloques de funciones avanzadas. Los siguientes son algunos de los proyectos basados ​​en LabVIEW relacionados con el dominio eléctrico.

Relé de sobrecarga térmica utilizando LabVIEW

El objetivo de este proyecto es monitorear y controlar el funcionamiento de una máquina eléctrica contra sobrecarga térmica utilizando LabVIEW y módulo DAQ. Aquí, en el VI DAQ dado, las entradas y salidas se eliminan para facilitar la comprensión del lector y, por lo tanto, solo se desarrolla el modelo de simulación.

La figura anterior muestra el panel frontal del relé de sobrecarga térmica VI en el que los elementos del lado izquierdo se denominan controles y los elementos del lado derecho se denominan indicadores.

Este panel frontal muestra los valores de varios parámetros y la temperatura ambiente de la máquina. Da la indicación de disparo del relé una vez que la temperatura supera el límite seguro (temperatura ambiente de la máquina). El disparo del relé por exceso de temperatura ambiente se muestra en la siguiente figura.

El código gráfico para este VI se implementa en el diagrama de bloques como se muestra a continuación. El diagrama de bloques representa la implementación real del proyecto. Aquí, el aumento de temperatura se calcula en función de la temperatura constante (grados centígrados por kilovatio) de la máquina.

Por lo tanto, la comparación de temperatura se ha realizado en el diagrama de bloques para comparar las temperaturas reales y deseadas (límite establecido para un valor seguro). También es posible implementar este código utilizando sensores de corriente y temperatura junto con el módulo DAQ para tener un control en tiempo real de la máquina.

Características de carga de un generador de derivación de CC autoexcitado en LabVIEW

Es uno de los proyectos eléctricos básicos en el laboratorio de máquinas eléctricas virtuales que se ocupa de las características de la máquina cuando está cargada. La siguiente figura muestra el panel frontal del VI que consta de controles, indicador y gráfico de forma de onda.

El voltaje del terminal, la corriente de campo y la corriente de carga (incluidas las resistencias de armadura y de campo) actúan como entradas o controles y, a partir de estos datos, la corriente de armadura, la caída de armadura y la tensión inducida en el generador se calculan y se muestran en el gráfico, así como los indicadores numéricos, como se muestra en la figura a continuación.

El código fuente de este VI se muestra en el diagrama de bloque a continuación en el que varias funciones matemáticas determinan los parámetros de salida en función de los parámetros de entrada. En el diagrama de bloques, se pasa una matriz de valores de datos (representados con líneas naranjas gruesas) a las diferentes funciones matemáticas. Estas funciones determinan la matriz adecuada de resultados que luego se pasan al gráfico y a los indicadores de matriz.

Simulación de circuitos de la serie RLC en LabVIEW

Este proyecto implementa un circuito en serie RLC y determina su condición de resonancia utilizando el software LabVIEW. Los circuitos de la serie RLC se utilizan en circuitos de sintonización como circuitos osciladores, circuitos de filtro, circuitos de sintonización de radio y televisión.

En el circuito en serie RLC, la frecuencia a la que la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva se denomina frecuencia resonante. A la frecuencia de resonancia, la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva se cancelarán entre sí, lo que hará que la impedancia sea igual a la resistencia y, por lo tanto, la corriente será un valor máximo.

Esta declaración se prueba con el proyecto de LabVIEW que se muestra a continuación. El panel frontal tiene controles e indicadores que son responsables de la entrada y adquisición de datos.

La siguiente figura proporciona el código gráfico para el circuito RLC en serie en el diagrama de bloques. Al realizar las operaciones matemáticas a las entradas dadas (inductancia, capacitancia y voltaje), los parámetros como la reactancia inductiva, la reactancia capacitiva, la impedancia y la corriente se determinan en el diagrama de bloques. También puede leer:

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