Practica N°10. Introducción Al Software LabView 2017.

 

BIOPROCESOS Guía de práctica de laboratorio BIOTECNOLOGIA.

PRACTICA N°10

Introducción al software de adquisición de datos LabVIEW 2017

I.

INTRODUCCIÓN

LabVIEW es un software comercial de programación bastante utilizado por ingenieros y científicos esto debido a su facilidad de programación y su esquema bastante e intuitivo; entre sus diversas aplicaciones se encuentran encuen tran la creación de software para control de procesos, la conexión con controladores, sensores y actuadores entre otros temas. Su programación se basa en el lenguaje gel cual permite trasladar casi literalmente el algoritmo en forma gráfica para la programación, esto pues hace más fácil de comprender compr ender la lógica del programa. LabVIEW es propiedad de National Instruments (NI) para mayor información puede consultar su página web  web http://www.ni.com/labview/esa/. http://www.ni.com/labview/esa/.   1.1.

CONOCIENDO LA INTERFAZ DE USUARIO

 Al ingresar al programa usted se encontrará con la ventana de inicio (ver Fig. 2.1). Luego hacer clic en opción Blank VI (ver Fig. 2.1), lo cual aparecieran dos ventanas, una detrás de otra, para ordenarlas pulsar la combinación de teclas control + t con lo cual se ordenarán las ventanas una al costado de otra (ver Fig. 2.2).  2.2). 

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HACER CLICK

Fig. 2.1. VENTANA DE INICIO 

FRONT PANEL

BLOCK DIAGRAM

Fig. 2.2. INTERFAZ DE USUARIO

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Cómo se puede apreciar existen dos ventanas de programación la primera llamada Front Panel en donde se hace la programación con objetos que van a ser vistos por el usuario y la segunda Block Diagram en donde se hace la programación como objetos que iban a ser vistos únicamente por el programador. 1.2.

CONTROLES DE INDICADORES

En la programación se utilizan los llamados controles o indicadores, los primeros se encargan de recibir los datos de entrada para el proceso y los últimos se encargan de presentar los resultados; por lo tanto, el usuario puede modificar el dato de entrada en un control pero per o no puede modificar la información de salida de un indicador. Existen diversos tipos de controles e indicadores los cuales van a representar un instrumento en la vida real (en el caso de que sean gráficos) o también un simple requerimiento de entrada o salida tipo cuadro de texto; todo esto va a ser útil para poder crear diversos instrumentos virtuales también conocidos como VI por sus siglas en inglés; las Fig. 3.1 y 3.2 muestran controles e indicadores. 

Fig. 3.1. DIVERSOS TIPOS DE INDICADORES

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Figura 3.2: DIVERSOS TIPOS DE CONTROLADORES 1.3.

SIMULANDO UN SISTEMA DE CONTROL DE PROCESOS

Para poder entender mejor el tema de la programación se va a realizar un sistema sencillo de control de procesos para la variable presión, el cual va a medir la presión en un proceso el cual se da dentro de un tanque, debido a que aún no se está conectando con ningún sensor esta presión será simulada en forma aleatoria, luego tendrá un controlador el cual la comparará con un Set Point, en caso de lograr la sintonía se activará un Led con lo cual el programa finalizará; la figura 4.1 muestra la interfaces HMI a construirse con este programa.  

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Figura 4.1: INTERFAZ DE USUARIO DEL PROGRAMA A CREAR II.

CREANDO EL HMI

El primer paso para crear el HMI de la aplicación es de fondo la cual será un tanque; para esto descargar la imagen a utilizar en una carpeta determinada, luego en el Panel Frontal importar la imagen siguiendo la siguiente ruta Edit / Import picture from a file y en la ventana emergente seleccionar la imagen deseada confirmando una tecla OK, ver figura 4.2.  

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Figura 4.2: IMPORTANDO IMÁGENES Una vez seleccionada la imagen ésta quedará en la memoria del computador para descargarlo en la pantalla solamente bastará con pegar dicha imagen siguiendo la ruta Edit / Paste en el Panel Frontal obteniéndose lo siguiente (ver figura 4.3).

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Figura 4.3: DESCARGA DE IMAGEN 2.1.

CREANDO CONTROLES E INDICADORES

 A continuación se van a crear los controles e indicadores que van a permitir al usuario interactuar con el programa pr ograma el primero de ellos a crear será el manómetro para esto situar el puntero en la zona ploma del Panel Frontal luego hacer clic derecho seleccionar Numeric y luego Gauge (ver Fig. 4.4). 

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Figura 4.4: SELECCIONANDO UN INDICADOR GRÁFICO

Una vez seleccionado colocar el indicador en cualquier sección del Panel Frontal, el siguiente paso consiste en personalizar el indicador cambiando su rango máximo (se requiere que sea 100 PSI) para lograr eso colocar el puntero en el número 10 hacer un clic y colocar 100; ver figura 4.5.

Figura 4.5: CAMBIANDO DE RANGO DEL INDICADOR

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Luego hacer enter y el indicador a habrá cambiado ajustando sus datos al rango deseado. Para cambiar el nombre del indicador hacer doble clic en Gauge y escribir el nuevo nombre, en este caso PRESIÓN (PSI); para darle formato al texto ir a la barra de formato y darle las siguientes características: Size=24 y Style= Bold, ver figura 4.6.

Fig. 4.6. BARRA FORMATO DE TEXTO El resultado final del indicador se presenta en la Fig. 4.7.

Fig. 4.7. RESULTADO FINAL DEL MANÓMETRO VIRTUAL Introducción al software de adquisición de datos LabVIEW 2017 Ing. CIP. Abel José Rodríguez Yparraguirre

 

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 A continuación se colocará un indicador numérico que refleje los datos del indicador gráfico, para esto hacer clic derecho en el indicador gráfico y seleccionar Properties, luego en la ventana emergente seleccionar Show digital display (ver Fig. 4.8).

Fig. 4.8. ACTIVANDO EL INDICADOR NUMÉRICO El resultado se muestra a continuación:

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Figura 4.9: MANÓMETRO CON INDICADOR NUMÉRICO  A continuación se va proceder a crea crearr un control numérico el cual va a servir como entrada para el Set Point; para esto se procederá en forma similar caso anterior pero en en elvez de seleccionar Gauge semuestra elegirá NumericalControl luego pegar Panel Frontal, la figura 4.10 el camino a seguir.

Figura 4.10: SELECCIONANDO UN CONTROL NUMÉRICO Finalmente colocar el nombre del objeto con las mismas m ismas características que el Gauge, quedando tal y como se muestra continuación. Introducción al software de adquisición de datos LabVIEW 2017 Ing. CIP. Abel José Rodríguez Yparraguirre

 

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Figura 4.11: RESULTADO FINAL DEL CONTROL NUMÉRICO  Ahora es necesario colocar un Led que indique el momento en que se llega a la sintonía para esto hacer clic derecho en el Panel Frontal seleccionar Boolean y luego Round LED, la figura 4.12 muestra el camino a seguir.

Figura 4.12: SELECCIONANDO UN LED Luego de colocar el Texto en el título del objeto a un tamaño de 18, este debe quedar como se ve a continuación.

Figura 4.13: RESULTADO FINAL DEL LED Luego acomodar todos los objetos tal y como se muestran en la figura 4.14.

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Figura 4.14: PREPARACIÓN DEL HMI Luego a fin de ponerle algún decorado, Ir a la opción Decorations y seleccionar Recessed Box, ver la figura 4.15.

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Figura 4.15: COLOCANDO DECORACIONES Luego colocar hacer la decoración en laveces parte inferior y para quecomo quedeladetrás de los objetos ctr – j varias hasta que quede figura 4.16.

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Figura 4.16: HMI TERMINADO III.

PROGRAMACIÓN

Una vez terminada la interfaz el siguiente paso consiste en realizar la programación respectiva para que el software funcione, para esto se tiene que ir al diagrama de bloques (verificará que hay tres objetos). A continuación se detallan los pasos de la programación. 3.1.

GENERANDO LA SIMULACIÓN DE PRESIÓN

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Para realizar la generación se recurrirá a los números aleatorios, para esto hacer clic derecho seleccionar Numeric / Random Number (ver figura 5.1) con lo que se obtendrá un dado el cual será colocado en el lugar que el usuario crea conveniente. 

Figura 5.1: SELECCIONANDO LOS NÚMEROS ALEATORIOS Sí bien el objeto seleccionado genera números aleatorios, estos están en el rango de 0 a 1 por lo tanto hay que llevarlos a una escala de 100, para esto deberá multiplicarse por una constante 100 y luego redondear el resultado. Como primer paso se procederá a sacar la constante respectiva, para esto hacer clic derecho y seleccionar numeric / numeric constant (ver figura 5.2) y colocar donde se crea conveniente y luego cambiar el número 0 que sale por defecto a 100.

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Figura 5.2: SELECCIONANDO CONSTANTE NUMERICA  A continuación se debe sacar del operador matemático “multiplicar por”, para esto hacer clic derecho y seleccionar Numeric / Multiply (ver figura 5.3).

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Figura 5.3: SELECCIONANDO UN OPERADOR MATEMÁTICO El siguiente paso consiste en redondear el resultado, para ello se utilizará un transformador el cual lo convertirá de un decimal a un entero, para llamar al transformador hacer clic derecho y seleccionar Numeric / Conversión / To Long Integer (I32) y colocar en el lugar adecuado (ver figura 5.4).

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Figura 5.4: SELECCIONANDO EL TRANSFORMADOR Una vez colocados los objetos en la pantalla ordenarlos como se muestra en la figura 5.5.

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Figura 5.5: OBJETOS ORDENADOS  A continuación con tinuación se debe e enlazar nlazar o cablear todos los objetos quedando tal y como se muestra en la figura 5.6.

Figura 5.6: OBJETOS ENLAZADOS 3.2.

PROGRAMANDO LAS FUNCIONES EL CONTROLADOR

Para realizar las funciones del controlador el programa va a necesitar de un objeto llamado “operador lógico” el cual va a comparar el Valor

ya transformado generado por la presión aleatoria (la variable del proceso) versus la presión deseada ingresada en el sistema (set point) en caso de ser iguales se activará el Led. Para esto ir al Diagrama de

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Bloques y hacer click derecho, seleccionar: Comparison / Equal?, Ver figura 5.7. 

Figura 5.7: SELECCIONANDO UN OPERADOR LÓGICO Luego de ordenar los objetos necesarios enlazar como datos de entrada al operador lógico los objetos que representan el set point y el cable de entrada de la variable del proceso y como salida enlazarlo al Led (ver figura 5.8).

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Figura 5.8: PROGRAMACIÓN DEL CONTROLADOR Cómo se puede apreciar claramente en la figura anterior los cables así como los objetos poseen diferentes colores, esto está relacionado al tipo de dato que pueden seleccionar, así pues se tiene lo siguiente: a. Azul: Números enteros b. Naranja: Decimales c. Verde: Booleanos o lógicos

3.3.

GENERANDO EL LOOP Y OTRAS ACCIONES FINALES  

El programa tal y como está ahora al ejecutarse hará la comparación una sola vez sin embargo lo que se desea que es que lo haga n veces hasta que encuentre la sintonía, para lograr esto se va a colocar un estructura que permita “Loopear” o repetir la secuencia hasta el

momento deseado, este estructura se colocará de la siguiente manera hacer click derecho seleccionar Structures / While Loop (ver figura 5.9).

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Figura 5.9: SELECCIONANDO EL WHILE LOOP Una vez que se tenga el While Loop extenderlo a lo largo de los objetos ob jetos enlazados de tal forma que los cubra y luego enlazar el cable de entrada del Led al botón de parada automática (ver figura 5.10).

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Figura 5.10: APLICACIÓN DEL WHILE LOOP El While Loop es una estructura que va a repetir una determinada acción (Loop) mientras se mantenga una condición determinada (While), cuando el botón de parada automática (botón rojo de la estructura) sea activado entonces la condición que mantenía la repetición habrá terminado. Hasta este punto si se ejecuta el programa la respuesta sería demasiado rápida, por lo tanto para poder apreciar mejor el proceso se va a añadir un Timer de tal forma que se pueda retardar el e l proceso, par esto hacer click derecho y seleccionar Timing / Wait (ver figura 5.11).

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Figura 5.11: SELECCIONADO EL TIMER WAIT Luego añadirle una constante de 100 (en milisegundos) a la entrada del Timer con lo cual se le está indicando el tiempo que tiene que retardar cada acción del programa. La figura 5.12 muestra el resultado final.

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Figura 5.12: RESULTADO FINAL 3.4.

EJECUTANDO EL PROGRAMA

Para la ejecución del programa LabView cuenta con dos tipos de ejecuciones: la normal y la continua; la figura 5.13 muestra su ubicación. RUN CONTINUO

RUN SIMPLE

Figura 5.13: UBICACIÓN DE LOS BOTONES DE RUN El Run Simple ejecuta el programa y termina cuando el programa lo indique a diferencia del continuo ejecuta el programa n veces. Para Introducción al software de adquisición de datos LabVIEW 2017 Ing. CIP. Abel José Rodríguez Yparraguirre

 

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este caso se ejecutará el programa con Run Simple, obteniéndose el resultado deseado.

IV.

OBJETIVOS 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

V.

Identificar como trabaja el software labVIEW 2017 Identificar los tipos de datos simples del software labVIEW 2017 Identificar las partes de una programación en WHILE LOOP Reconocer e investigar las aplicaciones del software labVIEW 2017 en la biotecnología.

MATERIALES Y MÉTODOS 5.1. 5.2.

Software labVIEW 2017 Computador personal de cada estudiante

VI.

RESULTADOS Y DISCUSION

VII.

CONCLUSIONES

VIII.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ANEXOS

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