电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: LabVIEW用于数据记录 [打印本页]

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:08 标题: LabVIEW用于数据记录

摘要：介绍LabVIEW在基本的数据记录器、分布式数据记录器、便携式数据记录器和高速数据记录器等中的应用。
关键词：数据记录；虚拟仪器；分布式系统

对数据记录器通常有下列要求：1.采集数据并记录到存储区。2.采集过程中和采集过程结束后对数据进行观察。3.通过数据来记录警报及触发事件。4.网络装置对于工程师来说应该是简单明晰的。5.对于数据实行不同类型的安全防范应该是简单容易的。为能实现这五点要求，LabVIEW的软件平台为快速而又容易的建立监测应用提供了一种特效的工具。这个软件工具就是数据记录及监控模块。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:08

1基本数据记录器
实例：短时间内记录一些热电偶单元的数据
一个基本的数据记录系统包含着数据记录器的所有要素，只不过I/O点少和设置相对简单。数据采集过程中及采集后所需要的分析也是相当简单的。一个基本数据记录器最令人关注的功能包括简单的配置及诸如对温度或张力进行测量的便捷性。National Instruments对于基础的数据记录应用有两种解决方案。
1.1基于配置的数据记录工具
第一种解决方案是基于配置的记录工具，称为VI Logger。它有内置的数据采集、缩放和存储功能，另外，还有基本的警报及事件功能。数据采集后，数据可以被重新调用及进行检查被导出到一个像NI DIAdem这样的交互式分析工具中。
例如：一个简单的温度数据记录器能够很容易的图1使用LabVIEW的分析功能来扩展VI Logger的应用用VI Logger来进行配置。将热电偶单元同任意一款E系列数据采集卡相连接，为数据缩放和记录配置通道，然后选择开始，这样一个装置就完成了。在数据采集过程中，可以观察到数据采集的整个轨迹：如果采集到的温度超过了设定的范围，系统将发出EMAIL以通知操作者。需要扩展这个简单的温度数据记录器功能时，LabVIEW可以帮助完成这项任务。通过编程，控制采集及记录或合并400多项分析函数中的任一项。LabVIEW能够有机的与更广范围的测量任务相结合，整合更多测量任务。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:09

1.2LabVIEW 7 Express VIs
第二种解决方案是LabVIEW 7和最新的Express VIs。充分利用新的Express VI来建立一个基本的温度数据记录器。
简单地将信号同一个Write LabVIEW Measurement File VI相连接，将生成一个能被NI DIAdem，微软写字板或者微软Excel读取的文件。或者，用Read LabVIEW Measurement VI来显示数据。比较VI可以用来建立简单的提示。LabVIEW 7 Express VIs能与简单的独立数据记录器协调运作。它能非常容易的进行数据采集、记录和发布，它也能容易的同任何分析函数进行合并。如果不需要更高级的分析功能，或欲发送基于警告或事件的EMAL，VI Logger将发挥更大的作用。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:09

2长期记录
实例：长时间记录一些热电偶单元的数据
当要求数据记录器长时间地连续运行，比如几天、几个月甚至几年时，那么，就必须要考虑一些特殊的要求。系统必须有一套可靠的、有效机制用来进行数据储存；操作员和工程师必须能从一些特定的范围中容易地观察到数据。此外，还要配置和存储警告及事件，用于故障的发现、诊断和确认。DSC模块是能进行长期数据记录应用的理想工具。
2.1数据存储机制
对于复杂的数据记录应用，用专业的工具来协助数据的存储与保存显得非常重要。数据库是存储大量数据的最好方法。它以一种有序的方式存储数据及对数据进行改动，这有助于保证数据的完整性。
流数据库是专为大量数据快速储存而设计的。DSC模块以流数据库为特征以满足测量及控制方面的应用要求。用内置的数据层次及数据结构定义，提供较高的空间利用率和数据吞吐量。LabVIEW 7 DSC模块在数据库里增加了相关性质，以使查询更快更有效。
2.2实时数据和历史数据的显现
有两种观察数据的方法。第一种是，在采集过程中通过服务器来观察数据。这也被称为现场数据。知道连接的服务器类型以及选择一个容易沟通的软件包是很重要的。最常用的服务器之一是一种用于过程控制OLE(OPC)服务器。发现一种带有内置OPC服务器/客户的软件包可以节省宝贵的开发时间。第二种观察数据的方法是在数据存于文件后观察，也被称为历史观察。用这些数据进行采集后的分析及报告。如果没有合适的工具，工程师们必须在分析和观察数据前知道文件和数据的结构。选择一种软件开发工具将能节省时间。
建立在LabVIEW分析和发布功能上的DSC模块能容易的与内置OPC连接并清楚地发布实时及历史数据。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:09

2.3警报及事件管理
当对大量数据进行采集或进行长时间数据采集时，工程师们通常并不对每个数据点都感兴趣，他们感兴趣的是数值的明显变化。这些变化可以用警报和事件来进行监控。对这些警报和时间的历史记录的保存是十分重要的，以便随后用于分析。用来支持警报的主要特征包括发生警报的功能、随相关数据一起储存及在数据采集后重新调用警报和所有相关信息的能力。相关信息包括在什么时候被触发，谁响应和何时响应。运用DSC模块，工程师们可以用HMI向导来配置和监控警报，使它们集中于引起警报的原因而非编制警报内部构造本身。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:09

3分布式数据记录
实例：记录分布式热电偶的随时间变化的数据
设计分布式数据记录时，应该先看一下整个系统。上层是系统的中枢。分布式系统的中枢能被简化为关键服务器和网络两部分。在主要服务器上运行的软件必须能处理网络传输、数据管理、数据显示、警报和事件以及安全。中枢的最主要的特征是必须能够通过一些诸如TCP/IP协议同其他硬件进行通信。网络中的每台机器所用的软件必须支持相同的通信协议。此外，主要的服务器要能支持不同类型的通信协议，因为这样它们才可以接触系统中前一代以及后一代的机器。选择象LabVIEW这样能够支持许多工业标准协议的软件包，对减少网络中的每台机器的开发时间及将网络设备与主要服务器相结合都是十分重要的。
3.1数据管理
少量数据能够容易地存储在文本或电子数据表文件中；而大量数据需要更好的存储形式。像前面提到的长时间数据记录器部件那样，分布式数据记录器对存储有类似的要求。在流数据库的顶端，网络数据库是比较有利的，将数据记录在网络的中间位置，为系统增加冗余度，并从网络中不同的计算机中获取数据。
DSC模块中内置的历史数据库是网络化的。如果知道机器和数据库的名称，那么，就可以简单地将数据记录在任意一台计算机上。DSC有一个观察历史数据的工具，可以帮助在本地或远程创建、保存和压缩数据库。数据库可以被重命名、保存或者删除(这些命令只能在本地执行，以防止数据库意外的丢失或毁坏)。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:10

3.2数据显示
除了查看现场和历史数据，分布式系统需要更灵活地从不同位置查看数据。举例来说，工程师们或许需要从不同场所，甚至在家里查看水槽中的温度。
要监控现场数据，可以创建一个诸如LabVIEW前面板的用户界面，在当地监控器上进行查看或者运用LabVIEW远程面板功能使数据嵌入在网页中。如果您需要登陆、观察或控制，那么用远程面板将是非常方便的。而如果有更多的人需要这些功能，那么，必须使用客户服务器体系。
为了从多台机器上观察现场数据，每台机器必须运行一个客户端程序，它的主要功能是查询所需要的数据。知道应用程序要连接的服务器的类型及选择能使通信更容易的软件包是很重要的。DSC模块不仅有一个内置的OPC客户服务器，同时，它也是为快速便捷地建立客户机/服务器的结构而设计的。
3.3警报和事件管理
除了能够从任何一台机器上查看和执行外，对分布式系统的警报和事件的要求同长时间数据记录器的要求相似。装有DSC模块的LabVIEW能够容易地对警报和事件进行配置，自动将它们和相关数据记录到数据库上，并且能够从任何一个地方查看数据。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:10

3.4网络
随着数据采集的发展，数据可以被存储于多台计算机上，可以被中央监控，数据还可以被存储在一个中心服务器上。面临的最大的挑战是与现场数据的通讯。为了能够方便的进行，软件工具必须和操作系统的当地网络技术相结合，并且它们之间越透明越好。设计出的网络工具应能使生产量最大化，并且，在网络中断时应该保持稳定可靠的状态。OPC是一个工业标准界面。通过这个界面，不同生产厂商的软硬件能够进行通讯。LabVIEW通过DSC模块为OPC提供了支持。DSC模块同时也包括内置的网络协议以使流量最优化。
3.5安全
开发安全代码十分花时间且非常麻烦。通过定义系统需要的面板，工程师们可以选择工具来帮助他们完成这些要求。装有DSC模块的LabVIEW能够定义用户框架，从而限制对不同用户界面控制的应用及对不同数据和数据敏感部分的获取。

作者: chenchao8848 时间: 2008-4-19 10:16

结尾评论：

对于任何一种编程语言，只是我们实现所要实现目的的一种工具，不可局限于目一种编程语言，以上论文讨论的是基于labview7编程语言的，目前所推出的 labview8.5在数据存储方面发生了实质性的变化，NI对其进行了全新的包装，在效率上有了很大的改观。但归根结底实现的方法都是一样，同样的方法也可以使用VB，VC等语言来实现，只是工作的强度有不同。每种语言都有其优点和侧重点。总其来说labview还只是侧重于虚拟仪器等数据采集方面的编程实现，数据管理还是有些牵强

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)