ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique ...

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Extrait

 

E c o l e N a t i o n a l e S u p é r i e u r e d e M é c a n i q u e e t d ' A é r o t e c h n i q u e     Téléport 2, 1 avenue Clément Ader - B.P. 40109 - 86960 FUTUROSCOPE Cedex (FRANCE)                          

T R A V A U X P R A T I Q U E S D ' I N F O R M A T I Q U E I N D U S T R I E L L E P a r t i e 1  

 

 

    Avril - Mai 2007

SOMMAIRE

    1   INTRODUCTION AU LOGICIEL D'INSTRUMENTATION LABVIEW .......................................... 3   1.1   L E CONCEPT D ' INSTRUMENT VIRTUEL ................................................................................................... 3   1.2   P RINCIPE DE L AB VIEW........................................................................................................................ 4   1.3   L E LANGAGE G ..................................................................................................................................... 5   1.4   U TILISATION DE L AB VIEW SOUS W INDOWS 95 ................................................................................... 6   1.4.1   L’environnement de LabVIEW ........................................................................................................ 6   a   La boite à outils................................................................................................................................................ 7   b   La Fenêtre Commandes ................................................................................................................................... 7   c   La Fenêtre Fonctions........................................................................................................................................ 8   1.4.2   Création d’un VI ............................................................................................................................. 8   a   Définition de l’interface utilisateur .................................................................................................................. 9   b   Edition du diagramme flot de données........................................................................................................... 10   c   ..................................................................11........luspoita...n....caEn................................................................   d   Structures de programmation ......................................................................................................................... 12   e   Techniques de déboggage .............................................................................................................................. 14   f   Sauvegarde des VIs........................................................................................................................................ 15   1.4.3   Mémento sur le tracé de courbes .................................................................................................. 15   1.5   P ROGRAMMATION MULTITACHE EN L AB  18VIEW ..................................................................................   1.6   B IBLIOGRAPHIE .................................................................................................................................. 21   2    22 ......................................................PROGRAMMATION CLIENT/SERVEUR BASEE SUR TCP/IP   2.1   B UTS DE CETTE REALISATION ............................................................................................................. 22   2.2   Q UELQUES EXPLICATIONS SUR LA PROGRAMMATION D ’ UNE APPLICATION DE TYPE CLIENT / SERVEUR 22   2.3   D EFINITION DE L ’ APPLICATION ........................................................................................................... 22   2.4   Q UELQUES VI UTILES .......................................................................................................................... 24   3   PROGRAMMATION DE CGI ................................................................................................................ 28   3.1   Q U ’ EST - CE QU ’ UN CGI ? .................................................................................................................... 28   3.2   C ADRE DE L ’ ETUDE ............................................................................................................................. 31   3.3   E LEMENTS DE PROGRAMMATION L AB VIEW UTILES POUR CET EXERCICE .......................................... 33   3.4   E LEMENTS D ’HTML........................................................................................................................... 35   3.5   G LOSSAIRE ET ABREVIATIONS ASSOCIES A LA COMMUNICATION SUR L ’I NTERNET ............................. 36   4   PROGRAMMATION D’UN SYSTEME DE CONTROLE/COMMANDE EN LABVIEW : APPLICATION AU CONTROLE DE TRAINS ELECTRIQUES MINIATURES ..................................... 38   4.1   T RAVAIL DEMANDE ............................................................................................................................ 43   4.2   P RINCIPAUX « V I » UTILISES DANS CE  44TP ...........................................................................................    

 

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1 Introduction au logiciel d'instrumentation LabVIEW  LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) est un logiciel de développement d'applications d'instrumentation. Bien que tout à fait utilisable dans un grand nombre de domaines, LabVIEW est plus particulièrement destiné à l'acquisition de données et au traitement du signal. En effet, ce logiciel offre de larges possibilités de communication entre l'ordinateur et le monde physique, (par cartes d'acquisitions analogiques ou digitales, cartes GPIB, réseau, liaisons série et parallèles, etc.) ainsi que d'importantes bibliothèques mathématiques permettant de traiter les signaux mesurés.    L'idée de LabVIEW est de remplacer les instruments de mesures et d'analyse d'un laboratoire par un ordinateur muni de cartes spécifiques et d'un logiciel approprié, au même titre qu'un ordinateur muni d'une carte son et d'un logiciel de musique peut remplacer n'importe quel instrument de musique ou bien encore une table de mixage. Dans le cadre de la mesure, les cartes permettent de convertir des signaux électriques (provenant de capteurs mesurant des grandeurs physiques) en données numériques. Ainsi, un seul ordinateur muni d'une carte d'acquisition analogique et de LabVIEW est capable de remplacer un voltmètre, un fréquencemètre ou un oscilloscope. De plus on pourra traiter, analyser et archiver automatiquement sur disque les mesures effectuées.   1.1 Le concept d'instrument virtuel    Un instrument de mesure classique peut se décomposer en quatre parties logiques:   • la première partie réalise la conversion d'une grandeur physique en signal électrique (exemple d'une thermistance et de son alimentation). C'est le conditionnement des signaux. • la seconde partie réalise la mise en forme de cette grandeur électrique quelconque en une grandeur électrique exploitable par des circuits électroniques. • la troisième partie est constituée des circuits électroniques de traitement et/ou d'analyse (exemple du calcul du spectre fréquentiel d'un signal). • la quatrième partie réalise l'affichage des résultats (exemple du tube cathodique d'un oscilloscope, ou des afficheurs digitaux d'un voltmètre) et permet de changer les paramètres de l'instrument (exemple du potentiomètre réglant l'échelle de visualisation sur l'écran de l'oscilloscope).    De même, un instrument de mesure informatique va se décomposer suivant quatre parties:   • une première partie identique à la précédente mais réalisée par des circuits spécifiques de mise en forme des grandeurs physiques en une tension exploitable (exemple: 0-5 V), c'est ce que font les cartes de conditionnement de signaux (SCXI, ...). • la seconde partie convertit ces signaux électriques mis en forme en une grandeur numérique et stocke ces valeurs dans la mémoire de l'ordinateur (cartes de conversion analogiques digitales). • la troisième partie traite et analyse ces valeurs numériques, ce travail est réalisé par le logiciel. • la quatrième partie affiche les résultats sur l'écran de l'ordinateur, et permet de changer les paramètres de l'instrument grâce à la souris ou au clavier. Ce travail est également réalisé par le logiciel.

 

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  On appelle "instrument virtuel" l'ensemble composé de la troisième et quatrième partie de l'instrument. Avec LabVIEW, on pourra manipuler ces instruments virtuels comme s’il s'agissait des instruments réels : on pourra par exemple tourner un potentiomètre (virtuel puisque c'est une image de potentiomètre) grâce à la souris ou bien visualiser une courbe sur une portion de l'écran représentant un oscilloscope.   1.2 Principe de LabVIEW    LabVIEW permet de réaliser, entre autre, des instruments virtuels. Par extension on appellera VI (pourVirtual Instrumentapplication réalisée avec LabVIEW. Un VI est) toute composé de trois parties liées:   • Une face avant (Panel)cf. figure 1.1 : c'est l'interface (ou moyen de communication) avec l'utilisateur. Cette face avant, personnalisable à loisir, est composée d'objets graphiques comme des interrupteurs, des potentiomètres, des zones de graphismes, etc.. Elle représente la face avant de l'instrument. • Un diagramme (Diagram)cf. figure 1.2 : cette partie décrit le fonctionnement interne du VI. On utilise le langage G pour décrire ce fonctionnement. Destinés à être utilisés par des ingénieurs et des scientifiques, non informaticiens de formation, LabVIEW utilise le langage de programmation graphique G (pour Graphique) afin de décrire les programmes dictant le comportement de l'application. Ainsi l'utilisateur est affranchi de la lourde syntaxe des langages de programmation textuels tels que C, Basic, etc.. • Une icône (Icon)cf. figure 1.3 : C'est la symbolisation de l'instrument virtuel qui permettra de faire appel à un instrument virtuel déjà créé à l'intérieur d'un autre instrument virtuel, c'est un principe de structure hiérarchique et de modularité.  

   

 

Figure 1.1 - Face avant (Panel)  

  Figure 1.2 - Diagramme (Diagram)  

  Figure 1.3 - Icône (icon)

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