Развој на виртуелна инструментација и аквизиција на податоци со LabVIEW

 

Една од најсовремените алатки со кои се овозможува развојот на виртуелната инструментација е Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (LabVIEW). Во 2014 година Факултетот за електротехника и информациски технологии за првпат ја имплементираше програмата “LabVIEW академија” и со тоа стана првата научно – образовна институција во Република Северна Македонија која е лиценцирана за обука на студенти за работа со развојната програмска платформа LabVIEW.

ПРОГРАМА НА ОБУКАТА

Времетраење: курсот „Развој на виртуелна инструментација и аквизиција на податоци со LabVIEW„ е предвиден да се реализира во десет наставни денови, од кои во секој ден ќе се реализираат по три часа. Дополнително учесниците ќе имаат потреба од реализација на домашни задачи во просечно времетраење од 2 часа дневно.

Ден 1:  3 часа + 2 часа домашна работа Вовед во LabVIEW и системи за аквизиција на податоци Изработка на проекти и составни делови на виртуелни инструменти Развој на преден панел и блок-дијаграм Пребарување на контроли и функции Оперирање со алатки за развој и откривање грешки Концепт на поток на податоци во LabVIEW Дизајн на едноставен виртуелен инструмент Практична работа и домашна задача

Ден 2:  3 часа + 2 часа домашна работа Податочни типови во LabVIEW Нумеричка конверзија и коерција Документирање на програмски код Примена на итеративни While и For циклуси Контрола на време во виртуелните инструменти Примена на поместувачки регистри Практична работа и домашна задача

Ден 3:  3 часа + 2 часа домашна работа Развој на под-виртуелни инструменти Дизајн на икона и панел за поврзување Техники за изнаоѓање грешки и справување со грешки во LabVIEW Недефинирани или неочекувани податоци во LabVIEW Кластери за грешка Графички приказ на податоци (графици, графички ленти и xy графици) Практична работа и домашна задача

Ден 4:  3 часа + 2 часа домашна работа Манипулирање со податочни структури Дефинирање на повеќе димензионални низи Примена на функции за обработка на низи Поим за полиморфизам Автоматско индексирање со помош на циклуси Примена на кластери Дефинирање на контроли и типски дефиниции во LabVIEW Практична работа и домашна задача

Ден 5:  3 часа + 2 часа домашна работа Поим за програмски архитектури во LabVIEW Проста архитектура Генерална архитектура Секвенционално програмирање Архитектура – машина на состојби Променливи во LabVIEW (локални, глобални, процесни споделени променливи) Практична работа и домашна задача

Ден 6:  3 часа + 2 часа домашна работа Нарушување на потокот на податоци во LabVIEW Асинхрона комуникација Примена на бафери Структури за прекин и дефинирање на прекин Функциски глобални променливи Напредни програмски архитектури во LabVIEW Практична работа и домашна задача

Ден 7:  3 часа + 2 часа домашна работа Основи на работа со датотеки и хардверски ресурси во LabVIEW Запис и читање во/од датотеки Споредба на различни формати на датотеки Креирање на патеки до датотеки и директориуми Запис и исчитување на бинарни датотеки Работа со повеќеканални текстуални датотеки со заглавја Пристап до TDMS датотеки во LabVIEW и Excel Практична работа и домашна задача

Ден 8:  3 часа + 2 часа домашна работа VI Server архитектура Користење на јазли за карактеристики и методи Примена на референци Вршење мерења со картички за аквизиција на податоци (аналогни, дигитални сигнали) Аквизиција на сигнали од сензори Управување со актуатори Комуникација со инструменти и комуникациски интерфејси Инструментациски драјвери Практична работа и домашна задача

Ден 9:  3 часа + 3 часа домашна работа Програмирање на вградливи микрокомпјутерски системи со LabVIEW Програмирање на DSP и FPGA процесори со LabVIEW Развој на програми за работа во реално време Интегрирање на Arduino и Raspberry Pi развојни системи во LabVIEW Проект: изработка на SCADA систем во LabVIEW Практична работа и домашна задача

Ден 10:  3 часа Проверка на знаењата преку изработка на проект Полагање на Certified LabVIEW Associated Developer (CLAD) испит

 

Оправданост на курсот:

Во индустријата постојано се јавува потреба од мерење на различни физички величини од електрична и неелектрична природа. Овие физички величини можат да се мерат со помош на независни мерни инструменти или пак да се интегрираат во еден мерен систем со помош на персонален или индустриски компјутер. Вториот пристап нуди одредени предности при контролата, визуелизацијата и обработката на податоците. Имено, компјутерите се одликуваат со големи мемориски и пресметковни капацитети кои можат да се стават во функција на мерно-управувачките системи, а со тоа значително да ги подобрат нивните карактеристики. Овој концепт се обединува преку развој на виртуелната инструментација која овозможува флексибилно програмско дефинирање на метролошките и функционалните карактеристики на системите за мерење и аквизиција на податоци. Од овие причини, примената на виртуелната инструментација се смета за стандард при развој на мерно-аквизициските системи во индустријата и во научно-истражувачката работа.

Портфолио:

Една од најсовремените алатки со кои се овозможува развојот на виртуелната инструментација е Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (LabVIEW). Во 2014 година Факултетот за електротехника и информациски технологии за првпат ја имплементираше програмата “LabVIEW академија” и со тоа стана првата научно – образовна институција во Република Северна Македонија која е лиценцирана за обука на студенти за работа со развојната програмска платформа LabVIEW. Со имплементирање на оваа програма, студентите од ФЕИТ се здобија со можност за совладување на материјата следејќи современа наставна програма пренесена од страна на сертифицирани наставници, за потоа и истите да добијат можност да се сертифицираат преку полагање на официјален Certified LabVIEW Associated Developer испит во соработка со National Instruments. Наставната содржина на предметот Практикум во LabVIEW во рамките на кој се спроведува наставата е акредитирана во рамките на наставно-образовниот процес на ФЕИТ.

Сертификација:

Целта на овој курс е оспособување и сертифицирање на кандидатите за стручно-апликативна и научно-истражувачка работа со примена на виртуелната инструментација. По успешно завршување на курсот, учесниците ќе се здобијат со сертификат за оспособеност за развој на виртуелна инструментација и можност да полагаат официјален Certified LabVIEW Associated Developer испит, а со тоа и можност за добивање на CLAD сертификат од National Instruments.

Техничко-технолошки услови, начин на изведување и тестирање:

Курсот „Развој на виртуелна инструментација и аквизиција на податоци со LabVIEW„ ќе се реализира во просториите на компјутерскиот центар (ФЛАОП) на Факултетот за електротехника и информациски технологии. Училницата е опремена со сите неопходни средства за професионална реализација на наставата и обезбеден компјутер за секој учесник. На компјутерите е инсталирана последната верзија на развојната програмска платформа LabVIEW 2020 со чија помош ќе се реализира наставата на курсот. Секој партиципиент на курсот ќе добие студентска лиценца за софтверската алатка со која ќе биде во можност за тренинг и совладување на материјата во домашни услови. Наставата ќе се состои од предавања, лабораториски вежби и квизови каде што учесниците ќе развиваат виртуелни инструменти под надзор од обучувачот и ќе ги проверуваат своите знаења.

Покрај компјутерските системи и софтверски лиценци, на располагање ќе бидат и хардверски компоненти во форма на картички за аквизиција, програмабилни системи (Arduino и Raspberry Pi), сензори и придружна електронска опрема.

По совладување на материјата од курсот ќе се изведат два начини за проверка на знаењата и сертификација:

1. Изработка на функционален апликативен проект од областа на системи за аквизиција и виртуелна инструментација. По успешна изработна на проектната задача учесниците добиваат сертификат за оспособеност за развој на виртуелна инструментација.
2. Полагање на официјален Certified LabVIEW Associated Developer испит кој се полага преку интернет под раководство на компанијата National Instruments и можност за добивање на CLAD сертификат. Спроведувањето на овој испит е во рамките на надлежностите на LabVIEW академијата на ФЕИТ.