INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

1. INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

2. La Instrumentación

3. La Instrumentación • Cuando se habla de instrumentos de medida, es normal pensar en una carcasa rígida, en la que destaca su panel frontal, el cual contiene: • Botones • LED’s • Perillas • Visualizadores

4. La Instrumentación

5. La Instrumentación

6. La Instrumentación • En la cara oculta del panel están los contactos de esos controles que los unen físicamente con la circuitería interna.

7. La Instrumentación La circuitería interna tiene circuitos integrados y otros elementos que procesan las señales de entrada en función del estado de los controles, el resultado se muestra en el panel frontal.

8. Instrumentación virtual • ¿Qué es un Instrumento Virtual? • Es la combinación de Hardware y Software, usados por la computadora Personal (PC), para cumplir la función de un instrumento tradicional

9. Instrumentación virtual • ¿Qué es un Instrumento Virtual? • Es un módulo software que simula el panel frontal de un instrumento real y, apoyándose en elementos de hardware accesibles por la computadora (tarjetas de adquisición, tarjetas DSP, instrumentos accesibles vía GPIB, VXI, RS-232), realiza una serie de medias como si se tratase de un instrumento real.

10. Sensores Dispositivo DAQ Computadora Cable Bloque de Terminales Instrumentación virtual HARDWARE

11. Instrumentación virtual SOFTWARE

12. Instrumentación virtual APLICACIÓN

13. INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL SISTEMAS DE MEDIDA

14. Sistema de medida El usuario de un sistema automático de medida debe ser capaz de: • Definir el procedimiento de test. • Seleccionar los instrumentos implicados en el test • Supervisar la ejecución del test • Proporcionar los parámetros iniciales del test • Analizar los resultados

15. Sistemas de medida • Estas características se consiguen mediante una plataforma hardware (Computadora personal) y un software, todo ello a través de una interfase gráfica con el usuario (GUI: Grafical User Interface).

16. Sistemas de medida

17. Sistemas de medida Sistemas de medida aparecen en infinidad de campos de la ingeniería: • Procesado de señal • Química Analítica instrumental • Electrónica de potencia • Mecánica, etc.

18. Sistemas de medida Conociendo el sistema físico donde se debe realizar las medidas o sobre que magnitudes se debe actuar, podremos realizar nuestro instrumento virtual tan solo con colocar los sensores correctos y una adaptación a las placas de adquisición

19. Sistemas de medida • El software de control de los diferentes instrumentos, podría ser específico para cada procedimiento de test diferente, con los consiguientes problemas de desarrollo y mantenimiento de la aplicación. • La solución es un software que se adapte fácilmente a las diferentes necesidades de medida; estamos pues hablando de un programa orientado a objetos.

20. Sistemas de medida • El sistema de software empleado constituye una colección de objetos reutilizables que representan: • Instrumentos físicos • Procedimientos de test • Actividades de procesado de datos y • Elementos de interfase gráfico, pudiéndose construir nuevas clase de objetos a partir de los ya existentes.

21. Sistemas de medida • Un controlador de un instrumento de laboratorio a través de la interfase paralela IEEE-488 (GPIB) ha de ofrecer un interfaz gráfico (GUI) que simule el panel frontal del instrumento físico. • Esto significa que desde la pantalla de la PC debe controlarse el instrumento de manera como se haría manualmente.

22. Sistemas de medida

23. Sistemas de medida • La versatilidad de disponer de un software de programación gráfica permite emplear las funciones de los instrumentos de laboratorio accesibles vía GPIB. • A dichos controladores de instrumento se les ha añadido algunas librerías propias del paquete de software y, de este modo, se han realizado diferentes instrumentos virtuales pues de hecho, físicamente no existen.

24. INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL PROGAMACIÓN ESTRUCTURADA Y MODULAR

25. Programación En cualquier lenguaje de alto nivel, los planteamientos generales son los mismos sea cual sea el lenguaje escogido Un programa siempre se basará en la construcción de un algoritmo y el empleo de unas Estructuras de Datos

26. Programación Por algoritmo entendemos la descripción exacta del orden determinado en que se ha de ejecutar un sistema de operaciones para resolver todos los problemas de un mismo tipo.

27. Programación Las características del algoritmo son: • Definidad (de todas las acciones a realizar paso a paso sin ambigüedad) • Generalidad (todos los problemas de un mismo tipo) y • Efectividad (funcionamiento correcto en todos los casos).

28. Programación La implementación del algoritmo nos lleva a codificar cada una de las acciones que lo constituyen a instrucciones de un lenguaje determinado.

29. Programación estructurada • Es nuestro objetivo obtener programas lo más claro, simples y fiables posible. • Un criterio que podemos aplicar consiste en intentar que el texto del programa (estructura estática) nos dé una idea clara de la evolución seguida por el programa cuando se ejecuta (estructura dinámica).

30. Programación estructurada A tal fin limitaremos el conjunto de estructuras a: • Secuencial • Condicional • Iterativa Cualquier programa lo construimos a partir de estas tres estructuras.

31. Programación estructurada Cada acción, si no es elemental, puede a su vez descomponerse en otras que sí lo sean

32. Programación estructurada La estructura secuencial Un proceso será secuencial cuando conste de una serie de acciones elementales, que se ejecutarán en el orden que se ha escrito.

33. Programación estructurada La estructura secuencial Así, para realizar el proceso PAN CON TOMATE las acciones que realizaremos serán: Inicio_secuencia Acción 1 Cortar el pan Acción 2 Abrir el tomate Acción 3 Untar el pan Acción 4 Poner aceite. Fin_secuencia.

34. Programación estructurada La estructura condicional. La emplearemos cuando dos acciones alternativas y excluyentes dependen de una condición.

35. Programación estructurada La estructura condicional. En lenguaje natural diremos SI “hace sol” ENTONCES “iré a la playa” SINO “me quedo en casa” IF “hace sol” THEN “iré a la playa” ELSE “me quedo en casa”

36. Programación estructurada La estructura iterativa Son acciones que implican la repetición sistemática de un proceso. Pero existe diferencias entre ellas.

37. Programación estructurada La estructura iterativa • “Mientras haya luz recoge las sillas del jardín” • “Pon las papas en la cazuela hasta que este llena” • “Copia cien veces la lección”

38. Programación modular La programación modular es un método de diseño y tiende a dividir el problema total en aquellas partes que poseen personalidad propia.

39. Programación modular • Frecuentemente debe repetirse una cierta secuencia de sentencias en varios lugares dentro de un programa. • Para ahorrar el programador el tiempo y el esfuerzo necesario para copiar estas sentencias, muchos lenguajes de programación ofrecen una posibilidad de subrutina (subprograma).

40. Programación modular • La subrutina sirve como instrumento para abreviar el texto y, mas significativamente, como un medio para hacer peticiones y estructurar un programa en componentes cerrados y lógicamente coherentes. • La partición es esencial en la comprensión de un programa, particularmente si es tan complejo que el texto tiene una longitud tal que sea imposible recorrerlo de un vistazo.

41. Programación modular • La estructura en subrutinas es indispensable tanto para la documentación como para la verificación del programa. • Así, es deseable a menudo formular una secuencia de sentencias como procedimiento, aun cuando esta secuencia se presente solo una vez y entonces no exista la motivación de acotar el texto.

42. Programación modular De este modo un SUBPROGRAMA es una parte autónoma del programa que realiza una función definida, la cual puede ser invocada por otras partes del programa siempre que se necesite para desarrollar esa función.

43. INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL PROGRAMACIÓN GRÁFICA: ENTORNO LABVIEW

44. Instrumentación Virtual con LabVIEW

45. LabVIEW LabVIEW LabVIEW es un lenguaje de programación gráfico que utiliza íconos en lugar de líneas de texto para crear aplicaciones.

46. LabVIEW Utilizando LabVIEW se pueden crear: • Pruebas y mediciones • Adquisiciones de datos • Control de instrumentos • Almacenamiento de datos • Análisis de mediciones • Generación de reportes

47. Instrumentación Virtual con LabVIEW • Los programas de Labview son llamados instrumentos virtuales (VIs). • Los VIs contienen tres elementos: • Panel frontal • Diagrama de bloques • Icono conector

48. Instrumentación Virtual con LabVIEW • Los programas de Labview son llamados instrumentos virtuales (VIs). • Los VIs contienen tres elementos: • Panel frontal • Diagrama de bloques • Icono conector

49. Componentes de un VI • Icono/Conector • Un icono representa un VI en otro diagrama de bloque • El conector muestra terminales disponibles para transferir datos • Panel frontal • Controles = entradas • Indicadores = salidas • Diagrama de bloque • Programa de acompañamiento para el panel frontal • Componentes “cableados” entre si

50. Panel Frontal • El panel frontal es la interfase del usuario con el VI. • Usted construye el panel frontal con controles e indicadores, que son las entradas y salidas que interactúan con las terminales del VI, respectivamente