基于虛擬儀器的電網(wǎng)綜合參數(shù)測控系統(tǒng)

虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理(Digital SignalProcessor，簡稱DSP)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有功能開放，設(shè)計(jì)靈活，對網(wǎng)絡(luò)支持良好，價(jià)位低廉等優(yōu)勢，近幾年已獲得飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。作為一種通用的圖形化編程語言，其實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。

虛擬儀器由用戶白行設(shè)計(jì)、自定義，并結(jié)合一種或多種功能的通用模塊，調(diào)用不同功能的軟件模塊，組成不同的儀器功能，以滿足自己的特殊需求。這里通過對電網(wǎng)綜合參數(shù)測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，介紹了軟件設(shè)計(jì)中采用LabVIEW的方法和步驟。

2 LabVIEW的軟件開發(fā)步驟

2.1創(chuàng)建前面板

從控件面板上選擇所需的各種控件，將其按規(guī)律放置在前面板的容器上，組織好彼此的相對位置，使得前面板變得美觀漂亮，設(shè)置好各控件的屬性和顯示方式。

2.2創(chuàng)建數(shù)據(jù)流程圖

從函數(shù)面板上選擇所需的函數(shù)圖標(biāo)，依據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，用線將它們有序地連接起來，以創(chuàng)建完整的數(shù)據(jù)流程圖。

2.3函數(shù)調(diào)試分析

采用各種方式進(jìn)行程序調(diào)試，修改數(shù)據(jù)流程圖，直至滿足要求。

(1)軟件的登陸設(shè)置 利用順序結(jié)構(gòu)控制登陸成功后才能顯示界面，在用戶登陸子VI屬性設(shè)置成軟件運(yùn)行時(shí)就啟動，彈出登陸界面，輸入口令正確進(jìn)入系統(tǒng)。

(2)菜單設(shè)置 LabVIEW窗自身具有定制菜單的功能。在VI前面板主菜單中選擇“編輯-運(yùn)行時(shí)菜單”，彈出菜單編輯對話框，如圖1所示。用戶根據(jù)要求在對話框中設(shè)置系統(tǒng)管理、通訊等主菜單，在界面左半部選擇菜單類型為用戶項(xiàng)，菜單項(xiàng)名稱分別寫入對應(yīng)的菜單設(shè)置名稱，用同樣方法設(shè)置主菜單下的子菜單。在后面板中，用幾個(gè)菜單設(shè)計(jì)圖標(biāo)相連，并分別寫入主菜單和子菜單的名稱，以完成相應(yīng)菜單的定制功能，如圖2所示。

單的響應(yīng)程序依靠編輯設(shè)置一個(gè)事件結(jié)構(gòu)來完成，編輯事件對話框中的事件源本VI對應(yīng)的事件設(shè)置成菜單選擇(用戶)，選擇項(xiàng)只留下項(xiàng)標(biāo)識符(Item Tag)一項(xiàng)，在事件結(jié)構(gòu)內(nèi)放上對應(yīng)事件，將項(xiàng)標(biāo)識符與條件結(jié)構(gòu)相連，用以選擇相應(yīng)的指令，如圖3所示。

在自定義菜單中，根據(jù)需要創(chuàng)建菜單項(xiàng)，待完成菜單定制后，對每個(gè)子菜單設(shè)計(jì)對應(yīng)的SUBVI，并且每個(gè)子VI都有自己的用戶界面。新建一個(gè)文件夾，把設(shè)計(jì)過程中需要保存的東西都保存在這個(gè)文件夾下。

編寫菜單響應(yīng)程序。利用LabVIEW提供的菜單選擇節(jié)點(diǎn)獲取所選菜單項(xiàng)，然后在一個(gè)條件結(jié)構(gòu)中編寫與菜單選項(xiàng)對應(yīng)的功能程序。在VI運(yùn)行時(shí)，條件結(jié)構(gòu)根據(jù)菜單選擇節(jié)點(diǎn)返回的菜單執(zhí)行相應(yīng)的功能程序。

3工具欄

在該軟件界面上，工具欄上的按鈕在LabVIEW控件中找不到，這就需要自定義控件。剪切相應(yīng)的圖標(biāo)放入畫圖工具中，用剪切工具把圖片選中下來，按ctrl+c將其復(fù)制到剪貼板上，若要其效果更好，可用PHOTOSHOP之類的軟件進(jìn)行修飾。編輯控件。把確定按鈕放在LabVIEW前面板上，右擊選擇“高級-自定義”，點(diǎn)擊后進(jìn)入編輯狀態(tài)，點(diǎn)擊工具欄中 按鈕，使其變成 ，對著最大的外形框右擊，選擇從剪貼板導(dǎo)入圖片，這樣即可把先前準(zhǔn)備好的圖片制作成控件。

4數(shù)據(jù)庫

在添加用戶與添加設(shè)備子VI中，需要用到數(shù)據(jù)庫。這里應(yīng)用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫，它是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，按關(guān)系數(shù)據(jù)模型組織數(shù)據(jù)庫。

LabVIEW開發(fā)環(huán)境的本身并不具備數(shù)據(jù)庫訪問功能。利用NI公司的附加工具包LabVIEW SQL Toolkit進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問，這種工具包價(jià)格比較昂貴，不適合應(yīng)用。因此利用了由美國NI公司開發(fā)的一個(gè)免費(fèi)、多數(shù)據(jù)庫、跨平臺的LabVIEW數(shù)據(jù)庫訪問工具即LabSQL工具包來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問。

在LabVIEW安裝目錄重的user.lib文件夾中新建一個(gè)LabSQL文件夾，將下載的LabSQL放到這個(gè)文件夾下，再次運(yùn)行時(shí)，LabVIEW的功能模塊就會自動加載LabSQL。LabSQL與數(shù)據(jù)庫之間通過ODBC連接，用戶需要在ODBC中指定數(shù)據(jù)源名稱和驅(qū)動程序。因此，在使用LabSQL之前，首先要在Windows操作系統(tǒng)的ODBC數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建一個(gè)DSN，LabSQL與數(shù)據(jù)庫之間的連接就是建立在DSN的基礎(chǔ)之上。

在Windows操作系統(tǒng)的控制面板中，依次點(diǎn)擊性能與維護(hù)→管理工具→數(shù)據(jù)源，彈出圖4的ODBC數(shù)據(jù)源管理器。

單擊“系統(tǒng)DSN”選項(xiàng)卡中的“添加(D)…”按鈕，在隨后彈出的圖5所示“創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源”界面的驅(qū)動程序列表中選擇“Microsoft Access Driver(*.mdb)”，并單擊“完成”按鈕，在隨后出現(xiàn)的圖6所示對話框中“數(shù)據(jù)源名(N)”一欄中創(chuàng)建DSN的名稱，并單擊“選擇”按鈕，選擇需要訪問的數(shù)據(jù)庫，按“確定”按鈕結(jié)束。

完成上述設(shè)置后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的操作，其基本步驟如圖7所示。首先利用ADO Connection Create.vi創(chuàng)建一個(gè)Connection對象，然后利用ADO Connection Open.vi建立與數(shù)據(jù)庫的連接，要連接的數(shù)據(jù)庫由字符串ConnectionString控制在前面板控件中輸入。在程序框圖中使用Format Into Strings生成SQL命令，將它連接到ADO Connection Execute.vi即可執(zhí)行。利用ADO Recordset Creat.vi創(chuàng)建一個(gè)Recordset對象，然后利用ADO Recordset Open.vi打開Recordset對象，并同時(shí)利用SQL查詢命令，以獲得數(shù)據(jù)庫表中的全部或部分記錄。通過功能選擇按鈕來選擇和控制對數(shù)據(jù)庫的操作。利用ADO Recordset Close.vi和ADO Connection Close.vi關(guān)閉與數(shù)據(jù)庫之間的連接，利用ADO Connection Destroy.vi刪除Connection對象。將其用于設(shè)計(jì)中，即在設(shè)計(jì)界面點(diǎn)擊“添加”按鈕，出現(xiàn)圖8所示的用戶注冊對話框。

在整點(diǎn)數(shù)據(jù)等子VI 中，要在同一個(gè)界面切換顯示測試圖象，運(yùn)用選項(xiàng)卡控件來實(shí)現(xiàn)這種功能，如圖9所示。圖10給出最終建立的界面。

5結(jié)語

在確定計(jì)算機(jī)和儀器等硬件資源的情況下，對應(yīng)不同的應(yīng)用程序有不同的虛擬儀器。通過軟件實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的部分或全部功能，這就是設(shè)計(jì)虛擬儀器的核心思想。采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，利用可視化圖形編程環(huán)境，建立圖形化用戶接口是儀器實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的關(guān)鍵。