LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

LabVIEW入门与基础电气虚拟仪器项目实战

作为验证原型的利器，LabVIEW图形化开发平台为仪器控制、嵌入式监控、数据采集处理、自动化测试验证等领域提供海量解决方案。

LabVIEW内置数百预置函数库，助力从功能性嵌入式系统到高性能测控系统的灵活扩展构建。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

什么是LabVIEW？

LabVIEW全称Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，由National Instruments开发。为科研工程提供软件解决方案的强大编程工具。LabVIEW是图形化编程语言，数据流驱动程序执行，区别于文本语言的指令流驱动。

LabVIEW支持用工具与对象构建用户界面前面板，再在框图用图形化函数表示代码。框图代码依控制结构驱动前面板对象。用户可定制数据采集、测试、测量、控制解决方案。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

LabVIEW集成GPIB、PXI、VXI、RS-232、RS-485、USB等数据采集设备通讯，支持基于TCP/IP、ActiveX的LabVIEW Web Server实现物联网应用。

虚拟仪器(VI)

LabVIEW程序称虚拟仪器(VI)，因外观操作酷似万用表、示波器等物理仪器。

VI含三组件：前面板、框图、图标与连接器面板。前面板含控件与指示器作用户界面；框图含VI源代码；图标与连接器面板为VI视觉化I/O表示，支持VI作为子VI嵌套复用。

前面板

下图展示含多控件指示器的VI前面板。作为用户交互界面，开发输入输出终端。控件含旋钮、拨盘、按钮、数值控件、布尔开关，作为输入设备向框图传数据。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

指示器为输出终端显示数值：数值指示器、仪表、LED、图表等。从框图获取数据显示。控件/指示器均从控件选盘选择(仅前面板可用)，前面板右键弹出。

框图

下图为对应上述前面板的框图。含前面板对象对应终端，以及数值/布尔/比较/数组/定时等函数、While/For/Case等结构。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

每前面板控件/指示器在框图有对应终端，通过连线连接函数实现控制应用。函数与结构从函数选盘选择(仅框图可用)，框图右键弹出。

图中外层矩形为While循环，内层为Case结构。橙/蓝/绿导线传递控件到指示器数据。框图对象与结构即VI代码。

通过顶部工具栏运行/暂停/停止按钮(箭头/暂停/停止)控制VI执行。

LabVIEW电气项目实战

LabVIEW是电气、机械、信号处理、电子、仪控、生物医学、航空航天等多领域原型设计、开发的理想平台。图形化编程与高级功能块优势，以最小时间精力实现方案落地。以下为电气领域典型项目：

基于LabVIEW的热过载继电器

目标：用LabVIEW与DAQ模块监控电机热过载保护。为便于理解，给定VI中省略DAQ I/O，仅建仿真模型。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

热过载继电器VI前面板：左侧控件、右侧指示器

前面板显示机器各参数与环境温度。温度超安全限(环境温度设定值)触发继电器跳闸指示，如下图：
LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

框图实现图形化代码：基于机器温度常数(℃/kW)计算温升，框图对比实测与设定安全值。可扩展接入电流/温度传感器与DAQ实现实时控制。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

LabVIEW中自励并励直流发电机负载特性

虚拟电机实验室基础电气项目，研究发电机带载特性。前面板含控件、指示器、波形图。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

端电压、励磁电流、负载电流(含电枢/励磁电阻)作输入，计算电枢电流、电枢压降、感应电动势，波形图与数值指示器显示结果。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

框图源代码：数学函数根据输入参数决定输出。粗橙线表示数组数据流经各数学函数，得出结果数组送图表与数组指示器。

LabVIEW中RLC串联电路仿真

实现RLC串联电路并判定谐振条件。RLC串联用于振荡/滤波/收音机电视调谐电路。

感抗等于容抗时的频率称谐振频率。谐振时感抗容抗抵消，阻抗=电阻，电流最大。下面LabVIEW项目验证此结论。前面板控件指示器负责数据输入输出。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目

框图图形化代码：对输入(电感/电容/电压)执行数学运算，得感抗、容抗、阻抗、电流等参数。 LabVIEW基础入门：从零构建电气工程虚拟仪器项目