Information Labview Fermat 2008-01-26

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Travaux au labo de S.I. avec Labview François WEISS, le 26 janvier 2008 page 1/9

Logiciel Labview : Quelques exemples d’utilisation au labo

de Sciences Industrielles du Lycée Fermat

page :

Démo 1- Acquérir une tension ; générer un signal codé sur 4 bits selon 5 paliers de cette tension 2

Démo 2- simuler l’acquisition d’un signal périodique ; calculer sa fréquence 3

Démo 3- acquérir deux signaux périodiques en quadrature ; déterminer le sens de mouvement, compter ou

décompter les impulsions ; calculer la fréquence. 4

Démo 4- réaliser un asservissement de vitesse avec le boîtier NI 6211 5

Démo 5 : Traiter un problème d’équilibrage : 6

Annexe : tests de bon fonctionnement du boîtier NI 6008 7 à 9



Démo 1- Acquérir une tension ; générer un signal codé sur 4 bits selon 5 paliers de cette tension

Cette manipulation est réalisée en vue de construire une interface de commande homme/machine.


Figure D1-1

La tension acquise est générée à l’aide d’un bouton

poussoir à sortie proportionnelle (figure D1-1) et

câblée en différentielle sur l’entrée I0 du boîtier

NI6008 ; la tension de 5volts générée par le boîtier

NI6008 est utilisée pour

alimenter le boutonpoussoir.

Figure D1-2

Le port de sortie

numérique 0 sera utilisé

pour générer les

signaux codés en

fonction de la tension d’entrée.

Face avant de l’instrument

virtuel :

2 procédures de captage des

grandeurs maxi et mini de la tension

d’entrée ;

afficheur de la tension d’entrée ;

afficheur de la valeur de sortie codée

sur cinq paliers.

Diagramme de programmation del’instrument virtuel de pilotage voyants

Boucle while : « faire tant que »

pas « stop »

fonction pour acquérir la

tension avec le boîtier

NI 6008

Mémo par Registres à décalage

Moyennage du signal sur

8 cycles de la boucle,

et affichage

Fonctions représentant les 2

grandeurs d’entrée ajustables

par l’utilisateur

Temps de cycle programmé

de la boucle « while ».Génération en sortie du boîtier NI6008 STOP

Boîte de calcul (langage Matlab) des valeurs calculées (mots de 4 bits)



Démo 2- simuler l’acquisition d’un signal périodique ; calculer sa fréquence

Cette manipulation est réalisée en vue de construire un asservissement de position.

Face avant de l’instrument virtuel :


boutons de lancement

de la simulation

boîte à outils pour manipuler

les objets dans les fenêtres

(menu « affichage –

palette d’outils » )

Diagramme de programmation de l’instrument virtuel (v.i.)

1 : boîte de simulation du signal

2 : affichage du signal ;

3 : détection de l’état « haut » (par rapport à un seuil fixé)

4 : incrémentation d’un compteur d’une unité à chaque changement d’état par « structure séquence »

5 : calcul et affichage de la fréquence

1 2 3 4 5



Démo 3- acquérir deux signaux périodiques en quadrature ; déterminer le sens de mouvement,

compter ou décompter les impulsions ; calculer la fréquence.

Cette manipulation est réalisée en vue de construire un asservissement de position.


Les signaux sont générés par deux capteurs à effet Hall

placés en périphérie d’un aimant bipolaire lié au rotor

d’un moteur (figure D2-1).

Figure D2-1


1 : génération (ou acquisition) des deux signaux en quadrature ;

2 : détection des fronts montants ou descendants ;

3 : détection du sens de rotation et création d’une variable « SENS » qui mémorise celui-ci (-1 ou +1) ;

4 : incrémentation ou décrémentation du compteur selon le sens de rotation

1 2 3 4



Démo 4- réaliser un asservissement de vitesse avec le boîtier NI 6211


Cette manipulation est réalisée en vue d’effectuer des

mesures de pertes énergétiques dans un réducteur.

La manipulation s’effectue sur un moteur à courant continu

équipé d’une génératrice tachymétrique ;

Le boîtier NI 6211 permet de générer des signaux +ou - 10volts (contrairement au boîtier NI6008 qui ne génère que

0+5 volts) ; ces signaux sont envoyés dans une carte de

puissance par laquelle le moteur est alimenté.

1 : acquisition du signal de la génératrice tachymétrique ;

2 : mise en place d’une consigne de vitesse (curseur manipulable à la souris)

3 : « boucle de simulation » pour gérer les systèmes asservis

4 : « comparateur » de la boucle d’asservissement

5 : amplificateur (gain proportionnel) ;

6 : calibration du signal entre -10 V et +10 V pour sortie sur le boîtier NI 6211

7 : génération d’un signal proportionnel à l’écart entre consigne et mesure.

1 2 3 4 5 6 7




Démo 5 : Traiter un problème d’équilibrage :

L’objectif est d’obtenir des signaux images des « balourds » centrifuges sur un rotor

non équilibré monté sur une équilibreuse. Il s’agit :

1- d’acquérir les tensions générées par les capteurs de l’équilibreuse : Flèche 1.

2- de les filtrer : Flèche 2

3- D’adapter les signaux pour obtenir des valeurs de forces ZO et ZA en Newtons :

Flèche 3.

4- De calculer les valeurs des balourds :

Pour faciliter la programmation, on pose INVDEN =

12

1

x x −

que l’on calcule par les opérateurs mathématiques de

Labview : Flèche 4

On pose :

C1 = ; C2 = ; C3 = ; C2 = INVDEN x .2− INVDEN d x ).( 2 +− INVDEN x .1 INVDEN d x ).( 1 +

5- Et on calcule ces coefficients dans la « boîte de calcul » de Labview : flèche 5.

6- Pour obtenir les balourds, l’écriture des équations s’effectue avec les opérateurs mathématiques de Labview : flèche 6.


1 2 3 4 5 6

Affichage de la face avant de l’instrument virtuel :




Annexe : tests de bon fonctionnement du boîtier NI 6008 Figure 0-1Ce préambule permet de se familiariser avec les connexions du

boîtier NI6008.

Ces étapes de test seront effectuées avec le logiciel « Measurement

& Automation Explorer » installé en même temps que Labview ;

il se lance par le menu du bureau de Windows : « Démarrer – tous

les programmes – National Instruments - Measurement &

Automation » Figure 0-2ou bien à l’aide de l’icône de la figure 0-2, installé sur le bureau de

windows.Measurement & Automation.lnk

Lorsque le boîtier NI6008 (figure 0-1) est connecté à un port USB du PC, son nom apparaît dans la liste

déroulante des « périphériques et interfaces » (figure 0-3)

Figure 0-3

Un clic (ou deux) sur le nom du périphérique NI6008 permet d’accéder à un onglet « panneaux de

test » (figure 0-4):

Figure 0-4

Un clic sur cet onglet donne accès au panneau de test du boîtier NI6008 (figure 0-5) :



0-1 Test de la sortie analogique :


cliquer sur l’onglet « Sortie

analogique » pour faire apparaître le

panneau de test de cette sortie (figure

0-5)

Figure 0-5

Deux voies de sortie sont disponibles ;

- Choisir la voie Dev/aoO.- Limiter la tension de sortie à une

fourchette 0-5 volts (plage autorisée

par le boîtier NI6008).

- le réglage de la tension de test

s’effectuera à l’aide du curseur

vertical.

Connexion :

connecter un voltmètre ou tout

autre appareil de mesure de

tension sur les deux bornes 13 et

14 côté « analog » :

Figure 0-6

- sortie analogique AO0

- masse GND voisine

(photo figure 0-6) :

Cliquer sur « démarrer » dans le

panneau de test et agir sur lecurseur ;

vérifier les modifications

apportées à la tension mesurée en

sortie.




0-2 test du compteur :

Figure 0-7

Cliquer cette fois sur l’onglet « E/S de

compteur » du panneau de test (figure 0-7)

Seule la voie Dev1/ctr0 est disponible ; à

partir de la source /Dev1/PFIO.

Connexion :

prévoir une alimentation continue

inférieure à 10 volts (une pile 2,5 V peut

convenir) qui sera interrompue pour

former des fronts descendants ;

Connecter cette alimentation sur les deux

bornes 32 et 35 côté « Digital » :

- entrée de compteur PFIO

- masse GND borne 32

(photo figure 0-8) :

Cliquer sur « démarrer » dans le panneau

de test puis former les fronts descendants

sur le circuit d’alimentation ;

vérifier l’incrémentation de la valeur du

compteur affichée dans la fenêtre du panneau de test.

Figure 0-8

0-3 test de l’entrée analogique :

à faire à partir de l’onglet : « entrée analogique »

connecter un générateur : le signal doit être calibré entre -10 V et +10 V ;

Deux modes de connexion sont utilisables :

- le mode « RSE » connexion aux bornes « GRND » et « AI0 » (jusqu’à « AI8 »)

- le mode « différentiel » sur les entrées AI0 et AI4 (ou AI1 et AI5 ; ou AI2 et AI6 ; ou AI3 et AI7)

ce mode fait chuter à 4 le nombre de voies utilisables, mais il est préférable au mode « RSE » caril n’y a pas de risque de circulation de courant entre les masses des appareils connectés.

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