基于LabVIEW 的电网综合参数测控系统设计

摘 要：LabVIEW 虚拟仪器软件广泛应用于测控系统的开发。本文介绍了在Labview 中定制电网窗口风格的虚拟仪器技术，包括菜单、工具栏和状态栏的定制和使用、数据库的使用等，对于设计功能繁多、控制复杂的虚拟仪器具有一定的指导意义。特别是LabVIEW 的事件编程能力，为编制各种人机界面提供了一种强有力的方法。Microsoft Access 数据库的建立和与软件的连接，为LabVIEW 功能的实现提供了强有利的帮助和支持。关键字：虚拟仪器；LabVIEW；界面 虚拟仪器是计算机技术和数字信号处理技术发展的产物，具有功能开放、设计灵活、对网络支持良好、低价位等优势，在近几年获得飞速发展和广泛应用。作为一种通用的图形化编程语言，其实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。 虚拟仪器由用户自己设计，自己定义，将具有一种或多种功能的通用模块相结合，并且调用不同功能的软件模块，组成不同的仪器功能，满足自己的特殊需求。 本文通过对电网综合参数测控系统的软件设计，介绍了LabVIEW 在软件设计中的方法和步骤； LabVIEW 的软件开发步骤：A、创建前面板：从控件面板上选择所需要的各种控件，将其按规律放置在前面板容器上，组织好彼此的相对位置，使得前面板变得美观漂亮，设置好各控件的属性和显示方式。B、创建数据流程图：从函数面板上选择所需要的函数图标，依据要实现的功能，用线将它们有顺序的连接起来，就可以创建出完整的数据流程图。C、进行函数调试分析：采用各种方式进行程序调试，修改数据流程图直至满足要求1. 登陆设置 软件的登陆设置，用顺序结构控制登陆成功之后才能显示界面，用户登陆子VI 属性设置成软件运行时就启动，弹出登陆界面，输入口令正确进入系统。2. 菜单设置 LabVIEW 窗自身具有定制菜单的功能，在VI 前面板主菜单中选择“编辑—运行时菜单”，弹出菜单编辑对话框，用户根据要求在对话框中定制的菜单【1】，如图1.2。 菜单的响应程序靠一个事件结构的编辑设置来完成，编辑事件对话框中的事件源本VI对应的事件设置成菜单选择（用户），选择项只留下项标识符（Item Tag）一项，在事件结构内放上对应事件，将项标识符与条件结构相连用来选择相应的指令，如图3。[align=center]图3. 菜单设计[/align] 在自定义菜单中，根据需要创建的菜单项，完成菜单定制后，对每个子菜单设计对应的SUBVI，并且每个子VI 都有自己的用户界面。新建一个文件夹，把设计过程中需要保存的东西都保存在这个文件夹下。 编写菜单响应程序，利用LabVIEW 提供的菜单选择节点获取所选菜单项，然后在一个条件结构中编写与菜单选项对应的功能程序。VI 运行时，条件结构根据菜单选择节点返回的菜单执行相应的功能程序【2】3. 工具栏 在此软件界面上，工具栏上的按钮在LabVIEW 控件中不能找到，这就需要自定义控件。剪切相应的图标放入画图工具中，用剪切工具把图片选中下来，按ctrl+c 将其复制到剪贴板上，若要做的效果更好可以用PHOTOSHOP 之类的软件进行修饰。 编辑控件，把确定按钮放在LabVIEW 前面板上，右击选择“高级—自定义”【3】，点击之后进入编辑状态，点击工具栏中按钮使其变成，对着最大的外形框右击，选择从剪贴板导入图片，这样就把我们先前准备好的图片制作成了控件。4. 数据库 在添加用户与添加设备子VI 中，需要用到数据库。这里应用Microsoft Access 数据库，它是一种关系型数据库，按关系数据模型组织数据库。 LabVIEW开发环境本身并不具备数据库访问功能，利用NI 公司的附加工具包LabVIEWSQL Toolkit 进行数据库访问，这种工具包价格比较昂贵，不适于应用。因此在这里我们利用由美国NI 公司开发的一个免费的、多数据库、跨平台的LabVIEW 数据库访问工具LabSQL工具包来实现数据库访问 在LabVIEW 安装目录重的user.lib 文件夹中新建一个LabSQL 的文件夹，将下载的LabSQL 放到这个文件夹下，再次运行时，LabVIEW 的功能模块就会自动加载LabSQL。LabSQL 与数据库之间是通过ODBC 连接【4】，用户需要在ODBC 中指定数据源名称和驱动程序。因此再使用LabSQL 之前，首先要再Windows 操作系统中的ODBC 数据源中创建一个DSN。LabSQL 与数据库之间的连接就是建立再DSN 基础之上的。 在Windows 操作系统的控制面板中，依次点击性能与维护→管理工具→数据源，弹出图四所示的ODBC 数据源管理器[align=center]图4.数据源管理器[/align][align=center]图5.创建新数据源[/align] 单击“系统DSN”选项卡中的“添加（D）…”按钮，在随后弹出的“创建新数据源”界面（图5）的驱动程序列表中选择“Microsoft Access Driver（＊.mdb）”,并单击“完成”按钮，在随后出现的对话框（图6）中的“数据源名（N）”一栏中创建DSN 的名称，并单击“选择”按钮选择需要访问的数据库，按“确定”按钮结束。[align=center]图6.新数据源[/align][align=center]图7.数据库操作步骤[/align] 以上设置完成之后就可以进行数据库的操作，其基本步骤如图7 所示 首先利用ADO Connection Create.vi 创建一个Connection 对象，然后利用ADOConnection Open.vi 建立与数据库的连接，要连接的数据库由字符串ConnectionString 控制在前面板控件中输入。在程序框图中使用Format Into Strings 生成SQL 命令，将它连接到ADOConnection Execute.vi 即可执行。利用ADO Recordset Creat.vi 创建一个Recordset 对象，然后利用ADO Recordset Open.vi 打开Recordset 对象，并同时利用SQL 查询命令获得数据库表中的全部或部分记录。通过功能选择按钮来选择控制对数据库的操作。利用ADO RecordsetClose.vi 和ADO Connection Close.vi 关闭与数据库之间的连接，利用ADO ConnectionDestroy.vi 删除Connection 对象。 应用在设计中如在设计界面中点击“添加”按钮出现用户注册对话框，如图8 所示[align=center]图8.用户注册前后面板[/align] 在整点数据等子VI 中，要在同一个界面中切换显示测试图象，运用选项卡控件来实现这种功能，如图9[align=center]图9.整点数据[/align][align=center]图10.电网综合参数测控系统界面[/align] 最终建立的界面如图10。5. 结束语 虚拟仪器软面板的设计要为操作人员提供一个虚拟的仪器操作环境，友善的面板是虚拟仪器设计成功的重要标志之一。一个虚拟仪器集成系统由多个虚拟仪器组成，每个虚拟仪器均由软面板控制，用户使用虚拟仪器的过程就是通过鼠标操作虚拟仪器软面板的过程。 在计算机和仪器等硬件资源确定的情况下，对应不同的应用程序，就有不同的虚拟仪器。通过软件来实现仪器的部分或全部功能，这就是设计虚拟仪器的核心思想。采用面向对象的设计方法，利用可视化图形编程环境，建立图形化用户接口，是仪器实现自动化、智能化的关键。参考文献[1] 杨乐平,等.LABVIEW 高级程序设计[M].清华大学出版社,2003[2] 李海涛,等.在LABVIEW 中定制Windows 标准窗口风格的虚拟仪器面板[J].工业控制计算机,2005 年18 卷第2 期,60 页[3] 朱晓华,等.用ActiveX 控件构造虚拟仪器[J].计算机应用,1998 年12 月第18 卷第12 期,21 页[4] 李刚,林菱.LabVIEW—易学易用的计算机图形化编程语言[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001基于LabVIEW 的电网综合参数测控系统设计全文下载