Al navegar por este sitio web acepta el uso de cookies propias y de terceros para una mejor experiencia y servicio. Para más información, visite nuestra Política de Cookies. Aceptar

El trazo firme de LabVIEW

27/03/2014

 

La potencia está en el software”. Ese es el lema de LabVIEW, una plataforma gráfica que proporciona a ingenieros y científicos unas herramientas enormemente productivas. Es ideal para capturar datos, controlar instrumentos, analizar mediciones y elaborar presentaciones de la información.

Las empresas, especialmente las pertenecientes al sector industrial, se encuentran bajo una presión constante para maximizar la eficiencia, optimizar el tiempo y mejorar la producción, además de reducir los costes. La clave para conseguirlo es contar con la información apropiada en el momento idóneo.

Sin embargo, esto resulta complicado debido a las limitaciones de los sistemas tradicionales y a la variedad de hardware y software que suele convivir en los diferentes departamentos de las fábricas y almacenes.

Consciente de todo ello, la multinacional estadounidense National Instruments comercializó LabVIEW, una herramienta de software cuyo uso se ha extendido a prácticamente todos los sectores industriales para efectuar pruebas de diseño, medida y generar sistemas de control.

Desde la primera versión lanzada al mercado, en 1986, profesionales de todo el mundo han logrado mejorar la calidad en sus productos, acortar los tiempos de mercado y perfeccionar los procesos de diseño y manufactura.

La productividad de cualquier organización puede incrementarse notablemente gracias al uso de este software, que posee la flexibilidad propia de todo lenguaje de programación, pero combinada con herramientas adicionales diseñadas específicamente. Así, se pueden crear aplicaciones de todo tipo, que van desde la simple monitorización de temperatura hasta la simulación y diseño de complejos sistemas de control.

La ventaja fundamental de LabVIEW es que su entorno de desarrollo, además de simplificar las tareas del día a día, permite afrontar grandes proyectos cuya realización implica a todo un equipo.

 

ALGO DE HISTORIA

En un primer momento, National Instruments creó LabVIEW para funcionar sobre máquinas MAC, aunque ahora está disponible también para las plataformas Windows, UNIX y Linux. Al ser una herramienta gráfica, los programas no se escriben, sino que se dibujan, facilitando su comprensión. Las aplicaciones elaboradas con él se denominan VI (Virtual Instrument), lo que da una idea de su uso en origen, el control de instrumentos.

Sin embargo, sus sucesivas versiones evolucionaron hasta la actual 8.5 con dos objetivos fundamentales: reducir el tiempo de desarrollo de los programas y compatibilizar ese software con el hardware disponible en la empresa.

La principal característica de esta plataforma es su facilidad de uso, pues resulta válida tanto para programadores profesionales como para personas con escasos conocimientos que quieran diseñar aplicaciones relativamente complejas, lo que les resultaría imposible de hacer con lenguajes tradicionales.

Con LabVIEW se pueden crear programas de miles de VI –equivalentes a millones de páginas de código texto–, como es el caso, por ejemplo, de una solución de automatización de centenares de puntos de entrada y salida.

 

CARACTERÍSTICAS

A diferencia de los lenguajes de propósito general, LabVIEW es una solución especialmente pensada para desarrollar aplicaciones de medición, control y automatización. Por ello, proporciona al usuario herramientas potentes e intuitivas para crear programas sin tener que escribir ni una sola línea de texto de código.

Los objetos, que ya están construidos, se colocan, a modo de mecano, para organizar interfaces de usuario, especificando posteriormente la funcionalidad de todo el sistema mediante diagramas de bloques. De igual manera, la plataforma puede comunicarse de forma sencilla con todo tipo de hardware, desde una simple PDA o un PC hasta controladores lógicos programables (PLC) o de movimiento.

Asimismo, también es compatible con otras aplicaciones, pudiendo compartir datos a través de la web, ActiveX, DLLs, librerías compartidas, SQL, TCP/IP, XML, OPC y otros. Al mismo tiempo, LabVIEW es un software compilado para optimizar el desempeño del sistema, dado que la velocidad de ejecución resulta vital en cualquier negocio. Ingenieros, científicos y técnicos utilizan LabVIEW para desarrollar soluciones que respondan a cualquier necesidad.

Y es que se ha convertido en una herramienta estándar de la industria para aplicaciones de comprobación, al proporcionar una plataforma de pruebas consistente e integrada. Además, es posible emplear LabVIEW para registrar y analizar resultados reales (desde mediciones de sonido y vibración hasta el diseño de filtros digitales, pasando por el procesado de imágenes o el análisis de tiempo y frecuencias), en sectores como el energético, la automoción y muchos otros.

Pero LabVIEW es capaz de bastante más. Así, se pueden efectuar mediciones y controles de alta velocidad de procesos a través de múltiples canales. Para aplicaciones de automatización industrial y a gran escala, National Instruments ha ultimado un módulo con el que se supervisan gran número de puntos de entrada/salida; se establece comunicación con los controladores industriales y las redes, y además proporciona la oportunidad de manejar toda la información del PC. Por último, es un software ideal para el seguimiento y control de maquinaria, facilitando su mantenimiento y ayudando a subsanar las deficiencias con rapidez y precisión.

 

BENEFICIOS

Si a algo se le puede atribuir esencialmente la popularidad de LabVIEW es a su intuitivo lenguaje de programación del software que se usa para automatizar sistemas de medida y control. Su lenguaje gráfico y el enfoque del diagrama de bloques representan naturalmente el flujo de los datos y visualizan de modo intuitivo los controles de la interfaz del usuario.

De esta forma, los programadores pueden fá- cilmente ver y modificar sus datos o entradas de control. Para programadores principiantes, la tecnología Express de LabVIEW transforma medidas comunes y tareas de automatización en VI intuitivos de mayor nivel, con el fin de construir sistemas automatizados.

Y para los más experimentados, este software brinda el rendimiento, flexibilidad y compatibilidad de un lenguaje tradicional como C+ o BASIC, al poseer las mismas características (variables, tipos de datos, objetos, ciclos y estructuras de secuencia, así como manejo de errores).

También se puede reutilizar código heredado, como DLL o bibliotecas compartidas, e integrarlo con otro software usando ActiveX, TCP y diferentes tecnologías estándares. Por lo general, los usuarios de la plataforma de National Instruments trabajan con un modelo patentado de programación de flujo de datos que brinda una interfaz intuitiva para crear aplicaciones de diseño, control y prueba.

Sin embargo, LabVIEW ha evolucionado para ofrecer herramientas adicionales de desarrollo que complementan dicho lenguaje fundamental con el fin de acelerar la generación de código y ayudar a que el sistema se visualice mejor. Cada una de esas herramientas se integra con el entorno básico de programación para generar útiles soluciones específicas.

 

PROTEGER LA INVERSIÓN

Como ya hemos comentado, con LabVIEW los usuarios pueden construir sistemas personalizados mucho más rápidamente que con los métodos tradicionales. Ya que las necesidades de las empresas cambian sin cesar, los sistemas definidos con esta plataforma tienen la flexibilidad necesaria para poder modificarlos sin tener que incorporar equipos nuevos más potentes.

Además, National Instruments garantiza que los programas que se diseñan pueden cambiar para adaptarse a las tecnologías que vayan surgiendo. Asimismo, LabVIEW está optimizado para diseñar exigentes aplicaciones de medida y automatización. La instrumentación virtual está basada en sistemas informáticos estándares, por lo que se consigue un mayor rendimiento y a un coste más bajo que si se recurre a una herramienta de medición dedicada.

Además, su compilador gráfico optimizado maximiza el rendimiento del sistema y permite efectuar los experimentos más exigentes de forma más veloz, tanto en laboratorio como en la cadena de producción.

Por otro lado, este software agrupa en un único paquete amplias capacidades de adquisición, análisis y presentación de datos, a fin de que la información recopilada se puede publicar en la web fácilmente o conectarse a otras aplicaciones a través de TCP/IP, DLL o ActiveX. También produce un código reutilizable que se ejecuta a velocidades de código compilado para poder ser utilizado en otros entornos, como Microsoft Visual Basic.

 

ÚLTIMA VERSIÓN

Ni más ni menos que por la versión 8.5 de LabVIEW va ya National Instruments, y su éxito en el mercado deja claro que no será la última. La principal novedad incorporada es que se simplifica el desarrollo de aplicaciones basadas en procesadores multi-núcleo y FPGA mediante un intuitivo lenguaje de flujo de datos en paralelo.

Así, LabVIEW 8.5 es capaz de proporcionar una tasa de transferencia de datos más rápida, un análisis más eficiente de los mismos al hacer un uso intensivo del procesador y sistemas en tiempo real más fiables.

La nueva versión también extiende la posibilidad de usar esta plataforma en más aplicaciones industriales, gracias a un nuevo módulo de diseño de diagrama de estados dedicado al modelado e implementación del comportamiento de los sistemas, así como con nuevas librerías de entrada/salida de información y funciones de análisis para la monitorización y el control de la producción.

Los ingenieros y científicos dependen continuamente de las mejoras de los procesadores de PC y de los sistemas operativos para incrementar las prestaciones de sus sistemas de medida y control”, asegura James Truchard, presidente, CEO y cofundador de National Instruments.

Con el cambio hacia los procesadores multinúcleo, los programadores se benefician de un método gráfico simplificado multihilo para maximizar las prestaciones que ofrecen sin tener que realizar grandes cambios en las aplicaciones”, sentencia Truchard. Es decir, que a diferencia de las herramientas de programación secuenciales basadas en texto, el lenguaje para el flujo de datos en paralelo de LabVIEW divide las tareas entre los múltiples chips para lograr altas prestaciones y fiabilidad.

______________________________________________________________________________________

LabVIEW dibuja sus características

 

✑ Intuitivo lenguaje de programación gráfica para ingenieros y científicos.

✑ Herramientas de desarrollo de aplicaciones y librerías de interfaz de usuario basadas en arrastrar y soltar (se pueden particularizar interactivamente los objetos incorporados en la paleta de controles).

✑ Miles de funciones para entrada/salida, control, análisis y presentación de datos, aunque se pueden personalizar con bastante sencillez.

✑ Cómodo despliegue en ordenadores personales, PDA y sistemas de computación industriales. ✑ Lenguaje abierto, con lo que se puede aprovechar el código ya existente, integrarlo fácilmente con sistemas heredados e incorporar software de terceras partes (.NET, ActiveX, DLL, TCP/IP, tecnología de redes y más).

✑ Plataforma modular y jerárquica, para escalar los programas en función de las particulares necesidades que tenga la empresa en cada momento.

 

SAMSUNG AUTOMATIZA SU PRODUCCIÓN

La necesidad de reducir costes y aumentar la velocidad y la calidad de la producción en su línea de telefonía móvil impulsó a la filial española de Samsung a implantar un sistema para automatizar varios procesos, que realizaban manualmente tres operarios, en uno único manejado por tan sólo un trabajador.

 

MEDIDAS EN GSM

Durante la fase de fabricación de un teléfono se deben realizar una serie de tests con equipos de radiofrecuencia. Antes, el operario colocaba el aparato en un acoplador de antena, efectuaba una llamada al equipo de radiofrecuencia y tenía que ir comprobando los valores y variando los parámetros de una manera manual.

Este método suponía un tiempo excesivo y el riesgo de que alguna comprobación visual fuera errónea, pues el nivel de concentración máxima de una persona que trabaja durante ocho horas realizando las mismas operaciones se resiente sin duda.

Ahí es donde entró en acción LabVIEW, que es la base sobre la que se desarrolló un programa que controla remotamente un equipo de mediciones, el cual efectúa medidas en GSM (sistema global para las comunicaciones móviles).

El operario simplemente debe pulsar en un teclado Enter y se realiza todo el test con un ahorro de tiempo de unos 3 segundos y una fiabilidad del 100% respecto al proceso manual. En una segunda etapa se creó un fichero para almacenar todos los datos, lo que permite hacer un seguimiento estadístico y comprobar si las medidas se desvían del promedio, evitando así que los equipos se descalibren.

 

UN SOFTWARE PARA DESENTRAÑAR EL UNIVERSO

El telescopio espacial James Webb (JWST), la generación desarrollada por la NASA para suceder al mítico Hubble, ha superado un hito crucial hacia su lanzamiento en 2013 con la ayuda de LabVIEW FPGA, de National Instruments.

Un elemento importante del JWST es el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec), que está equipado con más de 250.000 microobturadores diseñados para observar millares de galaxias y así entender mejor los orígenes del universo. Esos microobturadores son realmente los dispositivos que se abren y se cierran para su exposición a la luz, de modo similar a los obturadores de una cámara fotográfica.

 

AHORRÓ CIENTOS DE HORAS

Los ingenieros en el centro de vuelo espacial de la NASA Goddard han probado con éxito estos dispositivos usando LabVIEW FPGA para controlarlos en una sala de pruebas. Su entorno gráfico de desarrollo fue seleccionado para dar a los ingenieros la capacidad de personalizar las pruebas de los obturadores, que se abrían y cerraban hasta 240 veces por minuto. “LabVIEW FPGA ahorró cientos de horas de trabajo y miles de dólares”, admite David Rapchum, el ingeniero responsable del proyecto en la NASA. Una vez que el JWST alcance su destino, proporcionará a los científicos una visión sin precedentes de los albores del Universo durante diez años.

 

¿Dónde se obtiene más rendimiento?

✑ Análisis automatizado y plataformas de medición: adquisición de datos e imágenes, test de fabricación, de validación/medioambiental, mecánico/estructural, de fiabilidad en tiempo real, de campo portátil, de radiofrecuencia y comunicaciones y en bancos de pruebas.

✑ Medidas industriales y plataformas de control: test y control integrado, automatización de máquinas, visión artificial, monitorización distribuida, de condiciones de máquina y de potencia. ✑ Diseño embebido y plataformas de prototipos: diseño y análisis de sistemas empotrados, de control, de filtros digitales, de circuitos electrónicos o mecánicos y de algoritmos.

✑ Docencia: LabVIEW es ideal tanto para profesores e investigadores como para estudiantes.