LabVIEW & PLC還未出師的小工程師部落格

很多人在問LabVIEW該怎麼學才能速成或該怎麼寫出大程式？除了多練習外沒有速成的方法。但是想要靠寫LabVIEW討生活？哪有那麼簡單。除非找到的公司是分工很細的，只負責寫程式其他不管，大部分應該是像我的的公司一樣什麼都得做。就算是在分工很細的公司，對其他相關知識仍必需了解，否則只會做的很難過。

以下不多廢話只是心得而已不是什麼密技：

 1.事前準備：

a.了解LabVIEW常用基本元件特性：所謂"工欲善其事，必先利其器"，不管你是買書或是網路找資料，學習前最起碼先把LabVIEW內最基本常用元件的特性搞清楚。很多人留言或來信問問題，往往回覆了還是不知道該怎麼做或為什麼那樣做

b.搞清楚資料格式：LabVIEW是資料導向的程式，資料格式不一樣就有可能出現不同的結果。我的文章在需要注意的地方大多有提醒，但仍有人沒有注意到以致做出不同的結果

c.雜學知識：有用到時多少要先了解一下，至少要有一定的概念。已有很多人完全不知道我問題回覆的內容是什麼，那些內容只是很基本的相關概念而已，例如：

其他程式語言(C或VB…等)：不要求精，但最起碼要看的懂程式碼。除非你不做儀器控制，否則多少都會接觸到。就目前接觸過的儀器設備，其儀器設備的函數手冊或通訊手冊範例很多是用VB等其他程式語言寫的，若看不懂那要如何去改寫成LabVIEW程式

另外很多學術單位喜歡用Matlab，雖然我也不太會，但程式碼多少還是看的懂一些

PLC：對被控制的對象總要有一定程度的了解，如PLC的階梯圖程式，硬體的IO接點、內部接點和外接模組，還有通訊格式之類的資料。沒有一定的基礎往往出了問題卻不知道要從哪裡下手

工業配電：有相關的知識才不會被客戶唬的一愣一愣的 另外有些開關燈號及光電開關…等感測元件多少還是要了解其特性，某些客戶一開始就想要指定一些奇怪規格的零件，也不管是否合用。若對這些零件不了解，只是白白浪費時間金錢在測試修改上

影像處理：影像處理的基本原理和色彩轉換…等知識

資料庫：不管用的是哪種資料庫，SQL的語法是一定要會的。記不起那麼多內容？那就學我手邊放一本語法手冊吧

Word和Excel：幾乎許多學術單位的案子都會用到，多少還是了解一下

網路：現在流行遠端控制，網路通訊是免不了會用到的

2.資料流的觀念：

上面說過的"LabVIEW是資料導向的程式"，資料跑到哪裡程式就執行到哪裡。程式是可以同時跑多條資料流程，但若是多條資料流程會用到同一個變數，就有必要把執行的先後順序釐清，確定資料的流向。打個比喻來說：資料流就像單行道，可以有多條單行道通向某處，但出口只有一個，那會是哪台車先通過出口呢？這時當然是設定紅綠燈來控制先後順序

3.畫流程圖： 畫流程圖可以幫助思考程式的動作流程，釐清一些程式的細節是否合理，以後要找BUG也比較好找。基本上流程圖能畫出來的，程式就一定能完成   至於流程圖要怎麼畫？有什麼標準格式？不管你是用筆、用電腦或是在腦海裡畫都可以，標準格式？除非你是要給別人看，否則自己看的懂就好。基本要求只有流程順序清楚，沒有不合常理之處即可

在這個階段就要先決定程式大概需求的功能和要呈現的結果，大致確認主要輸入端和輸出端的分配，再依需求確認所需相關硬體。有用到相關硬體時，還要先確認硬體對LabVIEW的支援程度

流程圖在實際邊寫程式時可能還會針對細節再做修改，理想的狀態是在流程有疑問的部分預留可修改的位置，將來需要抓BUG或追加功能修改程式才不會要從頭改寫

之前曾有某前輩批評認為畫流程圖是浪費時間，這浪費的時間少賺很多錢。我要說不是每個人都是天才，能在腦海中產生清晰的流程，可以清楚了解程式該怎麼寫來達到需求

4.程式註解：

程式註解是有必要的，因為大一點的程式往往是分給幾個人去寫，加上程式註解比較好溝通，同時了解這段程式在整個程式中的作用。最主要也是避免一段時間後，自己也看不懂當初寫的程式

5.畫面整理：

很多人寄程式來問問題，說實在看到畫面重疊和那一團左右交錯的線條就很頭大。乾淨的畫面有助於了解程式，在監看模式時更容易了解資料的流向

程式面板部分我是習慣把同一組動作區塊元件放在一起，或塗成同一顏色，集中管理顯式

程式部分我是習慣依順序由左到右拉線，在監看模式時可以清楚程式是卡在哪個點上。順序結構我都用平鋪式的，摺疊式的雖然不佔畫面，但順序很多又有很多變數要傳遞時，畫面的線可是非常的亂，要找BUG不容易

6.寫作重點：

a.能拉直線的就儘量不要轉彎，線條的轉折越少越好

b.線能拉的到的就不要使用local之類的變數，沒必要時儘量不要使用local之類的變數

c.太多資料要傳遞又不想拉太多線，那就把資料用Array或cluster打包成一條線

d.有中途停止需求的程式就儘量不要使用For Loop

e.同步執行的平行迴圈不要使用同一變數，若要使用同一變數就定出迴圈的執行順序。同一個SubVI在同一程式區塊內儘量不要設定成同步執行，要設定成有先後順序執行

f.順序結構要謹慎使用，執行順序不固定時就不要用。有要隨時停止的程式也儘量不要用順序結構，順序結構往往是不能立即停止的元凶，必需使用時一定要安排好能跳過順序的條件，例如改用Case取代順序結構

g.一個迴圈內只放一個事件元件，有多個觸發事件時儘量整合到同一事件元件內

h.不會隨迴圈執行變化的常數或狀態儘量放到迴圈外，可以增進程式執行效率

i.先求功能再求精簡：複雜一點的程式不可能一次搞定都沒有問題，這時是把需求功能先做出來，測試到沒問題後，再研究程式哪邊可以再精簡

j.善用錯誤代碼除錯：較複雜的程式幾乎都不可能一次搞定，在測試時會跳出各式的錯誤訊息，可以從錯誤訊息去找出問題的所在。若是覺得錯誤訊息不夠詳細，可以用錯誤代碼的數字查詢詳細內容。方法是：點選下拉式功能表Help底下的Explain Error那一項，在Code輸入錯誤代碼並且點選Status按鈕將其變為紅色的X，這樣一來錯誤代碼的描述就會出現在Explanation裡了

7.程式分段書寫測試：

一個大程式不可能一次搞定，一些片段或重複部份可以先分開寫，測試到沒有問題後再打包成SubVI整合進去，後續也可以叫出來重複使用   許多儀器控制適用這種方法，先測試和儀器通訊到沒有問題，在將測試程式打包成SubVI整合到主程式內

8.程式存檔：
程式中如果有用到SubVI，儘量存成llb檔案，以免遺漏程式。很多人寄程式來時就有這個問題，只寄主程式來卻少了一堆SubVI，這樣要叫人從何幫起？

做SubVI有幾個要項：

1.SubVI輸入加輸出資料合計能用的接點有限，考慮到未來要擴充功能的需要，輸出輸入點數的總和儘量控制在12～16點之內，若要超出這個限制有些接點就需使用叢集或陣列，我用過這種方法做出輸入64點輸出42點資料的SubVI。有大量資料要在幾個SubVI之間傳遞時，以打包成陣列或叢集為主，叢集類型資料最好為每筆資料取個容易分辨用途的名稱，方便後續程式的處理

2.SubVI之中還可以包含其他的SubVI，數量不限

3.輸入點儘量安排在左邊，輸出點儘量安排在右邊。資料輸出入有相關連的SubVI，同類型的資料接點要安排在相對應位置

4.若考慮到要在其他電腦安裝的程式，通訊埠這類會隨電腦不同而改變的項目就一定要做成SubVI的輸入點

5.沒有必要儘量不要在SubVI內使用while loop迴圈，許多程式當機的原因是出在SubVI的while loop迴圈無法停止。另外有即時輸出需求的資料，更不能放在SubVI的迴圈內

6.跳出式視窗這一型的SubVI一定要把VI的屬性設定好，最好能在屬性加上說明文件。使用跳出式視窗型的SubVI一定要注意程式呼叫條件的處理，已遇過幾位同學程式因為不斷呼叫跳出式視窗而停不了

9.和PLC的程式配合重點：

a.PLC控制的優先權：在正常狀態下的優先權是硬體輸入接點 > PLC程式 > 電腦控制命令。所以直接控制硬體輸入接點是無意義的，除非你用的是優先權最大的強制指令。同樣除非PLC內是沒有程式的空機，否則直接控制輸出接點也是無意義的，除非用的也是優先權最大的強制指令。因此對PLC的控制主要是以PLC的輔助接點為主，來做間接控制

b.以最少的命令控制最多的接點：用意是減少不必要的通訊控制次數，通訊次數太頻繁會影響到程式執行效能。要達到這樣的目的PLC的程式接點規劃就很重要，最理想的狀態是要控制的接點是連號編排的

c.電腦程式為控制介面，PLC程式才是控制主體：不管通訊速度有多快，都不會比PLC的程式反應還快。因此重要的控制項目一定要在PLC那邊，如緊急停止或是故障警報這一類的一定要由PLC處理才能即時反應

d.需要手、自動控制切換的要功能互鎖：也就是手動模式時不會誤觸自動模式的程式，自動模式時手動控制沒有作用

e.通訊埠的開閉程式要寫到程式的迴圈外：許多人常犯的毛病就是把整個通訊程式包在迴圈內，造成迴圈每執行一次通訊埠就開閉一次，頻繁的開閉通訊埠是程式當機的主因

f.善用Error訊息：以Error訊息來控制通訊流程，當有通訊錯誤時就可直接跳過後面正常流程，進行除錯流程或是警報流程

10.推薦參考資料：這是實際看過覺得具有參考價值的資料

a.入門書籍

全華科技圖書股份有限公司出版，惠汝生寫的那幾本

高立圖書有線公司出版，LabVIEW 201X 虛擬儀控程式設計

b.進階書籍(都是簡體書)

清華大學出版社出版，LabVIEW高級程序設計

北京航空航天大學出版社出版，我和LabVIEW 一個NI工程師的十年編程經驗

電子工業出版社出版，LabVIEW寶典

電子工業出版社出版，LabVIEW實用工具詳解

電子工業出版社出版，LabVIEW編程樣式

電子工業出版社出版，LVIEW入門與實戰開發100例

機械工業出版社出版，LabVIEW.MATLAB及其混合編程技術

中國鐵道出版社，LabVIEW高級編程與虛擬儀器工程應用

c.儀器通訊

全華科技圖書股份有限公司出版，介面設計與實習 使用LabVIEW

全華科技圖書股份有限公司出版，介面設計與實習 使用LabVIEW (NI-VISA)第二版

高立圖書有限公司出版，圖形系統設計之硬體介面專題製作

高立圖書有限公司出版，PLC_LabVIEW 圖形監控

d.資料存取

高立圖書有限公司出版，LabVIEW & Microsoft的整合實例(Ⅰ)(VC. DLL. ActiveX. ADO)

e.圖形圖表

高立圖書有限公司出版，LabVIEW 圖形篇

f.訊號處理

國立交通大學出版社出版，訊號與系統概論

g.機器人控制

碁峰資訊股份有限公司出版，LabVIEW高階機器人教戰手冊

h.其他相關應用書籍

歐萊禮出版，SQL語法手冊

五南出版社出版，OMRON PLC程式編輯與軟體教學

五南出版社出版，OMRON PLC網路通訊與NS人機介面

文笙書局出版，電機自動控制工業配線實務

文笙書局出版，可程式控制設計寶典

文笙書局出版，最新圖解電工法規

文笙書局出版，三菱可程式控制器FX2N中文使用手冊

文笙書局出版，三菱可程式控制器單軸NC模組 FX2N-1PG

文笙書局出版，三菱可程式控制器FX3U伺服定位篇

文笙書局出版，三菱可程式控制器 FX3U左側模組MODBUS通信篇

全華科技圖書股份有限公司出版，PLC-VB圖形監控(這一本是講永宏PLC通訊)

i.電子書(網路上就可以找到)

FX系列通訊篇簡体手冊

永宏標準通訊協定格式說明

j.影像處理(日文書，這是目前看過的書中專門在寫用LabVIEW做影像處理的)

LabVIEW画像計測入門，講談社出版

k.程式面板設計

機械工業出版社出版，GUI設計禁忌2.0(專門探討程式面板設計的問題，非常有參考價值的書，目前這本書大概只剩淘寶網可買到電子版或影版)

l.微積分工程運算

松崗出版，LabVIEW圖形化程式設計

最後大力推薦以下五本書

悅知文化出版，大話設計模式

悅知文化出版，大話資料結構

這兩本書和LabVIEW沒有任何直接關係，但其中的程式設計概念和演算法...等是很棒的參考資料，有助於突破寫程式的瓶頸解決問題

電子工業出版社出版，LabVIEW編程樣式

電子工業出版社出版，LabVIEW寶典

電子工業出版社出版，LabVIEW實用工具詳解

這三本若能看完搞懂就能從菜鳥變成高手