Labviewでできること4選!GUI操作で非プログラマーでもシステム開発を

あなたは「Labview」をご存知ですか。産業機械やスマートマシン、医療用機器などさまざまなシステム開発の現場で世界的に利用されている開発プラットフォームです。

開発にかかる工数を大きく削減し、非プログラマーでも簡単にシステム開発を行えるLabviewは、長年多くのユーザに愛用されています。

今回はこのLabviewの概要と、Labviewでできることをご紹介します。

Labviewとは?

Labviewとは、NATIONAL INSTRUMENTS社が1986年に初めてリリースしたGUI操作でシステムを構築できる開発プラットフォームです。

外部システムやハードの計測・制御が必要なアプリケーションの開発に特化しており、開発において難航しがちな外部との接続を簡単に実現できます。

その特徴から、Labviewは特に工業用機器や研究用分析機器を接続して実施するテスト・計測システム開発の現場で長年愛用されています。

古参ソフトでありながら、現在に至るまで継続的なバージョンアップがされており、年々さまざまな便利機能が追加され続けています。

Labviewでできること4選

1. あらゆる計測器、センサー、バスに接続できる

計測器

Labviewの最大の特徴は、さまざまな外部システムやハードとの接続が簡単であるという点です。

本来、外部システムやハードとの接続には、年々アップデートされていくコンピュータ側の内部仕様や、接続するハード固有の仕様を把握し、その上でどのように接続を行うのがベストかを探る必要があります。これには開発の現場において、また開発後の保守においても大変な手間と工数がかかります。

しかしLabviewでは、接続するハードとハードの内部仕様的な問題が、ソフト提供側であらかじめテストされており、ストレスなく接続できるよう実装・更新され続けています。

業界最大規模のドライバライブラリから、接続する機器に最適なドライバを取得できる

LabviewはPCに接続したハードを検出し、そのハードとシステム間の通信・制御を可能とする適切なドライバを自動で提案してくれます。この際、NATIONAL INSTRUMENTS社自身が提供するドライバはもちろんのこと、他社製ハードのドライバも提案してくれるのです。

この提案機能には、NATIONAL INSTRUMENTS社が自社サイト上で公開している、業界最大規模のドライバライブラリが利用されています。このライブラリ内には他社の製品を含めたあらゆる計測器、センサ、バスのドライバが公開されており、その多くはLabviewとの接続用に最適化されています。

このドライバライブラリを利用することで、ハードとの接続を迅速に行い、システムそのものの開発に時間を割けるのです。長い年数をかけてドライバライブラリの拡張を続けてきた、Labviewならではの利点ですね。

2. 非プログラマーにも分かりやすい視覚的なプログラムを組み立てられる

操作パネル_VI表示

子ども向け教育用プログラミング言語に『Scratch』という言語があります。

Scratchでは特定の処理が定義されたブロックを、マウス操作で組み合わせていくことでプログラムを組み立てていきます。Labviewのビジュアルプログラミングも、このScratchに類似しています。

「アイコン」と「ワイヤー」の組み合わせが、そのまま実行可能なプログラムになる

Labviewでは「なんらかの処理や関数を示すアイコン」と「アイコン同士を繋ぐワイヤー」をドラッグ&ドロップで配置して処理の流れ(ダイアグラム)を書くことで、プログラムを組み立てていきます。

このダイアグラムは設計書でありながら同時にソースコードでもあるため、書いた時点ですぐに実行できるプログラムになっています。

設計と実装が完全に一致しているため、誰が見てもプログラムの構成が分かるようになっており、簡単に改修や拡張を行えるのです。

準備が出来しだいプログラムが並列で実行される

多くのプログラミング言語において並列処理の実装は難解ですが、Labviewを使えば簡単に並列処理を実装できます。Labviewではすべてのダイアグラムが、処理を実行するのに必要な条件が整った段階で自動的に実行されるため、特別な操作をせずとも並列処理を行えるのです。

これはダイアグラムが複数存在する場合でも同じであり、各々のダイアグラムが独立して自身の処理を開始します。

3. 操作画面をドラッグ&ドロップで作成できる

フロントパネル_VI表示

Labviewではダイアグラムのみならず、ユーザが操作する画面そのものもGUI操作で簡単に作成できます。

現実世界で実際に計器やスイッチを配置していくのと同じような感覚で、Labviewの開発画面上のアイコンのドラッグ&ドロップし、操作画面を構築していきます。

制御器と表示器を配置していく

操作画面はLabviewにおいて「パネル」「フロントパネル」と呼ばれています。

パネルにはユーザへの操作説明の文章の他、大きく分けて以下のふたつのアイテムを配置していきます。

  • 制御器:プログラムに入力を渡す
  • 表示器:ユーザに計測結果を表示する

制御器には、スイッチ、チェックボックス、入力フォーム、ボタンなどがあります。一方の表示器には、さまざまな種類のグラフ、チャート図、ゲージ、メータなどがあります。

これらはすべて、ひと目で意味の分かるアイコンが用意されているため、仮想空間上の操作画面の作成を、現実世界のそれとほぼ同じ感覚で進めていけます。

ダイアグラムと操作画面が相互に連携する

Labviewでは操作画面に制御器や表示器を配置すると、ダイアグラム編集画面上の「未配置の項目」に配置した制御器・表示器が表示されるようになります。これらをダイアグラム上に配置し、ワイヤーで接続するだけで内部処理と操作画面の入出力を繋げられるのです。

また一般的に、内部で出力した値のどれが計器上のどの値を示すかは、システムが大きくなればなるほど判別が難しくものですが、Labviewでは操作画面とダイアグラムが双方で連携しているため、「片方の画面に配置したアイテムがもう一方の画面のどのアイテムとつながっているか」をボタンひとつで簡単にたどれます。

4. Web上のユーザーインターフェースを構築できる

webvi_HTMLに変換

Labviewの最新バージョンである『Labview NXG』では、外部システムやハードの制御をWebアプリとして実装できます。

本来Webアプリとそれ以外のアプリとでは、内部の実装方法が大きく異なるものですが、Labview NXGでは通常の操作画面を作成するのとほぼ同じ手順で、Webアプリとしてのユーザーインターフェースを実装できます。

たとえば制御器・表示器を配置して作成した操作画面が、Webアプリ上ではHTML/CSS、JavaScriptのコードに変換されます。もしフロントエンドの知識があれば自分でこれらコードに手を加え、画面の装飾をしたり新たな機能を追加することも可能です。

また作成したWebアプリは、特別なプラグイン等を使うことなく、Labview NXGに付属するクラウドコンピューティング環境にホストすることで、任意のブラウザからアクセスできます。

まとめ

全ての開発フローが目で見て分かりやすいものとなるよう設計されており、また高い拡張性を維持したままシステムを更新・拡張できるLabview。

Labviewを活用することで、外部システムやハードとの接続に手間取ることなく、制御や計測が必要なシステムを非プログラマーでも簡単に構築できます。

長い歴史があり、世界各国で多くのユーザから利用されているLabviewは、医療用機器などの高い信頼性が必要なシステムの開発でも使われています。Labviewをうまく活用し、システム開発における作業効率と品質の向上をはかりましょう。

 

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