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Artículo de método

Un protocolo para la generación automática de interfaces basadas en web para aplicaciones de LabVIEW mediante el Protocolo de Interoperabilidad Remota

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DOI:

10.3791/72765

⸱

14 de agosto de 2026

 ,  ,  , 
1School of Electrical Engineering and Automation, Wuhan University, 2School of Robotics, Wuhan University, 3Department of Computer Science and Automatic Control, National University of Distance Education, 4School of Civil Engineering, Wuhan University

En este artículo

Resumen

Este estudio valida la generación automática de interfaces de usuario web basada en un protocolo de interoperabilidad remota (RIP) con dos sistemas LabVIEW distintos: un modelo de ventilador y un modelo de control de posición de motor de corriente continua, y proporciona un procedimiento reproducible para construir, registrar, desplegar y probar ambos ejemplos.

Resumen

Las plataformas experimentales remotas permiten acceder a modelos de simulación locales o dispositivos físicos a través de una red, pero las interfaces web convencionales suelen requerir una página independiente, un diseño de controles y una lógica de comunicación de datos específica para cada experimento, lo que incrementa los costos de desarrollo. Este trabajo valida un flujo de trabajo establecido para generar automáticamente una interfaz de usuario web (UI) a partir de instrumentos virtuales (VIs) de LabVIEW utilizando el protocolo de interoperabilidad remota (RIP) y proporciona un protocolo reproducible para su implementación. El flujo de trabajo construye VIs de LabVIEW que definen controles de entrada y salidas indicadoras en el Panel Frontal, registra cada VI en la Configuración del Servidor RIP, lee los metadatos resultantes de las variables y genera los controles web y visualizaciones de salida correspondientes. Caddy se utiliza como proxy inverso para unificar la ruta de archivos estáticos del frontend y la ruta de solicitudes de la interfaz de programación de aplicaciones (API) de RIP. El flujo de trabajo se evalúa con dos sistemas diferentes: un modelo de velocidad de ventilador y un modelo de control de posición proporcional-integral-derivativo (PID) para un motor de corriente continua (DC). En ambos casos, la página web identifica las variables expuestas, escribe las entradas del usuario en el backend de LabVIEW, lee las salidas del modelo y genera la interfaz a partir de los metadatos de RIP. Estos resultados validan el mismo proceso de generación automática de interfaz de usuario en dos sistemas dinámicos diferentes y documentan los pasos necesarios para reproducirlo.

Introducción

Con el desarrollo de experimentos remotos, enseñanza en línea y tecnologías del Internet de las Cosas, proporcionar acceso web a modelos de simulación locales o dispositivos experimentales se ha convertido en una dirección importante para el desarrollo de plataformas experimentales1,2,3,4. Trabajos recientes han integrado además laboratorios equipados con Internet de las Cosas con aprendizaje basado en proyectos y acceso local o remoto, demostrando el continuo desarrollo de plataformas experimentales flexibles y en red en la educación ingenieril5. Para experimentos de sistemas de control, los usuarios normalmente necesitan ajustar parámetros de entrada en un navegador y observar los estados de salida en tiempo real6,7. Los métodos convencionales requieren típicamente una página web independiente, lógica de vinculación de control y una interfaz de comunicación de datos para cada objeto experimental8,9. Cuando las variables en el modelo de fondo cambian, la página del front-end a menudo debe modificarse en consecuencia, lo que genera un trabajo de desarrollo repetitivo considerable y limita la expansión rápida de la plataforma experimental.

El protocolo de interoperabilidad remota (RIP) proporciona una capa intermedia entre modelos experimentales de fondo y interfaces web frontales10,11. En el enfoque basado en RIP para la generación automática de interfaces de usuario descrito en trabajos previos, el servidor RIP proporciona metadatos para cada experimento, incluyendo nombres de variables, atributos de entrada/salida, tipos de datos, valores mínimos, valores máximos, precisión, descripciones y los métodos disponibles de lectura/escritura11. Un cliente web puede entonces utilizar estos metadatos para crear los elementos HTML correspondientes, tales como etiquetas, campos de entrada numérica, controles deslizantes, controles booleanos y visualizaciones de salida, durante la carga o actualización de la página11. El presente protocolo no reimplementa ni redefine la especificación de RIP. En cambio, utiliza el servicio RIP de código abierto existente y la lógica de generación de interfaces HTML a partir de metadatos basada en RIP como base para la comunicación y la generación de interfaces, y se centra en la construcción reproducible, registro, despliegue mediante proxy y verificación de dos ejemplos de VI de LabVIEW.

En comparación con el desarrollo convencional de interfaces web personalizadas, la generación automática de interfaces de usuario basada en RIP reduce la necesidad de implementar diseños de control, lógica de enlace de variables y funciones básicas de comunicación cuando múltiples experimentos en LabVIEW exponen variables escalares de entrada y salida comparables8,9,10,11. Una vez que se registra un nuevo VI y sus variables están disponibles para el servidor RIP, la misma lógica de lectura de metadatos y generación de controles puede reutilizarse para construir la interfaz web básica10,11. Esta característica es útil para la implementación rápida, demostraciones docentes y plataformas de laboratorios remotos que requieren acceso consistente a varios experimentos similares3,8,9. Sin embargo, la interfaz generada automáticamente también tiene limitaciones. No infiere completamente las relaciones físicas entre las variables, no determina automáticamente las asignaciones de gráficos ni diseña visualizaciones específicas del dominio ni interacciones de seguridad11. Por lo tanto, el desarrollo manual de la interfaz web sigue siendo preferible cuando un experimento requiere gráficos altamente personalizados, flujos de trabajo de usuario complejos, visualización avanzada, interbloqueos de seguridad de hardware o arbitraje de escritura multiusuario.

El flujo de trabajo general del protocolo se resume en la Figura 1. En este flujo de trabajo, un VI de LabVIEW primero define los controles de entrada y los indicadores de salida requeridos en el Panel Frontal. Luego, el VI se registra en la Configuración del Servidor RIP especificando el nombre del experimento y la ruta del VI. Tras el registro, el Servidor RIP lee los metadatos del experimento seleccionado y proporciona acceso de lectura y escritura a las variables disponibles. La página web XHTML utiliza los metadatos devueltos para generar automáticamente los controles de entrada y las visualizaciones de salida correspondientes, mientras que Caddy proporciona una ruta de acceso unificada para la página web estática y las rutas de comunicación RIP. En este estudio se utilizan los modelos de ventilador y motor de corriente continua como dos implementaciones del mismo flujo de trabajo. Para otros experimentos de LabVIEW que ofrezcan variables escalares, numéricas y booleanas compatibles, los desarrolladores pueden seguir el mismo flujo de trabajo de construcción-registro-despliegue-verificación para crear una interfaz web generada automáticamente, añadiendo visualización específica del experimento, lógica de seguridad o manejo de datos complejos cuando sea necesario.

Este artículo no propone una nueva arquitectura RIP ni amplía el rango de tipos de datos ya admitidos por RIP. En cambio, utiliza RIP como mecanismo establecido de comunicación y generación de interfaces de usuario basada en metadatos, y se centra en validar dicho proceso con dos sistemas LabVIEW diferentes, documentando al mismo tiempo un protocolo de implementación reproducible. Trabajos previos han presentado un método básico para la generación automática de interfaces web basada en metadatos de RIP, utilizando como estudio de caso un experimento en línea con un motor servo11. También se han reportado en estudios anteriores arquitecturas de laboratorios remotos con capacidad web que combinan interfaces interactivas con software de ingeniería y LabVIEW9,12. Sin embargo, durante la reproducción práctica, algunos modelos de LabVIEW del caso original se vieron afectados por problemas de compatibilidad entre versiones de software y módulos, lo que dificultó su uso directo en entornos más recientes. Por ello, este trabajo reconstruye dos VIs de fondo compatibles —un modelo de ventilador y un modelo de control de posición proporcional-integral-derivativo (PID) para un motor de corriente continua (CC)— y aplica el mismo proceso de generación de interfaz de usuario basado en metadatos a ambos. La contribución radica en la validación cruzada del flujo de trabajo RIP establecido y en un protocolo detallado para reproducir el proceso, más que en una extensión de la generalidad de RIP.

Los usuarios previstos de este protocolo son investigadores, instructores y desarrolladores de laboratorios que ya utilizan VIs de LabVIEW y necesitan exponer modelos de simulación o sistemas experimentales de bajo riesgo a través de un navegador Web sin tener que implementar de forma independiente una interfaz frontal personalizada completa para cada modelo. El protocolo es particularmente adecuado para experimentos que utilizan variables numéricas y booleanas estándar, ajuste de parámetros y monitoreo en tiempo real del estado10,11. Es menos adecuado como solución independiente para experimentos que requieran estructuras de datos complejas, visualización especializada, interbloqueos estrictos de seguridad de hardware o arbitraje de escritura multiusuario11. El objetivo de este trabajo es validar la generación automática de interfaces de usuario Web basadas en RIP con dos sistemas diferentes de LabVIEW y proporcionar un protocolo completo y reproducible, desde la construcción del VI de fondo hasta la interacción basada en navegador. El protocolo incluye la definición de variables de entrada y salida, el registro del experimento en el servidor RIP, la generación de la interfaz de usuario basada en metadatos, el despliegue del proxy Caddy y la verificación remota de lectura y escritura. Aplicar el mismo flujo de trabajo a los modelos del ventilador y del motor de corriente continua demuestra que el proceso establecido puede reproducirse sin tener que reescribir manualmente una interfaz frontal Web completa para cada ejemplo9,10,11.

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Protocolo

Complete los siguientes pasos para construir, registrar, implementar y verificar dos experimentos en LabVIEW accesibles mediante RIP siguiendo el flujo de trabajo resumido en la Figura 1. Todas las herramientas y plataformas utilizadas en este estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Construya e implemente el experimento del modelo de ventilador

  1. Construya el modelo de ventilador VI.
    1. Abra LabVIEW, cree un nuevo VI y guarde el archivo como fengshan.vi. Guarde el VI en cualquier directorio al que pueda acceder el proceso RIP WebService. La carpeta Private se utiliza únicamente como ejemplo de directorio y no está codificada de forma fija en RIP. Ingrese la ruta real del VI seleccionado durante el registro del experimento en RIP.
    2. En el panel frontal, agregue los controles de entrada para el modelo del ventilador. En este ejemplo, asigne nombres a los controles de entrada Habilitar, PWM, Carga, Tau, KMaxRPM y Alteración. Ajustar Habilitar como control booleano y establezca PWM, Carga, Tau, KMaxRPM, y Alteración como controles numéricos de punto flotante de doble precisión (DBL). Véase Tabla suplementaria 1 por el significado físico y el papel del modelo de las variables del ventilador.
    3. Agregue los indicadores de salida para el modelo del ventilador. En este ejemplo, asigne un nombre a los indicadores de salida SpeedRPM, SteadyRPM, TimeS, SpeedNorm, CurrentA y PowerW. Establezca todos los indicadores de salida como indicadores DBL.
      ​NOTA: Tabla 1 describe el significado físico y el papel del modelo de estas variables de salida. El panel frontal del ventilador terminado se muestra en Figura 2. Los nombres de las variables, rangos y tamaños de paso que se muestran en Tabla 1 describen los dos ejemplos implementados en este protocolo. No son requisitos predeterminados e inmutables del RIP. Para otros experimentos en LabVIEW, los desarrolladores pueden definir diferentes nombres de variables del Panel Frontal y propiedades numéricas. El servidor RIP lee los nombres reales de las variables, los tipos de datos, los atributos de entrada/salida y las propiedades numéricas disponibles a partir de los metadatos del VI, y la página web genera los controles y visualizaciones correspondientes a partir de los metadatos devueltos.
    4. Agregue un bucle While al diagrama de bloques. Agregue dos registros de desplazamiento para almacenar velocidad_prev y tiempo_prev, e inicialice ambos valores a 0.
    5. Agregue un nodo de fórmula dentro del bucle While. Conecte Habilitar, PWM, Carga, Tau, KMaxRPM, Perturbación, velocidad_prev y tiempo_prev a los terminales de entrada izquierdos del nodo de fórmula, y configure SteadyRPM, velocidad_siguiente, VelocidadNormalizada, CorrienteA, PotenciaW y tiempo_siguiente como los terminales de salida correctos.
    6. Construya el Habilitar lógica de control fuera del nodo de fórmula. Utilice Habilitar como la señal selectora de modo que u = PWM cuando Habilitar es Verdadero y u = 0 cuando Habilitar es Falso.
    7. Introduzca el código del modelo del ventilador en el nodo de fórmula. Utilice este código para calcular la velocidad en estado estacionario, la velocidad real, la velocidad normalizada, la corriente, la potencia y el tiempo de funcionamiento; consulte el Archivo de Código Suplementario 1 para obtener el código completo.
    8. Conecte el velocidad_siguiente salida del nodo de fórmula a la SpeedRPM indicador y conectar velocidad_siguiente de regreso al Registro de Desplazamiento derecho para velocidad_prev. Conectar SteadyRPM al SteadyRPM indicador.
    9. Conectar tiempo_siguiente al Tiempo indicador y conectar tiempo_siguiente volver al registro de desplazamiento derecho para tiempo_prev. Conectar SpeedNorm, CorrienteA y PowerW a los indicadores de salida correspondientes.
    10. Agregue una función Esperar dentro del bucle Mientras y establezca el tiempo de espera en 50 ms. Agregue un botón Detener Local y conéctelo al terminal condicional del bucle Mientras.
    11. Guarde fengshan.vi. El diagrama de bloques del ventilador completado se muestra en Figura 3.
      PUNTO DE PAUSA: Tras guardar el VI del ventilador completado, se puede detener el flujo de trabajo. Para continuar más tarde, vuelva a abrir el VI guardado y confirme que todos los controles, indicadores del Panel Frontal y las conexiones del Diagrama de Bloques siguen presentes.
  2. Registre el experimento del ventilador en el servidor RIP.
    1. Abra RIPWebService.lvproj en el Explorador de proyectos de LabVIEW
      .
    2. Abra Configuration.vi desde el árbol del proyecto y localice la tabla de configuración del experimento.
    3. Agregue una nueva fila de experimento. Establezca el Nombre como fan. Establezca la ruta completa al archivo fengshan.vi guardado. Los campos de registro para el experimento fan se muestran en Figura 4.
    4. Complete los campos de configuración restantes. Establezca Autores como el autor del experimento, Palabras clave como Fan, Descripción como modelo de velocidad del ventilador y Frecuencia de muestreo como 200.
    5. En el menú de LabVIEW, seleccione Editar > Hacer que los valores actuales sean los predeterminados. Guardar configuración.vi
    6. Reinicie el servicio web RIP y confirme que el experimento del ventilador permanece listado en la interfaz de Configuración tras el reinicio.
      NOTA: El nombre del experimento distingue mayúsculas y minúsculas. El valor fan en la Configuración de RIP debe coincidir exactamente con el ID del experimento utilizado en el archivo XHTML del interfaz frontal. Para implementar otro VI de LabVIEW con la misma lógica de generación automática de interfaz, agregue una nueva entrada de experimento en la Configuración de RIP, establezca un nuevo valor de Nombre y configure Ruta al archivo VI correspondiente. Luego, utilice el mismo valor de Nombre como ID del experimento en el archivo XHTML. No es necesario reescribir la página del interfaz frontal para cada variable.
      ​PUNTO DE PAUSA: Después de guardar Configuration.vi y establecer los valores actuales como predeterminados, se puede detener el flujo de trabajo. Reanudar más tarde reiniciando RIP WebService y confirmando que el experimento del ventilador aún esté registrado.
  3. Preparar la página frontal para el experimento del ventilador.
    1. Coloque Fan_Automatic_UI.xhtml en el directorio Client utilizado como directorio raíz del front-end.
    2. Abra Fan_Automatic_UI.xhtml con un editor de texto.
    3. Localice la variable de identificación del experimento en la sección de script y establézcala en fan.
      NOTA: Este valor debe coincidir exactamente con el campo Nombre del experimento de ventilador en la Configuración de RIP. A continuación se muestran la configuración de los identificadores de experimento y la lógica compartida de generación de interfaz basada en metadatos para los archivos XHTML del front-end. Figura 5.
    4. Verifique que la página obtenga el origen de acceso actual a través de window.location.origin y solicite los metadatos del experimento mediante rip.info(), y pasa los metadatos devueltos a autobuildUI().
      NOTA: La página no debe codificar manualmente los nombres de las variables del ventilador, los rangos ni los tamaños de paso. En su lugar, las variables modificables se generan a partir de meta.writables.list, se generan variables legibles a partir de meta.legibles.lista, y los atributos numéricos como min, max y step se obtienen a partir de los metadatos devueltos por el servidor RIP.
    5. Guardar Fan_Automatic_UI.xhtml.
      ​NOTA: Para utilizar la misma lógica de generación de interfaz para otro VI de LabVIEW, establezca un nuevo ID de experimento en el archivo XHTML y registre el nombre del experimento correspondiente y la ruta del VI en la configuración de RIP. Los controles web y las visualizaciones de salida se generan según los metadatos devueltos por el experimento seleccionado.
  4. Configure la ruta de acceso de Caddy para el experimento del ventilador.
    1. Abra el archivo Caddyfile con un editor de texto.
    2. Establezca el directorio raíz del front-end en el directorio Cliente que contiene Fan_Automatic_UI.xhtml.
    3. Seleccione un puerto local no utilizado para que Caddy proporcione acceso desde el navegador a la página web y a las rutas RIP. En este protocolo, el puerto 8090 se utiliza como ejemplo de puerto de acceso proxy.
      NOTA: El puerto 8090 no es requerido por RIP ni por Caddy. Si el puerto 8090 está ocupado, sustitúyalo por otro puerto local no utilizado y utilice el mismo puerto en la dirección del navegador.
    4. Agregue una ruta que reescriba /fan a Fan_Automatic_UI.xhtml.
    5. Identifique el puerto del servicio web RIP configurado en LabVIEW. En este protocolo, se utiliza http://localhost:8001 como la dirección del servicio web RIP.
      NOTA: El puerto 8001 es el puerto de backend del servicio web LabVIEW/RIP utilizado en el entorno de prueba. Puede modificarse en la configuración del servicio web LabVIEW/RIP. Si se utiliza un puerto diferente, reemplace http://localhost:8001 en el archivo Caddyfile con la dirección correspondiente del servicio web RIP.
    6. Agregue una regla de proxy inverso que envíe las solicitudes /RIP/SSE* a la dirección del servicio web RIP, como http://localhost:8001.
    7. Agregue una regla de proxy inverso que envíe las solicitudes /RIP* a la dirección del servicio web RIP, como http://localhost:8001. La configuración del archivo Caddyfile se muestra en Figura 6.
    8. Abra el Símbolo del sistema en Windows. Cambie al directorio local de descarga o instalación de Caddy ingresando el siguiente comando:
      cd /d D:\caddy
      NOTA: En este protocolo, D:\caddy es la ruta local de descarga o instalación de Caddy utilizada en el entorno de prueba. Si Caddy se encuentra en otro directorio, sustituya D:\caddy por la ruta local correspondiente.
    9. Inicie Caddy con el Caddyfile especificado ingresando el siguiente comando:
      caddy.exe run --config Caddyfile
    10. Confirme que Caddy se inicie sin informar un error de configuración. Abra http://localhost:8090/fan en un navegador web y verifique que se genere la interfaz de usuario web del ventilador, como se muestra en Figura 7.
      ​NOTA: Si el navegador devuelve un error 502, confirme que el servicio web RIP está en ejecución, que el puerto del servicio web RIP en LabVIEW coincide con la dirección del proxy inverso en el archivo Caddyfile y que el puerto de acceso de Caddy seleccionado no esté ocupado.
  5. Verifique los resultados operativos del experimento del ventilador.
    1. Verifique que la página de inicio genere automáticamente el Habilitar, PWM, Carga, Tau, KMaxRPM, y Alteración controles de entrada
    2. Verifique que la página de inicio muestre el SpeedRPM, SteadyRPM, TimeS, SpeedNorm, CurrentA y PowerW variables de salida
    3. Ajustar PWM y observe si SpeedRPM aumenta a medida que PWM aumentos y disminuciones como PWM disminuye.
    4. Ajuste la carga y observe si SteadyRPM y SpeedRPM disminuyen a medida que aumenta la carga.
    5. Ajuste la perturbación y observe si VelocidadRPM, CorrienteA y PowerW cambio en respuesta a la entrada de perturbación
    6. Verifique que Tiempo continúa aumentando, lo que confirma que el ventilador trasero VI está funcionando continuamente.

2. Construir e implementar el experimento de control de posición PID del motor de corriente continua

  1. Construya el modelo VI de control de posición PID del motor de corriente continua.
    1. Abra LabVIEW, cree un nuevo VI y guarde el archivo como Motor.vi. Guarde el VI en cualquier directorio al que pueda acceder el proceso RIP WebService.
      NOTA: La carpeta Private se utiliza únicamente como ejemplo de directorio y no está codificada de forma fija en RIP. Ingrese la ruta real del VI seleccionado durante el registro del experimento en RIP.
    2. En el Panel Frontal, agregue los controles de entrada para el modelo de control de posición PID del motor de corriente continua. En este ejemplo, asigne los nombres Setpoint, Kc, Ti, Td, Disturbance y Reset control a los controles de entrada. Configure Setpoint, Kc, Ti, Td y Disturbance como controles numéricos DBL, y configure Reset control como un control booleano.
      NOTA: Tabla 1 describe el significado físico, el rol en el modelo y el rango recomendado de las variables utilizadas en este ejemplo.
    3. Agregue los indicadores de salida para el modelo de control de posición PID del motor de corriente continua. En este ejemplo, asigne los nombres Position, Voltage, Time y Measured angular velocity a los indicadores de salida. Configure todos los indicadores de salida como indicadores DBL. La Tabla 1 describe el significado físico y el rol en el modelo de estas variables de salida. El Panel Frontal completado para el motor se muestra en la Figura 8.
      NOTA: Los nombres y rangos de las variables enumerados en la Tabla 1 describen los dos ejemplos implementados en este protocolo. No son requisitos fijos para el flujo de trabajo de generación automática de interfaz de usuario basado en RIP. Cuando se utiliza otro VI de LabVIEW, RIP lee los nombres reales de las variables, los tipos de datos, los atributos de entrada/salida y las propiedades numéricas disponibles a partir de los metadatos del VI. Por lo tanto, la lógica de generación del front-end no necesita codificar de forma fija los nombres de las variables, valores máximos, valores mínimos ni tamaños de paso para cada experimento.
    4. Agregue un Bucle While al Diagrama de Bloques. Agregue seis registros de desplazamiento para almacenar theta, omega, im, e_prev, integ y time, e inicialice los seis valores en 0.
    5. Agregue un Nodo de Fórmula dentro del Bucle While. De acuerdo con el diagrama del modelo de control de posición PID del motor de corriente continua mostrado en la Figura 9, utilice este Nodo de Fórmula como módulo de cálculo principal para el cálculo del error, el control PID, el limitado de voltaje, el modelo eléctrico, el modelo mecánico y la actualización de la posición.
      NOTA: Los parámetros internos del motor utilizados en este modelo, como R, L, J, b, Kt, Ke y Vmax, son parámetros normalizados para fines didácticos, no parámetros calibrados de un motor físico específico. Fueron seleccionados para producir una respuesta simulada estable y observable bajo el paso de tiempo y el límite de voltaje seleccionados, de modo que los efectos de Setpoint, Kc, Ti, Td y Disturbance puedan demostrarse claramente durante la operación web.
    6. Configure sp, theta, omega, im, e_prev, integ, Kc, Ti, Td, disturbance, reset y dt como terminales de entrada del Nodo de Fórmula. Configure theta_next, omega_next, im_next, e_next, integ_next y voltage como terminales de salida del Nodo de Fórmula.
    7. Conecte el control Setpoint al terminal de entrada sp del Nodo de Fórmula. Conecte Kc, Ti, Td y Disturbance a los terminales de entrada Kc, Ti, Td y disturbance del Nodo de Fórmula, respectivamente.
    8. Convierta la señal booleana del control Reset en una señal numérica y conéctela al terminal de entrada reset del Nodo de Fórmula. Ejecute el reinicio de estado cuando reset sea distinto de 0, y ejecute el control PID y la actualización del estado del motor cuando reset sea igual a 0.
    9. Agregue la constante numérica dt y establezca su valor en 0,001 s. Conecte dt al terminal de entrada dt del Nodo de Fórmula y utilícela para la actualización del tiempo.
    10. Establezca los parámetros internos del modelo del motor de corriente continua en el Nodo de Fórmula. Consulte la Tabla Suplementaria 2 para conocer el significado físico y el rol en el modelo de las variables del motor.
    11. Ingrese el código de control de posición PID del motor de corriente continua en el Nodo de Fórmula. Utilice este código para implementar la lógica de reinicio, el cálculo del error, el cálculo del término integral, el cálculo del término derivativo, el control PID, el limitado de voltaje, la actualización de la corriente, la actualización de la velocidad angular y la actualización de la posición; consulte los archivos de código suplementarios para obtener el código completo.
    12. Conecte theta_next al indicador Position, y reconecte theta_next al registro de desplazamiento derecho para theta. Conecte omega_next al indicador Measured angular velocity, y reconecte omega_next al registro de desplazamiento derecho para omega.
    13. Conecte el voltaje al indicador Voltage. Conecte im_next, e_next e integ_next nuevamente a los registros de desplazamiento derechos para im, e_prev e integ, respectivamente.
    14. Utilice una función Suma fuera del Nodo de Fórmula para calcular time_next = time + dt. Conecte time_next al indicador Time, y reconecte time_next al registro de desplazamiento derecho para time.
    15. Agregue una función Wait dentro del Bucle While y establezca el tiempo de espera en 1 ms. Agregue un botón de parada y conéctelo al terminal condicional del Bucle While.
    16. Guarde Motor.vi. El Diagrama de Bloques del motor completado se muestra en la Figura 10.
      PUNTO DE PAUSA: Tras guardar el VI del motor completado, el flujo de trabajo puede detenerse. Reanude más tarde abriendo nuevamente el VI guardado y confirmando que todos los controles, indicadores del Panel Frontal y conexiones del Diagrama de Bloques siguen presentes.
  2. Registre el experimento del motor en el Servidor RIP.
    1. Abra RIPWebService.lvproj en el Explorador de Proyectos de LabVIEW.
    2. Abra Configuration.vi desde el árbol del proyecto y localice la tabla de configuración del experimento.
    3. Agregue una nueva fila de experimento. Establezca Name como Motor. Establezca Path como la ruta completa del archivo Motor.vi guardado. Los campos de registro del experimento del motor se muestran en la Figura 11.
    4. Complete los campos de configuración restantes. Establezca Authors como el autor del experimento, Keywords como Motor, Description como modelo de control de posición del motor de corriente continua y Sampling Freq como 200.
    5. En el menú de LabVIEW, seleccione Edit > Make Current Values Default. Guarde Configuration.vi.
    6. Reinicie RIP WebService y confirme que el experimento Motor siga apareciendo en la interfaz de Configuración tras el reinicio.
      NOTA: El nombre del experimento distingue mayúsculas y minúsculas. El valor Motor en la Configuración de RIP debe coincidir exactamente con el ID del experimento utilizado en Motor_Automatic_UI.xhtml. Para implementar otro VI de LabVIEW con la misma lógica de generación automática de interfaz de usuario, agregue una nueva entrada de experimento en la Configuración de RIP, establezca un nuevo valor de Name y configure Path con el archivo VI correspondiente. Luego, utilice el mismo valor de Name como ID del experimento en el archivo XHTML. No es necesario reescribir la página del front-end para cada variable.
      ​PUNTO DE PAUSA: Tras guardar Configuration.vi y establecer los valores actuales como predeterminados, el flujo de trabajo puede detenerse. Reanude más tarde reiniciando RIP WebService y confirmando que el experimento Motor sigue registrado.
  3. Prepare la página del front-end para el experimento del motor.
    1. Coloque Motor_Automatic_UI.xhtml en el directorio Client utilizado como directorio raíz del front-end.
    2. Abra Motor_Automatic_UI.xhtml con un editor de texto.
    3. Localice la variable del ID del experimento en la sección de script y establézcala como Motor. Este valor debe coincidir exactamente con el campo Name del experimento del motor en la Configuración de RIP. La página del front-end del motor utiliza la misma lógica de generación de interfaz de usuario basada en metadatos mostrada en la Figura 5; únicamente se cambia el ID del experimento para que coincida con la entrada Motor en la Configuración de RIP.
    4. Verifique que la página contenga la lógica de lectura de metadatos de RIP, la lógica de generación de controles HTML, la función de escritura de RIP y la función de actualización de salidas.
      NOTA: La página no debe codificar manualmente de forma fija los nombres, rangos o tamaños de paso de las variables del motor. Estas propiedades se obtienen a partir de los metadatos devueltos por el Servidor RIP, siguiendo el mecanismo de generación de HTML a partir de metadatos basado en RIP descrito anteriormente11.
    5. Guarde Motor_Automatic_UI.xhtml.
      ​NOTA: Para utilizar la misma lógica de generación del front-end con otro VI de LabVIEW, establezca un nuevo ID de experimento en el archivo XHTML y registre el nombre del experimento correspondiente y la ruta del VI en la Configuración de RIP. Los controles web y las visualizaciones de salida se generan según los metadatos devueltos por el experimento seleccionado.
  4. Configure la ruta de acceso de Caddy para el experimento del motor.
    1. Abra el Caddyfile con un editor de texto.
    2. Establezca el directorio raíz del front-end como el directorio Client que contiene Motor_Automatic_UI.xhtml.
    3. Seleccione un puerto local no utilizado para que Caddy proporcione acceso del navegador a la página web y a las rutas de RIP. En este protocolo, el puerto 8090 se utiliza como ejemplo de puerto de acceso proxy.
      NOTA: El puerto 8090 no es requerido por RIP ni por Caddy. Si el puerto 8090 está ocupado, reemplácelo por otro puerto local no utilizado y utilice el mismo puerto en la dirección del navegador.
    4. Agregue una ruta que reescriba /motor a Motor_Automatic_UI.xhtml.
    5. Identifique el puerto de RIP WebService configurado en LabVIEW. En este protocolo, http://localhost:8001 se utiliza como dirección de RIP WebService.
      NOTA: El puerto 8001 es el puerto de back-end de LabVIEW/RIP WebService utilizado en el entorno de prueba. Puede modificarse en la configuración de LabVIEW/RIP WebService. Si se utiliza un puerto diferente, reemplace http://localhost:8001 en el Caddyfile con la dirección correspondiente de RIP WebService.
    6. Agregue una regla de proxy inverso que envíe las solicitudes /RIP/SSE* a la dirección de RIP WebService, como http://localhost:8001.
    7. Agregue una regla de proxy inverso que envíe las solicitudes /RIP* a la dirección de RIP WebService, como http://localhost:8001. La configuración del Caddyfile se muestra en la Figura 6.
    8. Abra el Símbolo del sistema en Windows. Cambie al directorio local de descarga o instalación de Caddy ingresando el siguiente comando:
      cd /d D:\caddy
      NOTA: En este protocolo, D:\caddy es la ruta local de descarga o instalación de Caddy utilizada en el entorno de prueba. Si Caddy se almacena en otro directorio, reemplace D:\caddy con la ruta local correspondiente.
    9. Inicie Caddy con el Caddyfile especificado ingresando el siguiente comando:
      caddy.exe run --config Caddyfile
    10. Confirme que Caddy se inicie sin reportar un error de configuración. Abra http://localhost:8090/motor en un navegador web y verifique que se genere la interfaz web del motor, como se muestra en la Figura 12.
      ​NOTA: Si la página web del motor se carga pero los valores de salida no se actualizan, confirme que RIP WebService esté en ejecución, que el VI del motor se esté ejecutando, que el puerto de RIP WebService en LabVIEW coincida con la dirección del proxy inverso en el Caddyfile y que la ruta /RIP/SSE* esté correctamente proxyfizada.
  5. Verifique los resultados de operación del experimento del motor.
    1. Verifique que la página del front-end genere automáticamente los controles de entrada Setpoint, Kc, Ti, Td, Disturbance y Reset.
    2. Verifique que la página del front-end muestre las variables de salida Position, Voltage, Time y Measured angular velocity.
    3. Ajuste Setpoint y observe si Position responde al cambio en la posición deseada.
    4. Ajuste Kc, Ti y Td y observe si Voltage, Position y Measured angular velocity cambian.
    5. Ajuste the disturbance y observe si la posición, el voltaje de control o la velocidad angular medida se ven afectados por la entrada disturbance.
    6. Haga clic en Reset control y observe si Position, Voltage, Measured angular velocity y los estados internos relacionados regresan a sus estados iniciales según la lógica de reinicio.

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Resultados

Después de completar el flujo de trabajo descrito anteriormente, tanto el experimento del ventilador como el experimento de control de posición PID del motor de corriente continua se pueden acceder mediante la interfaz web generada automáticamente. Un resultado exitoso se indica mediante tres observaciones. Primero, la página web genera automáticamente controles de entrada y campos de visualización de salida según los metadatos de las variables devueltos por el servidor RIP. Segundo, cuando el usuario modifica una variab...

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Discusión

Un paso fundamental en este protocolo es la construcción y registro estandarizados del VI de backend en LabVIEW. Los controles e indicadores del Panel Frontal deben utilizar nombres de variables claros y únicos, y sus tipos de datos deben coincidir con las variables esperadas por el cálculo del modelo y por el proceso de lectura/escritura de RIP. En los dos ejemplos utilizados en este protocolo, las variables numéricas escalares se definen como controles o indicadores DBL, y las variables booleanas se definen como contro...

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Divulgaciones

Los autores utilizaron herramientas asistidas por inteligencia artificial únicamente para mejorar el lenguaje. Todo el contenido científico, los procedimientos experimentales, la implementación del software, las figuras, los resultados, las interpretaciones y la redacción final fueron revisados, corregidos y aprobados por los autores. No se utilizó ninguna herramienta de inteligencia artificial para generar datos experimentales.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por los Programas de Formación de Pregrado para la Innovación de la Universidad de Wuhan.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Servidor proxy CaddyCaddyN/AProxy inverso utilizado para servir la interfaz web y reenviar las solicitudes /RIP al servicio web RIP
CaddyfilePreparado por los autoresN/ADefine rutas de archivos estáticos y rutas de proxy inverso para la comunicación RIP
Fan_Automatic_UI.xhtmlPreparado por los autoresN/AInterfaz web basada en metadatos para el experimento del ventilador
LabVIEWNational Instruments2026Software utilizado para construir y ejecutar fengshan.vi y Motor.vi
Sistema operativo Microsoft WindowsMicrosoftWin11Sistema operativo utilizado para ejecutar LabVIEW, RIP WebService, Caddy y el navegador.
Motor_Automatic_UI.xhtmlPreparado por los autoresN/AInterfaz web basada en metadatos para el experimento del motor
Navegador de escritorio Mozilla FirefoxMozilla2026Navegador de escritorio utilizado para acceder a la interfaz web, herramientas de desarrollo, observaciones de tiempo y recursos, y capturas de pantalla de Red/Consola.
Servicio web RIPUNEDLabshttps://github.com/Nebulous-Systems/rip-server_labviewRecibe solicitudes POST RIP y proporciona la capa de comunicación del servicio web utilizada por la interfaz frontal del navegador.
Administrador de tareas de WindowsMicrosoftIncorporado en WindowsUtilizado para registrar observaciones del uso de CPU y memoria a nivel de proceso para los procesos del navegador y LabVIEW.

Referencias

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