基于虛擬儀器的PLC監(jiān)控系統(tǒng)設計
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1．3 自由口模式的注意事項
自由口模式通信要注意以下問題：
(1)CPU通信口工作在自由口模式時，通信口就不支持其它通信協(xié)議。CPU停止時，自由口不能工作，編程軟件就可以與CPU通信。
(2)此通信模式下，發(fā)送和接收指令是程序的核心指令，用戶程序不能直接控制通訊芯片而必須通過操作系統(tǒng)。
(3)用戶程序中應考慮電纜的切換時間。CPU接收到RS-232設備的請求到它發(fā)送響應的延遲時間必須大于等于電纜的切換時間，可用定時中斷實現(xiàn)切換延時。
(4)在自由口模式下，通信雙方的通信參數(shù)是由用戶自行設定的，通信雙方的波特率一定要設置相同。另外，在PLC網(wǎng)絡中主站個數(shù)越少，通信速度越快：波特率越大，通信速度也越快，但抗干擾能力降低。因此對于本系統(tǒng)這種單主站的網(wǎng)絡，要注意波特率不宜設置得過大。
2 虛擬儀器程序設計
LabVIEW是美國國家儀器公司開發(fā)的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，功能強大、靈活，廣泛應用于自動測量系統(tǒng)以及工業(yè)過程自動化等各個領域。
在LabVIEW編程語言中串口通信采用虛擬儀器體系結構VISA (Virtual Instrument Software Architecture)標準編程。VISA是儀器驅(qū)動的一個工業(yè)標準，其內(nèi)部是一個面向?qū)ο蟮慕Y構，這一結構使得VISA和在它之前的I／O控制軟件相比，在接口無關性、可擴展性方面都有很大提高。VISA標準的推出，統(tǒng)一了儀器工業(yè)的軟件接口標準，使得儀器驅(qū)動程序兼容性強并且可適應未來軟硬件的發(fā)展需要。
2．1 LabVIEW中的串口通信函數(shù)
(1)VISA配置串口。該函數(shù)主要用于串口的初始化。主要參數(shù)如圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/156975.htm
其中“VISA資源名稱”指定要打開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。“波特率”是傳輸速率，默認值為9600。“數(shù)據(jù)比特”是輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)，默認值為8。“奇偶”指定要傳輸或接收的每一幀所使用的奇偶校驗。“停止位”指定用于表示幀結束的停止位的數(shù)量。“流控制”設置傳輸機制使用的控制類型。“VISA資源名稱輸出”是由VISA函數(shù)返回的VISA資源名稱的副本。
(2)VISA讀取函數(shù)。該函數(shù)為串口讀取子程序，從串行設備讀取數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供條件。主要參數(shù)如圖3。
其中“字節(jié)總數(shù)”是要讀取的字節(jié)數(shù)量。“讀取緩沖區(qū)”包含從設備讀取的數(shù)據(jù)。“返回數(shù)”包含實際讀取的字節(jié)數(shù)。
(3)VISA寫入函數(shù)。該函數(shù)為串口寫子程序，用于對串口設備進行寫操作。主要參數(shù)如圖4所示。
其中“寫入緩沖區(qū)”包含要寫入設備的數(shù)據(jù)。“返回數(shù)”包含實際寫入的字節(jié)數(shù)。
此外，LabVIEW中與串口通信有關的還有VISA關閉函數(shù)與VISA串口字節(jié)數(shù)函數(shù)，分別用于關閉串行設備的任務或事件和計算進入串口緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。
2．2 LabVIEW與PLC串口通信實現(xiàn)
按照通信協(xié)議使用專用的九芯插頭和PC／PPI電纜，將PC機的COM1口與S7-200的自由通信口直接連接。由于電纜上帶有RS-232／RS485電平轉(zhuǎn)換器，連接十分方便。LabVIEW進行串口通信的基本步驟為：
(1)初始化端口。利用VISA配置串口函數(shù)設定進行串口通信的端口號、波特率、停止位、校驗、數(shù)據(jù)位。
(2)讀寫端口。利用VISA讀串口函數(shù)和VISA寫串口函數(shù)從串口中讀入或輸出數(shù)據(jù)。由于LabVIEW的串行通信子程序只允許對字符串的讀寫，因此在數(shù)據(jù)處理時，必須進行字符串與數(shù)字之間的正確轉(zhuǎn)換。
(3)關閉端口。當對串口操作完成后，需要關閉串口，以釋放硬件資源。
3 串口通信實現(xiàn)
按照上述過程，設計了監(jiān)控系統(tǒng)程序，程序框圖與前面板分別如圖5、圖6所示。
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