基于PLC的主從式虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)

(2)VISA讀取函數(shù)。該函數(shù)為串口讀取子程序，從串行設(shè)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(shè)備讀取的數(shù)據(jù)。“返回?cái)?shù)”包含實(shí)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(duì)串口設(shè)備進(jìn)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(shè)備的數(shù)據(jù)。“返回?cái)?shù)”包含實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。

此外，LabVIEW中與串口通信有關(guān)的還有VISA關(guān)閉函數(shù)與VISA串口字節(jié)數(shù)函數(shù)，分別用于關(guān)閉串行設(shè)備的任務(wù)或事件和計(jì)算進(jìn)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(shí)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(jī)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(jìn)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(shè)定進(jìn)行串口通信的端口號(hào)、波特率、停止位、校驗(yàn)、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(duì)字符串的讀寫，因此在數(shù)據(jù)處理時(shí)，必須進(jìn)行字符串與數(shù)字之間的正確轉(zhuǎn)換。

(3)關(guān)閉端口。當(dāng)對(duì)串口操作完成后，需要關(guān)閉串口，以釋放硬件資源。

3 串口通信實(shí)現(xiàn)

按照上述過程，設(shè)計(jì)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。

其中PC機(jī)與PLC串口通信程序結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：

(1)串口初始化。根據(jù)通信協(xié)議設(shè)定，通信端口：COM1，波特率：9600bps，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)，無軟件握手協(xié)議。

(2)發(fā)送命令和讀取響應(yīng)將命令通過串口COM1發(fā)給PLC，并接收來自PLC的響應(yīng)信息，如果響應(yīng)正常(狀態(tài)信息為O1或02)，就將所得數(shù)據(jù)做顯示、計(jì)算分析、存儲(chǔ)等后續(xù)處理，以便用于設(shè)備實(shí)時(shí)控制和在線狀態(tài)監(jiān)測(cè);如果響應(yīng)不正常則退出程序(03或04)，用戶重新輸入命令開始工作。

(3)關(guān)閉串口。調(diào)用LabVIEW提供的VISA關(guān)閉串口函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口資源的釋放。

當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，LabVIEW首先向PLC發(fā)出一個(gè)讀請(qǐng)求，然后檢測(cè)輸入緩存中的字節(jié)數(shù);當(dāng)達(dá)到預(yù)定字節(jié)數(shù)時(shí)，LabVIEW利用讀串口函數(shù)將輸入緩存中的字節(jié)一次性讀出，然后繼續(xù)發(fā)出一個(gè)讀請(qǐng)求到PLC。如此循環(huán)，直至結(jié)束。本程序還采用了狀態(tài)機(jī)的方法進(jìn)行狀態(tài)的判斷和選擇。

4 結(jié)論

PLC自由口通信方式具有與外圍設(shè)備通信方便、自由，易于微機(jī)控制等特點(diǎn)，這一通信方式被越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)所采用。利用PC機(jī)或工控機(jī)的串口，按照自由通信協(xié)議，結(jié)合地址映射技術(shù)在LabVIEW平臺(tái)上開發(fā)出串行通信模塊，可以很方便地實(shí)現(xiàn)主機(jī)與PLC的串行通信，對(duì)PLC的內(nèi)存單元進(jìn)行讀寫操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的監(jiān)控。本文所提出的設(shè)計(jì)能夠方便地應(yīng)用于基于PLC的工業(yè)監(jiān)控，具有開發(fā)方便、擴(kuò)展靈活的優(yōu)點(diǎn)。