LabVIEW與永宏P(guān)LC通信 經(jīng)典啊

LabVIEW與永宏P(guān)LC通信評職稱，發(fā)論文■交給機(jī)電之家.3個月內(nèi)完成！收藏此信息打印該信息添加：佚名來源：未知即可編程控制器（ProgrammableLogicControlle）r即可編程控制器（ProgrammableLogicControlle）r是一種以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，它是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展功能的原則而設(shè)計。PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接□，通信非常方便。本章具體介紹LabVIEW與永宏P(guān)LC通信的設(shè)計過程。11.1.1通信硬件連接圖11-1即為永宏P(guān)LC的硬件圖，其中的硬件通信板可以選擇，圖11-2所示為選擇的RS485與RS232的通信接口。n口IC2口TW◎n口IC2口TW◎47IWI1°畫胡止11訓(xùn)訓(xùn)鬲團(tuán)止際丿劇i?7■?；「二迥阿--T_刃-1_x.-丄一呼_丄_F__[可'工呼工[k1.FBS-CB22通信板（CommunicationBoard簡稱CB）2．FBS-CB22通信板對應(yīng)的蓋板（每一種通信板都有其對應(yīng)的蓋板）圖11-1永宏FBS系列PLC硬件

圖11-2FBS-CB22RS232和RS485接口通信板11.1.2PLC串口通信原理PLC各型主機(jī)均內(nèi)建2個通信接口的標(biāo)準(zhǔn)配置，即一個RS232和一個RS485通信接口，其RS232接口主要用于上下載程序或用來與上位機(jī)、觸摸屏通信，而RS485接口主要用于組建使用RS485協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通信控制。1．RS232接口RS232-C接口連接器一般使用型號為DB-9的9芯插頭座，只需3條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”即可傳輸數(shù)據(jù)，其9個引腳的定義如圖11-3所示。圖11-3RS232-C接口連接器定義在RS232的規(guī)范中，電壓值在+3V~+15V（—般使用+6V）稱為“0”或“ON”。電壓在-3V~-15V（—般使用-6V）稱為“1”或“OFF”；計算機(jī)上的RS232"高電位”約為9V，而“低電位”則約為-9V。RS232為全雙工工作模式，其信號的電壓是參考地線而得到的，可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和接收。在實(shí)際應(yīng)用中采用RS232接口，信號的傳輸距離可以達(dá)到15m。不過RS232只具有單站功能，即一對一通信。2．RS485接口RS485采用正負(fù)兩根信號線作為傳輸線路。兩線間的電壓差為+2V~6V表示邏輯“1”：兩線間的電壓差為-2V~6V表示邏輯“0”。RS485為半雙工工作模式，其信號由正負(fù)兩條線路信號準(zhǔn)位相減而得，是差分輸入方式，抗共模干擾能力強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好；實(shí)際應(yīng)用中其傳輸距離可達(dá)1200米。RS485具有多站能力，即一對多的主從通信。在串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在兩個站之間傳送，按照數(shù)據(jù)在通信線路上的傳送方向可分為3種基本的傳送方式：單工、半雙工和全雙工如圖11-4所示。圖11-4單工、半雙工和全雙工通信單工通信使用一根導(dǎo)線，信號的傳送方和接收方有明確的方向性。也就是說，通信只在一個方向上進(jìn)行。若使用同一根傳輸線既作為接收線路又作為發(fā)送線路，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式稱為半雙工。采用半雙工方式時，通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器和接收器，通過收發(fā)開關(guān)分時轉(zhuǎn)接到通信線上，進(jìn)行方向的切換。當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸。全雙工方式無須進(jìn)行方向的切換。串行通信可分為兩種類型，一種是同步通信，另一種是異步通信。采用同步通信時，將所有字符組成一個組，這樣，字符可以一個接一個地傳輸，但是，在每組信息的開始要加上同步字符，在沒有信息要傳輸時，填上空字符，因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有空隙。采用異步通信時，兩個字符之間的傳輸間隔是任意的，所以，每個字符的前后都要用一些數(shù)據(jù)位來作為分隔位。比較起來，在傳輸率相同時，同步通信方式下的信息有效率要比異步方式高，因?yàn)橥椒绞降姆菙?shù)據(jù)信息比例比較小。但是，從另一方面看，同步方式要求進(jìn)行信息傳輸?shù)碾p方必須用同一個時鐘進(jìn)行協(xié)調(diào)，正是這個時鐘確定了同步串行傳輸過程中每一個信息位的位置。這樣一來，如果采用同步方式，那么在傳輸數(shù)據(jù)的同時，還必須傳輸時鐘信號。而在異步方式下，接收方的時鐘頻率和發(fā)送方的時鐘頻率不必完全一樣，而只要比較相近，即不超過一定的允許范圍就行了。在數(shù)據(jù)傳輸中，較為廣泛采用的是異步通信，異步通信的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式如圖11-5所示。

譽(yù)區(qū)理牛抑怛（數(shù)賊）I停止菽譽(yù)區(qū)理牛抑怛（數(shù)賊）I停止菽圖11-5異步通信數(shù)據(jù)格式從圖11-5所列格式可以看出，異步通信的特點(diǎn)是一個字符一個字符地傳輸，并且每個字符的傳送總是以起始位開始，以停止位結(jié)束，字符之間沒有固定的時間間隔要求。每一次有一個起始位，緊接著是5~8個的數(shù)據(jù)位，再后為校驗(yàn)位，可以是奇檢驗(yàn)，也可以是偶校驗(yàn)，也可不設(shè)置，最后是1比特，或1比特半，或2比特的停止位，停止位后面是不定長度的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平，這樣就保證起始位開始處一定有一個下降沿，以此標(biāo)識開始傳送數(shù)據(jù)。11?1.3永宏P(guān)LC通信協(xié)議永宏通信協(xié)議可以簡單通過串口來實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)的具體參數(shù)如圖11-6所示。永宏P(guān)LC除了擁有自己的永宏標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議以外，還支持Modbus通信協(xié)議（Porto除外），具體的通信步驟如下:通Port0(RS232或USB)通信速率4.8kbps~921.6kbps(9.6kbps)信Port1~Port4通信速率4.8kbps~921.6kbps(9.6kbps)Port1~4可提供永宏或ModbusRTUMaster/Slave通信協(xié)議界(RS232、RS485或Ethernet)面最大聯(lián)機(jī)站數(shù)254圖11-6永宏P(guān)LC通信參數(shù)（1）設(shè)定外圍設(shè)備的參數(shù)?？刂品绞剑ㄈ鐔印⑼Ｖ梗和ㄐ趴刂啤ｎl率給定方式：通信設(shè)置。一設(shè)置通信參數(shù)：波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)方式、停止位、RTU或者ASCII方式?！咎?。2）PLC同該設(shè)備的RS485接線。（3）改變設(shè)備的控制地址。找到所需要的控制地址，然后變成永宏Modbus地址。（4）設(shè)定PLC通信接口的通信參數(shù)和通信方式，PLC和該設(shè)備上配置的參數(shù)要一致。（5）在PLC內(nèi)寫M-BUS指令，并填寫所需要的相應(yīng)的通信表格。（6）程序?qū)懞煤?，接通電源，進(jìn)行調(diào)試。11.1.4程序結(jié)構(gòu)本例程序采用循序結(jié)構(gòu)控制，程序流程框圖如圖11-7所示，主要由打開串口、設(shè)置串口、向串口寫命令、讀返回值、關(guān)閉串口4部分組成。圖11-7程序流程程序中對串口的操作使用的是VISA。VISA是虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)體系（VirtualInstrumentSoftwareArchitecture）的簡稱。VISA是在所有LabVIEW工作平臺上控制VXI、GPIB、RS232以及其他種類儀器的單接口程序庫，是組成VXIPlug&Play系統(tǒng)聯(lián)盟的35家最大的儀器儀表公司所統(tǒng)一采用的標(biāo)準(zhǔn)。采用VISA標(biāo)準(zhǔn)后，就可以不考慮時間及儀器I/O選擇項(xiàng)，驅(qū)動軟件可以相互兼容。VISA的功能模塊包含在LabVIEWInstrumentI/O的VISA子模板中。VISA駐留于計算機(jī)系統(tǒng)中，是計算機(jī)與儀器之間的軟件連接層，用以實(shí)現(xiàn)對儀器的控制。VISA對于測試軟件開發(fā)者來說是一個可調(diào)用的操作函數(shù)集，它本身不提供儀器編程能力，只是一個高層API（應(yīng)用程序接口），通過調(diào)用低層的驅(qū)動程序來控制儀器。NI-VISA的層次如圖11-8所示。VISA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個先進(jìn)的、面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)使得VISA和在它之前的I/O控制軟件相比，在接口無關(guān)性、可擴(kuò)展性和功能上都有很大提高。VISA主要由Config模塊、Write模塊、Read模塊、Close模塊組成，下面對這些模塊做詳細(xì)介紹。VISAConfig模塊對VISA資源信息如波特率、通信端口名稱、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位等進(jìn)行配置，并通過VISAresourceName端口將打開的VISA資源名稱傳遞給下一個節(jié)點(diǎn)。VISAWrite模塊把writebuffer中的字符串寫入VISAsession指定的設(shè)備中。dupVISAsession向下傳送相同的session值。在UNIX工作平臺上，數(shù)據(jù)同步寫入；在其他工作平臺上，數(shù)據(jù)異步寫入。returncount返回實(shí)際傳送的字節(jié)數(shù)。errorin和errorout字符串用于說明出錯狀況。

VISARead模塊讀取由VISAsession指定設(shè)備中的數(shù)據(jù)。bytecount指明讀入readbuffer中的字節(jié)數(shù)，當(dāng)收到的字節(jié)數(shù)小于readbuffer中所指定的字節(jié)數(shù)時，VISAread將會一直等待，直到收到的字節(jié)數(shù)等于readbuffer中所指定的字節(jié)數(shù)。VISAsession向下傳送相同的session值。同樣，在UNIX工作平臺上，數(shù)據(jù)同步讀入；其他平臺上的數(shù)據(jù)異步讀入。VISAClose模塊關(guān)閉由VISAsession指定設(shè)備的通信過程，釋放系統(tǒng)資源。VISA儀器控制流程見圖11-9。圖11-10為串口讀寫程序示意圖。圖11-8VISA結(jié)構(gòu)層次圖11-9VISA儀器控制流程njf—j圖11-8VISA結(jié)構(gòu)層次圖11-9VISA儀器控制流程njf—j■■■■gffTlnjucoaT-圖11-10串口讀寫程序11.1.5程序編寫基于LabVIEW的PC與PLC串口通信程序的面板如圖11-11所示。根據(jù)永宏P(guān)LC的通信協(xié)議及數(shù)據(jù)操作流程，本程序采用順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的順序流動，首先打開串口和設(shè)置串口參數(shù)（如圖11-12所示），波特率為9600Bps，串口號為COM1，偶校驗(yàn)（Even），7位數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)停止位為10（如圖11-13所示）。

EnableT裂HwtbiKn(TJ圖11-11程序面板圖11-12VISA串口配置char(fcA-g?tmHXJt{lCttK)VISArwourceram?b?jdr^4(96O0)party(O；rwneJei?er州ftw如也■j￡C?bt￡(LO:1圖11-11程序面板圖11-12VISA串口配置圖11-13開串口和設(shè)置串口參數(shù)第二步寫入命令。先要對命令進(jìn)行判斷，看其是否合法，后面板程序如圖11-14所示。然后，判斷寫入的命令是否超長，并將合法的數(shù)據(jù)組合成可寫入的命令，后面板程序如圖11-15所示。圖11-14檢查輸入的命令合法性圖11-15根據(jù)通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)組合串口寫入過程需要時間，所以在這一步之后需要延時250ms，如圖11-16所示。接下來就是讀串口