LabVIEW与PLC串控制系统设计方案8.docVIP

PAGE PAGE 1 基于LabVIEW与PLC的串级控制系统设计 摘　要：详细介绍了采用RS232串口完成LabVIEW与PLC之间通讯，并利用该方法，设计了一种基于LabVIEW与PLC的串级控制系统。实验结果表明：控制系统已达到了预期的设计效果。　　关键词：LabVIEW;PLC;串级控制；串口通讯 The design of a cascade control system based on LabVIEW and PLC XIE Jianjun,WANG Hongmeng,XU Chunmei (Power and Mechanical Engineering School of Wuhan University,Hube i Wuhan 430072,China) 　　Abstract：This article discusses an approac h to the realization of the RS232 serial transfer between LabVIEW and PLC.The ap p roach is used to design a cascade control system based on LabVIEW and PLC.The re sult of experiments shows that a satisfactory solution is reached.　　Key words：LabVIEW;PLC;cascade control;serial transfer 　　在过程控制中，由于工业现场非常分散，I/O点数众多，各种仪表的工作环境 非常恶劣，采用数据采集卡和LabVIEW开发平台来完成现场的数据采集和控制显然不可取。 考虑到过程控制中的过程参数变化不是很快，而PLC恰恰可以克服数据采集卡在过程控制 中的不足，并且具有较高的性能比，因而采取以PLC为下位机，以装有LabVI EW软件的工控机为上位机开发平台，通过RS232或RS485串口与PLC通讯，实现对工业现场的 监控与现场数据的分析。这样可以利用LabVIEW软件强大的数据处理功能和良好 的人机交互环境通过简单的编程实现上位机的SCADA功能。 1系统的基本结构　　现以实验室中的双容水箱对象为例来构建基于LabVIEW与PLC的过程控制系统。系统结构如图1所示。系统采用OMRON公司C200HG系列的PLC为下位机，用RS232型电缆将HO ST LINK模块直接连到装有LabVIEW的工控机的串口上。 2PLC与上位机连接系统的通讯　　上位机与PLC之间的通信实际上是计算机与PLC通信模块HOST LINK之间交换命 令和响应的过程。上位机具有初始传送优先权，所有通讯均由上 位机启动，不需要PLC编写通信程序，HOST LINK能够对上位机发送来的字符串进行分析，检查数据格式，分析指令代码，然后根据指令代码进行相应的操作，并向上位机发出响应信号。通知上位机已完成或反映通信的错误，如奇偶校验错误、FCS错误、代码错误等。在一次交换中传输的命令格式和应 答数据称之为一帧。命令帧要通过用户编写的上位机通讯程序实现，PLC的上位链(HostLink )单元会根据上位机发来的命令帧自动生成响应帧返回给上位机。  2.1命令帧格式　　上位机命令格式如下：　　 　　其中@表示一帧的开始。节点号是上位机按该号来识别PLC。识别码是含有两个字 符的上位机链接命令代码，它表示上位机要对PLC进行何种操作，其识别码的含义见文献［4］。“正文”包括起始字和字数，起始字指的是要读写通道的起始地址，字数是指要读写的通道个数。FCS设置两个字符帧检查顺序码，FCS码由上位机计算，并设置在命令帧里。它主要是 用来保证在传送一帧数据时，在终止符前安排一个FCS码，以检查在传送数据时，是否发生 错误。FCS码的具体算法是：从一帧数据的开始到帧正文结束(FCS之前)所有数据字符的ASCI I码执行“异或”操作的结果，此结果是一个8位二进制数，然后分别把其高4位和低4位转换成两个16进制数并看成ASCII码。终止符是“*”，“回车”符表示命令的结束。2.2应答帧格式　　应答帧是由PLC自动返回的，其应答格式如下：　　 　　其中“结束码”是两位16进制数，它是PLC返回给上位机的通讯错误代码，其中00表示通讯无错误，不同错误代码的含义可参考编程手册。“正文”中每4位16进制表示一个通道的数据。2.3LabVIEW与PLC通讯的实现　　(1)PLC上位机链接设置　　采用RS232C端口时，需要置DM6645的12～15位为0，PLC的节点号设置在DM6648的00～07位。 文中采