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    宇電多臺AI-501儀表與LabVIEW的通迅設計

    更新時間:2016-01-11      點擊次數:4328


    北京*物理研究所 劉海云

    摘要:本項目使用RS232-RS485轉換器把PC與多臺AI-501儀表連接,并通過LabVIEW編程對這些儀表的進行溫度適時監視。使用這個方法,同樣可以對其它AI系列儀表進行LabVIEW的通迅編程。

    關鍵詞:RS232-RS485轉換器 LabVIEW 串口初始化函數(VISA Configure Serial Port) 串口寫函數(VISA Write) 串口讀函數(VISA Read) 字符處理

    引言:
        宇電AI系列儀表在國內市場上是有口皆碑的,而且服務質量也是國內。但是在宇電的上只有用VB編寫的通訊代碼,而有部分網友希望得到LabVIEW編寫的通訊源代碼。zui近我實驗室購入10個AI-501用于設備烘烤的溫度顯示,于是趁此機會,我用LabVIEW編寫了10個儀表的通訊代碼,得到每個儀表的溫度(PV值)并顯示在計算機上。希望這個程序能給大家一點幫助,其中的錯誤也歡迎大家批評指正。
        本論文分兩部分:*、計算機和多臺AI-501的硬件連接;第二、LabVIEW的程序設計。

    一、計算機和10臺AI-501儀表的硬件連接

        使用RS232-RS485轉換器可以很方便的連接計算機和10臺AI-501。具體方案如圖1。RS232-RS485轉換器的RS232端接到計算機,所有儀表并聯在RS485的A、B端,并設置不同的地址。我設置的10臺AI-501地址分別是:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10。

    圖1:

        AI系列儀表數據格式為1個起始位,8位數據,無校驗位,1個或2個停止位,波特率4800~19200 bit/S。考慮到10臺儀表的數量,為了通訊快速,本項目我使用19200bit/S,經過試驗,效果很好。

    二、LabVIEW的程序設計

        LabVIEW是美國NI公司開發的一款非常的圖形化編程語言。與基于文本的編程語言不同,LabVIEW的程序編寫由圖形語言(G語言)、圖標和連線代替文本形式,它使用數據流編程方法描述程序的執行,更加顯得直觀,操作更加方便簡單。
        LabVIEW用戶界面主要包括前面板和圖形代碼窗口。前面板類似實際儀表面板,可以放置包括諸如旋鈕、按鈕和文本框等控制和顯示元件。圖形代碼窗口包括以圖標為代表的常數、函數和VI程序等,并通過連線引導數據流,編寫和調試程序都很直觀方便。
        本程序的前面板如圖2。

    圖2:(1380.8表示儀表未接熱偶)
    圖3:程序代碼流程

        本程序的圖形代碼窗口如圖4.1和4.2。在圖形代碼窗口,為了完成對串口的初始化、寫和讀,分別用到串口初始化函數(VISA Configure Serial Port)、串口寫函數(VISA Write)和串口讀函數(VISA Read)。另外,由于得到的數據為16進制,還用到了一些字節處理函數,使之換算成10進制顯示在程序前面板。
        在以下代碼的介紹中,以地址為1的AI-501為例,其它儀表可以直接拷貝得到,把地址改變即可。

    圖4.1
    圖4.2

        1、 串口的初始化:按如圖4.1A設置串口初始化函數(VISA Configure Serial Port)。其中ASRL6::INSTR表示我計算機擴張出來的COM6口;Enable Termination設置成False,否則在讀到回車字節的時候會中斷讀串口數據。
        2、 往串口寫入讀取型號特征的命令:調用串口寫函數(VISA Write函數)共10臺AI501,地址1-10,要發送的讀命令如下表。需要注意,如圖4.1B,寫入的字符串為Hex Display。右鍵點擊與VISA Write函數連接的 String Constant,選擇Hex Display,直接輸入8181521500005315,即讀取地址為1的儀表型號特征。其它地址如下表類推。
    AI-501儀表地址     命令(16進制)
    1                             8181521500005315
    2                             8282521500005415
    3                             8383521500005515
    4                             8484521500005615
    5                             8585521500005715
    6                             8686521500005815
    7                             8787521500005915
    8                             88885215000015
    9                             8989521500005B15
    10                             8A8A521500005C15
        3、讀取串口數據:命令發送成功后,調用串口讀函數(VISA Read函數)對串口讀取10字節,如圖4.2C。因為無論是讀還是寫,儀表都返回以下10個字節數據(參見《AIBUS通訊協議說明(V7.0)》)
        4、16進制數據轉換成10進制數據:如圖4.2D,由于讀取串口得到的10字節數據前2字節表示PV值的信息,故調用String Subset函數取出第1、第2字節。再調用String To Byte Array函數使第1、第2字節轉換成Byte Array的第0、第1元素。zui后調用Index Array函數把兩元素提取出來成為單獨的10進制數。我設置的溫度為1位小數,所以正確的溫度是10進制情況下
    PV=(*字節+第二字節*256)/10
        數據轉換之后,輸出到前面板相應的顯示件,即為圖1樣式。以上是一個儀表的代碼,其它儀表除讀命令不同外,代碼一致,直接拷貝即可。

        結語:本項目對AI-501儀表進行了簡單的LabVIEW通訊編程,還有很多擴張的余地,比如數據存盤,繪制溫度曲線,實現遠程監控等等。 參考文獻:
    1. 《AIBUS通訊協議說明(V7.0)》
    2.《LabVIEW6.1編程技術實用教程》石博強 趙永德等編著

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