【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行要一定的時(shí)間故需延長(zhǎng)才能保障命令的發(fā)送接收成功的率 ④命令接收以后按命令的格式對(duì)其進(jìn)行分解如果包含字符說(shuō)明命令發(fā)送是正確 且成功的相反如果命令包含說(shuō)明的命令發(fā)送錯(cuò)誤并返回錯(cuò)誤碼對(duì)錯(cuò)誤碼進(jìn)行讀取并在錯(cuò)誤數(shù)組常量中檢索最后顯示錯(cuò)誤原因和錯(cuò)誤代碼以供操作者參考修正 圖 38 串口通信實(shí)現(xiàn)圖 322 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的通訊模型 1 端口初始化 前面板設(shè)計(jì)和程序框圖如下圖所示 圖 38 端口初始化前后面板 BCC 碼的生成 BCC 碼的的計(jì)算是通訊的一個(gè)基本元素起到關(guān)鍵作用在該通訊協(xié)議當(dāng)中 BCC碼是用與校驗(yàn)通訊數(shù)據(jù)的正確與否使用頻繁為減少編程工作量特地編寫(xiě)了一個(gè)子程序方便調(diào)用 BCC 碼的生成原理見(jiàn)第 2 章說(shuō)明在 LABVIEW 中的實(shí)現(xiàn)如下所示 圖 39 BCC 碼程序圖 說(shuō)明①操作者把命令明確以后生成的字符串進(jìn)入一個(gè) for循環(huán)循環(huán)次數(shù)為 n N1 一次其中 N 為字符串的長(zhǎng)度 ②字符轉(zhuǎn)換為數(shù)值以后和字符串的數(shù)據(jù)一起進(jìn)入 for 循環(huán)先進(jìn)過(guò)一個(gè)一位截取控件把字符串的第二字符截取轉(zhuǎn)換為數(shù)值然后跟的數(shù)值進(jìn)行異或得出一個(gè)數(shù)字進(jìn)入移位寄存器供下次循環(huán)使用 ③上次循環(huán)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在第二次循環(huán)中跟第三個(gè)字符進(jìn)行異或得出一個(gè)數(shù)值其他的以此類(lèi)推 ④循環(huán)結(jié)束后輸出一個(gè)數(shù)值這個(gè)數(shù)值與 15進(jìn)行比較如果大于 15直接轉(zhuǎn)換為字符輸出如果小于等于 15 如果不經(jīng)過(guò)圖 39 的處理就得不出 2 位 BCC 碼 整個(gè)程序的流程如下所示 圖 310 通訊系統(tǒng)原理圖 說(shuō)明①程序的前面板如圖 27 所示上圖顯示的是系統(tǒng)的通訊原理圖其主要模塊包括剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)的端口初始化 PLC 版本信息讀取然后是觸點(diǎn)控制定時(shí)計(jì)數(shù)器控制寄存器控制這 3 打塊是操作者根據(jù)自己的需求選擇其中一項(xiàng)進(jìn)行操作點(diǎn)擊確定按鈕后命令會(huì)按之前的規(guī)定發(fā)送出去然后對(duì)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離顯示 ②如果系統(tǒng)處于 RUN狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì) PLC進(jìn)行監(jiān)控不斷地發(fā)送指令對(duì)端口進(jìn)行狀態(tài)的讀取然后顯示在狀態(tài)燈上 323 典型模塊通訊 1 觸點(diǎn)控制 觸點(diǎn)控制主要對(duì) X 輸入點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)讀 Y 點(diǎn)進(jìn)行讀寫(xiě)讀寫(xiě)包 括單點(diǎn)讀寫(xiě)多點(diǎn)讀寫(xiě)以及字的讀寫(xiě)本文從數(shù)據(jù)出發(fā)只對(duì) X 和 Y 的單點(diǎn)讀取以及字的讀取 命令格式 0 1 代碼選擇 觸點(diǎn)編碼 觸點(diǎn)數(shù)據(jù) BCC H BCC L CR 圖311 觸點(diǎn)控制 程序流程圖如下 圖 312 觸點(diǎn)控制流程圖 說(shuō)明該程序框圖主要實(shí)現(xiàn)對(duì)端口 YR 觸點(diǎn)的寫(xiě)入讀取控制其中寫(xiě)入和讀取有單點(diǎn)和字兩種操作所以一共有 222 8中命令格式在這里用到了 3個(gè)選擇框圖如下圖 313 所示在進(jìn)入最后一層框圖的時(shí)候會(huì)有對(duì)應(yīng)的命令格式在里面其中常量已近固定輸入的變量配合選擇的命令就可以對(duì) PLC 進(jìn)行命令操作例如在前面板觸點(diǎn)控制模塊選擇 R 讀出數(shù)據(jù) 點(diǎn)控制則程序模塊會(huì)進(jìn)入 RCS讀取但觸點(diǎn)命令模式 Labview 中的程序框圖如下所示 圖 313 觸點(diǎn)控制程序圖 向 PLC 中通過(guò)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)寫(xiě)布爾邏輯命令 前面板如下所示 圖 314 寫(xiě)指令前面板 ②操作說(shuō)明 在軟鍵盤(pán)中點(diǎn)擊各個(gè)鍵組成命令每一步為一個(gè)記錄也可以在左上角的輸入框中鍵盤(pán)輸入指令輸入完畢后點(diǎn)擊輸出轉(zhuǎn)換按鈕確定無(wú)誤后點(diǎn)擊下載 PLC 按鈕旁邊的指示燈亮則表明成功反之查看命令輸入格式是否有誤在左邊框在修正再?gòu)男罗D(zhuǎn)換 ③原理說(shuō)明 圖 315 寫(xiě)命令程序原理圖 說(shuō)明從上述輸出的代 碼中組成一個(gè)字符串然后把字符串以 68 個(gè)字符為單元截取因?yàn)閭魉兔顣r(shí)字符長(zhǎng)度有限制 68 個(gè)代碼組成的命令為 01 WP 首地址末地址 CODEBCCCR 一共 87 個(gè)字符可以傳送 ④發(fā)送到 PLC 后生成的梯形圖如下 圖 316 命令發(fā)送后 PLC 生成的梯形圖 33 Labview 實(shí)時(shí)監(jiān)控 PLC 實(shí)例流水燈監(jiān)控 前面介紹了 Labview 的通訊原理和通訊系統(tǒng)的各種模塊以及特殊模塊的工作情況下面作為整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì) PLC 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控演示該本通訊系統(tǒng)的工作性能 我們以 PLC 的 16 盞輸出的 LED 為流水燈使其從左到右依次點(diǎn)亮沒(méi)個(gè)燈 亮 1S然后熄滅熄滅的同時(shí)下一盞燈亮依次類(lèi)推到第 16 盞燈以后循環(huán)到第一盞燈不斷地運(yùn)行直到一個(gè)信號(hào)使其中斷 331 流水燈梯形圖設(shè)計(jì) 1 流水燈原理 按照要求流水燈要依次點(diǎn)亮并保持 1 秒根據(jù)定時(shí)器的原理可以用來(lái)產(chǎn)生該脈沖信號(hào)其狀態(tài)圖如下所示 圖 317 狀態(tài)圖 說(shuō)明上述狀態(tài)圖可以看出 Y0Y1 依次點(diǎn)亮且當(dāng) T1 運(yùn)行的時(shí)候 T0 斷開(kāi)則 Y0也斷開(kāi)要實(shí)現(xiàn)這種功能只需把 T1 常閉串聯(lián)到 R0當(dāng) T1 得電時(shí) R0 短開(kāi) R0 斷開(kāi)則T0 停止 T0 停止輸出則 Y0輸出低電平依次類(lèi)推就可以得出 Y i 依次點(diǎn)亮的效果了 為了讓 16盞燈依次點(diǎn)亮需要兩個(gè)屬 于端口一個(gè)觸發(fā)輸入信號(hào)配置為 X1另一個(gè)停止運(yùn)行的輸入信號(hào)配置為 X2 此外需要 17 個(gè)定時(shí)器和 16 個(gè)輸出端口以及 16個(gè)內(nèi)部寄存器 23 個(gè)流水燈的梯形圖分析 簡(jiǎn)潔分析起見(jiàn)下面分析 3 個(gè)流水燈的梯形圖完整梯形圖見(jiàn)附錄 4 圖 318 3 盞流水燈的梯形圖 分析上面的梯形圖在 R40的觸發(fā)下可以依次點(diǎn)亮輸出端的 LED燈程序運(yùn)行到最后的時(shí)候 Y3 斷開(kāi)如果需要從新開(kāi)始這里使用了一種特殊的方式就是想辦法讓R40隔一段時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)脈沖從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)程序只要 R40脈沖不斷就可以周而復(fù)始地運(yùn)行狀態(tài)燈 下面就產(chǎn)生脈沖的 R40 進(jìn)行程序分析梯形圖 如下 圖 319 產(chǎn)生脈沖信號(hào)梯形圖 分析說(shuō)明輸入端 X1 觸發(fā) R39 自鎖 R 40 輸出 1 當(dāng)定時(shí)器在 R 39 接通后 04秒后 T30 接通 T30 非斷開(kāi) R40 輸出 0 在 T 30 接通后的 TM31 開(kāi)始計(jì)時(shí)圖中的值大于 16 盞燈完成一個(gè)點(diǎn)亮過(guò)程的時(shí)間此值要根據(jù)整個(gè)程序的一個(gè)完成周期來(lái)設(shè)定如果小了會(huì)產(chǎn)生混亂可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)燈在流動(dòng)的情況如設(shè)大了等待的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)因此 TM31 的時(shí)間根據(jù)具體梯形圖一個(gè)周期化的時(shí)間而定 圖 320 脈沖產(chǎn)生狀態(tài)圖 分析說(shuō)明由于 T31產(chǎn)生的是一個(gè)瞬間脈沖而軟件的采用頻率是 100ms故在 T 31 得電的瞬間無(wú)法 讀取而實(shí)際上是存在的由此產(chǎn)生的 R40 脈沖信號(hào)就就是觸發(fā)流水燈循環(huán)的信號(hào)這個(gè)循環(huán)代替了手工觸發(fā)便于實(shí)驗(yàn)觀察 3 整個(gè)流水燈的梯形圖及狀態(tài)圖 把圖 319的梯形圖放在程序的開(kāi)頭然后接上圖 318的流水燈狀態(tài)產(chǎn)生梯形圖最終的 16 盞流水燈的梯形圖見(jiàn)附錄 5 把程序下載到 PLC 運(yùn)行得出的輸出端口狀態(tài)結(jié)果如下所示 圖 321 輸出端 Y 的狀態(tài)圖 分析說(shuō)明 16 盞狀態(tài)燈在 R 40 的觸發(fā)下依次點(diǎn) 1 亮然后熄滅而且銜接得很好通過(guò)元件分析最后一盞燈滅到 R40產(chǎn)生下個(gè)觸發(fā)脈沖的間隔差為 200ms銜接緊湊特別需要這樣的是如果觸發(fā)信號(hào)在 Y F燈滅前觸發(fā)會(huì)出現(xiàn)兩盞燈在流動(dòng)的現(xiàn)象甚至產(chǎn)生混亂故 TM 31 的時(shí)間設(shè)定要注意其值要大于程序運(yùn)行一個(gè)周期的時(shí)間 332 labview 的監(jiān)控的程序設(shè)計(jì) 上節(jié)是流水燈的 PLC程序下載完后可以通過(guò)機(jī)子自帶的 LED燈直觀的觀察到流水燈運(yùn)動(dòng)順暢本節(jié)要介紹的是如何設(shè)計(jì)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控 1 讀取流水燈命令流程圖 圖 322 流水燈命令流程圖 分析說(shuō)明①在讀取多點(diǎn)命令中由于一次傳輸命令長(zhǎng)度的限制最多只能讀 8個(gè)端點(diǎn)的狀態(tài)信息 ② 讀 取 低 八 位 的 命 令 碼 為01RCP8Y0000Y0001Y0002Y0003Y0004Y0005Y0006Y00077E ③讀取高 8 位 的 命 令 碼 為01RCP8X0008X0009X000AX000BX000CX000DX000EX000F78 ④命令發(fā)出要延遲一定時(shí)間否則正確讀取時(shí)間甚至讀不到數(shù)據(jù)這是因?yàn)閭鬏敽秃瘮?shù)處理是要花一定時(shí)間的 ⑤這是實(shí)時(shí)監(jiān)控程序是很費(fèi) CPU 的如果不需要把開(kāi)關(guān)撥到 PROG 或者點(diǎn)擊系統(tǒng)面板的 PROG 按鈕其中讀取分析數(shù)據(jù)顯示這是一個(gè)子程序在提取數(shù)據(jù)中起到關(guān)鍵作用下面要來(lái)分析一下其原理 2 數(shù)據(jù)分析顯示 從邏輯上來(lái)講這個(gè)子程序需要兩個(gè)輸入才能得出輸出數(shù)據(jù)這兩個(gè)輸入一個(gè)是發(fā)出的命令這個(gè)輸入是確定流水燈的顯示范圍另外一個(gè)就是命令發(fā)出后提取的數(shù)據(jù)信息這兩個(gè)輸入進(jìn)入子程序后經(jīng)過(guò)比較分析最后輸出結(jié)果其流程圖如下所示 圖 323 數(shù)據(jù)分析流程圖 分析說(shuō)明這個(gè)子程序其實(shí)是個(gè) for 循環(huán)結(jié)構(gòu)輸入的數(shù)據(jù)位 8 位故要進(jìn)行 8次循環(huán)提取的數(shù)據(jù)是字符型故要把字符型轉(zhuǎn)化為數(shù)值型然后把數(shù)值型轉(zhuǎn)化為布爾型最后把布爾數(shù)據(jù)賦予給布爾顯示燈 3 數(shù)據(jù)分析顯示子程序在 Labview 中的設(shè)計(jì) 根據(jù)上面的邏輯分析在 Labview 中很容易就可以 實(shí)現(xiàn)具體設(shè)計(jì)如下圖所示 圖 324 數(shù)據(jù)分析子程序 分析說(shuō)明從上圖可以看出整個(gè)過(guò)程出了數(shù)據(jù)提取和轉(zhuǎn)換外在流水燈的定位上運(yùn)用了類(lèi)似總線(xiàn)的原理即總線(xiàn)發(fā)出地址對(duì)應(yīng)的地址選中響應(yīng)同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地址的燈獲得狀態(tài)信息如果地址等沒(méi)選中則處于假狀態(tài)不進(jìn)行任何操作類(lèi)似地高位的地址燈出子程序處理也是這樣只要把地址對(duì)比欄那里該為 8F 即可 333 系統(tǒng)的監(jiān)控運(yùn)行調(diào)試 前面已近把流水燈的 PLC梯形圖設(shè)計(jì)完成并把梯形圖下載到 PLC存儲(chǔ)起來(lái)了在上節(jié)中通過(guò)分析流水燈狀態(tài)信息提取后在 labview 中的關(guān)鍵處理子函數(shù)也已經(jīng)編輯完成通過(guò)測(cè)試可 以使用 通過(guò)組合命令調(diào)用主程序的方法把程序圖組合如下圖 325 所示在這個(gè)程序圖中先對(duì)低 8位進(jìn)行操作后面接的高 8位的狀態(tài)操作這樣設(shè)計(jì)主要考慮到數(shù)據(jù)分析的簡(jiǎn)便如果直接用命令 RCC 讀取字單元觸點(diǎn)的的狀態(tài)信息命令則會(huì)出現(xiàn)分辨狀態(tài)燈號(hào)的困難同時(shí)用 RCP 讀取多點(diǎn)的缺陷就是要兩次讀取操作這樣會(huì)耗掉系統(tǒng)的時(shí)間而 PLC每盞燈的亮的時(shí)間是 1秒在經(jīng)過(guò)低 8位的操作后已經(jīng)有一定的延遲了這樣讀取高 8 位時(shí)存在讀取不及時(shí)甚至造成讀取失敗故對(duì)延遲時(shí)間的設(shè)定要謹(jǐn)慎 圖 325 低 8 位狀態(tài)的讀取分析程序圖 程序加載完后運(yùn)行主程序點(diǎn)擊運(yùn)行控 制控件的 RUN 然后可以觀察到燈在流動(dòng)但相比 PLC 的 LED 燈有明顯的滯后感這是由于程序的安排設(shè)計(jì)電腦的運(yùn)行速度和命令的傳輸?shù)雀鱾€(gè)因素累積的結(jié)果其運(yùn)行情況如下所示 圖 326 前面板監(jiān) 35 本章小結(jié) 本章先介紹了 labview 的通訊函數(shù)本論文設(shè)計(jì)的通訊界面以及其中典型的通訊模塊然后以流水燈為實(shí)例展現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法工作流程以及最終的運(yùn)行結(jié)果 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程虛擬儀器開(kāi)發(fā) 為了方便實(shí)現(xiàn)硬件資源的共享通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以很好的把虛擬儀器的信息傳到遠(yuǎn)方甚至可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控遠(yuǎn)程虛擬儀器技術(shù)為遠(yuǎn)程客戶(hù)提供現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)和圖像增強(qiáng)臨場(chǎng) 感還可以對(duì)遠(yuǎn)程的檢測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制大大拓展了對(duì)象測(cè)試和控制的應(yīng)用范圍正成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì) [9]同時(shí)由于遠(yuǎn)程虛擬儀器使得系統(tǒng)的測(cè)量分析輸出和測(cè)控等部分可以在空間上分離因此避免了隨身攜帶龐大且笨重的測(cè)量?jī)x器提高了工作效率也可解決因地理位置和條件的限制而無(wú)法快速維修測(cè)試的難題另外虛擬儀器也促進(jìn)了遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有較好的應(yīng)用前景 [11] 41 通信模式 411 CSClientServer 模式 即客戶(hù)端服務(wù)器模式 CS 是 20 世紀(jì) 80 年代末逐步成長(zhǎng)起來(lái)的一種模式 CS 結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于功能的分布一些功能放在前端 機(jī)即客戶(hù)機(jī)上執(zhí)行另一些功能放在后端機(jī)即服務(wù)器上執(zhí)行功能的分布在于減少的各種瓶頸問(wèn)題 CS 模式簡(jiǎn)單地講就是基于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)與 BSBrowserServer 服務(wù)器模式相比 CS模式的應(yīng)用系統(tǒng)最大的好處是不依賴(lài)企業(yè)外網(wǎng)環(huán)境即無(wú)論企業(yè)是否能夠上網(wǎng)都不影響應(yīng)用 CS 組網(wǎng)模式一般如圖 圖 41 CS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 從圖中可以看出 CS 組網(wǎng)模式一般由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備測(cè)控機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器組成在 CS 模式下一般采用 TCPIP 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 412 BS Browser Server 模式 BSBrowserServer 服務(wù)器模式 又稱(chēng) BS 結(jié)構(gòu)它是隨著的興起對(duì)應(yīng)用的擴(kuò)展在這種結(jié)構(gòu)下用戶(hù)工作界面是通過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 BS 模式最大的好處是運(yùn)行維護(hù)比較簡(jiǎn)便能實(shí)現(xiàn) 不同的人 員從不 同的地 點(diǎn)以不同 的接入 方式比 如 LAN WAN InterIntra 等訪(fǎng)問(wèn)和操作共同的數(shù)據(jù)最大的缺點(diǎn)是對(duì)企業(yè)外網(wǎng)環(huán)境依賴(lài)性太強(qiáng)由于各種原因引起企業(yè)外網(wǎng)中斷都會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓 BS 模式下一般采用HTTP 協(xié)議 BS 模式如圖 圖 42 BS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 從圖中可以看出 BS 組網(wǎng)模式一般由客戶(hù)機(jī)服務(wù)器以及和服務(wù)器相連的遠(yuǎn)程測(cè)控設(shè)備組成 413 CS 和 BS 的比較選擇 從本質(zhì)上說(shuō) BS模式與 傳統(tǒng) CS模式都是以同一種請(qǐng)求和應(yīng)答方式來(lái)執(zhí)行應(yīng)用的但兩者有較大區(qū)別 系統(tǒng)性能 在系統(tǒng)的性能方面 BS 占有優(yōu)勢(shì)的是其異地瀏覽和信息采集的靈活性任何時(shí)間任何地點(diǎn)任何系統(tǒng)只要可以使用瀏覽器上網(wǎng)就可以使用 BS 系統(tǒng)的終端不過(guò)采