采用LabVIEW的PC机与变频器的串口通信

2012-08-02 09:43:18来源: 21ic

  1 引言

  本文针对摩擦学试验研究的特点,采用广泛使用的LabVIEW编程语言,开发用于东元7200MA变频器运行频率的控制串口通讯程序。

  由于摩擦学试验机和摩擦学测试的特殊性,摩擦学试验中的变频器调速有着不同于一般工业变频控制的特点。一方面,要求变频器调速能够在较大范围内满足摩擦学测试的要求,使得试验结果具有可比性;另一方面,摩擦磨损试验过程中,对控制有一些特殊的要求,例如需要特殊的速度、运动的非周期性以及设备的快速启动和停止等。在一些疲劳试验中,甚至要求电机进行寸动或者往复运动以检测材料的性能,有的试验现场对人体的损害比较大,需要远距离进行控制和检测电机的运转情况。所以,必须利用计算机程序控制变频器实现一些特殊控制功能。这就要求计算机与变频器之间存在有效的通讯功能。

  2 通讯系统总体设计

   串行通信是一种常用的数据传输方法,占用的通信线路少、成本低,在工程通信方式上占有重要地位。本文以内置RS 485通讯接口的东元7200MA变频器为研究对象,设计基于LabVIEW的控制变频器串口的通讯系统。图1所示为系统总体结构框图。

系统总体结构框图

  计算机通过RS 485通信口与变频器相连,对变频器进行控制。RS 485串行总线采用平衡发送和差分接收的方式传输信号,具有传输距离远(约1 219 m)、抗干扰能力强等特点。而且总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200 mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。由于目前PC机普遍只配有RS 232串口,所以在计算机上连接一个RS 232/485转换器,然后再与变频器的串口相连。将各种动作按照通讯协议编写成命令,发送给变频器,就达到了通过PC机来控制变频器的目的。同样,PC机读取数据也必须由变频器根据RS 485通讯协议进行识别和响应才能完成。

  3 软件实现方案

  目前,串口通信程序的开发在Windows操作系统下一般用VB,VC,Delphi等编写。当采用VB,VC开发程序时,操作者不得不面对非常繁琐的API函数编程;而Delphi没有自带的串口通信控件,在它的帮助文档里也没有提及串口通信,给编程人员带来许多不便。

  LabVIEW是美国NI公司开发的一种基于图形化的编程语言,它内置数据采集、仪器控制、过程监控和自动测试功能,包括VISA,GPIB,RS 232,DAQ等模块和基本分析库;提供强大的数据分析、处理、显示功能的同时还保证系统灵活性;LabVIEW具有开放的系统互连性及广泛的硬件支撑,具有DDL和CIN接口,可以与多种设备直接连接;流程图式的开发环境大大简化了程序开发的复杂程度,缩短开发周期;界面良好、易于理解,方便调试和维护,用它来实现PC机与变频器的串口通信是最为简捷的方法之一,已经具有较广大的用户群。

  设置东元7200MA系列变频器所涉及的主要参数有端口号、波特率、数据位等,具体说明如表1所示。

具体说明

  本程序采用中文版LabVIEW 8.2进行通讯编程,在编写程序之前,安装的NI VISA驱动必须和LabVIEW程序版本匹配,避免编程出错。从变频器设置转数到启动再到停止有一个顺序和时间过程,因此本程序主要采用顺序结构和层叠式结构实现。具体步骤如下:

  (1)初始化串口,利用VISA Configure SerialPort.VI设置PC与变频器通信的基本参数:端口号、波特率、奇偶校验、数据位、停止位、缓冲区大小;

  (2)利用VISA Write.VI写端口,根据变频器的通讯协议把设定转数的动作参数变成命令符,然后把整个命令帧以ASCII码字符串的形式发送到串口;

  (3)利用Wait(ms).VI延时等待,主机发送命令到变频器,变频器判断命令正确后将数据返回给主机需要一定时间,故这一步需要设置延时等待。等待时间可根据变频器的响应时间确定,也可以通过LabVIEW的中的工具确定出程序运行时间来设置等待时间;

  (4)再利用VISA Write.VI写端口,把启动的动作参数写成命令帧并以字符串形式写入VISA Write.VI的缓冲区。

  以上4步即可完成变频器以一定的转数转动。写命令到串口的过程在While循环里进行,变频器启动后不需要停止,可以直接连续地设置变频器的转数来更改电机转动速度,While循环内采用延时等待处理,延时500 ms;


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关键字:LabVIEW  PC机  变频器  串口通信

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0802/article_5571.html
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