1. 概述

　　虚拟仪器代表了今后测试仪器的发展方向，而LabVIEW作为虚拟仪器的一种较为优秀的开发平台，因其编程简单、功能图表丰富及开发环境开发，而得到日益广泛的应用。

　　在生产型企业中的典型应用是由PLC网络和工控机组成的以LabVIEW为开发平台的生产监控系统。该系统通过PLC、LabVIEW的控制程序和网络通讯功能，实现生产网络各功能的控制和监控。因此实现工控机与PLC网络的通讯和数据的解析是实现整个监控系统的基础。

　　此文中，介绍了如何通过LabVIEW的串口节点和仪器I/O助手实现读写松下FP2 系列的PLC。 图1-1为PLC和工控机组成的生产网络的典型架构图，其中各PLC以PC Link网络的形式通讯。

PLC组成的典型网络架构图>
图1-1 PC机与PLC组成的典型网络架构图


　　图中PLC模块组的各模块单元分别为：

　　a) PW：电源模块
　　b) CPU：松下FP2系列PLC控制模块
　　c) MW：网络通讯单元MEWNET （Multi-wire link unit）
　　d) SDU：串口通讯单元Serial data unit
　　e) I/O：输入输出模块


　　2. 串口读写程序的编写

　　2.1. LabVIEW中VISA节点简介

　　在LABVIEW中用于串行通信的节点实际上是VISA（Virtual instrument software architecture）节点。为了方便用户使用，LabVIEW将这些VISA节点单独组成一个子模块，共包含6个节点，分别实现初始化串口、串口写、串口读、中断以及关闭串口等功能，这些节点位于Functions模板/All Functions子模板/Instrument I/O子模板、Serial子模板中，如下图2-1所示。


图2-1 VISA节点选择路径


　　在LabVIEW中，VISA串行通信节点的使用方法比较简单，且易于理解。以下试验结合各节点的参数定义、用法及功能，详细说明了一个完整的串口读写过程。


　　2.2. LabVIEW编写串口读写程序

　　图2-2所示的是LabVIEW 中串口读写程序的前面板设计，在此面板中可选择串口资源,设置串口参数，包括波特率、数据位、校验、停止位与握手控制（流控制）等。按如图1-2上的参数设置好，在发送区输入符合松下PLC通讯协议格式的读命令字符串：“%01#RDD0000000026**\r”，按下运行按钮后，在返回区会收到正确返回字串：
“%01RD6F694F496F704F5051576F696F696F696F696F696F
696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F696F6910”。

　　依照《松下MEWTOCOL通讯协议》的解释，此字串已正确的返回数据寄存器DT0到DT26的数据信息。这样就轻易地实现了LabVIEW的一个读取PLC数值的动作。


图2-2 LabVIEW串口程序前面板

　　在LabVIEW 中，前面板节点与后面板节点成对应前后关系，程序在后面板执行，其结果在前面板中显示。打开LABVIEW的后面板，程序显示如下图2-3，其执行顺序为：第一步，初始化串口，设置串口的通讯参数，使其与PLC的串行通讯参数一致，此动作由“VISA Configuration Serial Port.vi”节点点完成。如下图：


图2-3 LabVIEW串口设置节点后面板


　　该节点的主要功能是初始化、配置串口。用该节点设置串口的波特率为：115200bps、数据位为：8位；停止位为：1位；奇偶校验为：奇校验；流量控制为：不使用。其中波特率可设为115200 bps、19200 bps、9600 bps等；数据位一般可设为：7或8位；而校验位可设为：无校验、奇校验与偶校验等。根据此节点的特征：输入数字“0”代表为无校验，输入数字“1”为奇校验，输入数字“2”为偶校验。对于停止位则输入数字“10”代表选择的停止位为1位，输入数字“15”代表选择停止位为1.5位，输入数字“20”代表选择停止位为2位。握手控制（流控制）一般设为不使用，即输入数字“0”（握手控制只在串口缓存不足时才使用）。

　　完成了第一步串口设置后，程序就执行第二步动作，向串口写入字符。这一步动作由VISA节点“VISA Write”完成。图标及端口见图2-4。


图2-4 VISA 的串口写节点

　　该节点的主要功能：将把write buffer端口输入的数据写入由VISA resource name端口指定的设备中。可用于将字符串写入串口的输出缓存，将字符串从串口发送出去。

　　第三步动作为等待动作。串口将数据发送给PLC后，串口与PLC都需要时间执行程序。
如图2-5所示的，由一个毫秒等待计时器与一个顺序结构框架表示此程序需要等待50ms,然后才可以执行下一步程序。


图2-5 串口等待50ms


　　第四步为读取串口缓存动作，这一步动作由VISA节点“VISA Read”完成。图标及端口见图2-6。


图2-6 VISA 的串口读节点

　　该节点的主要功能：从由 VISA resource name端口指定的设备中读取由byte count端口指定长度的数据。可用于从串口缓存中读出指定长度的数据。

　　而检测当前串口输入字节数可由属性节点“Property Node”中完成，图标及端口见图2-7。


图2-7 串口属性节点


　　该节点的主要功能：返回串口的输入缓存中数据的字节数。在使用VISA Read节点读取串口前，可以先用VISA Bytes at Serial Port节点检测当前串口输入缓存中存在的字节数，然后由此指定VISA Read节点从串口输入缓存中读取的字节数，可以保证一次将串口输入缓存中的数据全部读出。此节点功能可设为其它VIS节点的属性如：TCP/IP或USB。