基于labview与plc的串级控制系统设计

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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PLCZ间通讯，并利用该方法，设计了一种基TLabVTEW与PLC的串级控制系统。实验结果表明：控制系统己达到了预期的设计效果。关键词：LabVIEW;PLC;.?.级控制；出口通讯ThedesignofacascadecontrolsystembasedonLabVIEWandPLCXIEJianjun,WANGHongmeng,XUChunmei(PowerandMechanicalEngineer

2、ingSchoolofWuhanUniversity,IlubeiWuhan430072,China)Abstract：ThisarticlediscussesanapproachtotherealizationoftheRS232serialtransferbetweenLabVIEWandPLC・TheapproachisusedtodesignacascadecontrolsystembasedonLabVTEWandPICTheresultofexperimentsshowsthatasat

3、isfactorysolutionisreached・Keywords：LabVJEW;PLC;cascadecontrol;serialtransfer在过程控制中，由于工业现场非常分散，I/O点数众多，齐种仪表的工作环境非常恶劣，釆用数据釆集卡和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屮的不足，并且具有较高的性能比，因而采取以PLC为下位机，以装有LabVTEW软件的工控机为上位机开发平台，通过R

4、S232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屮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。系统釆用0MR0N公司C200HG系列的PLC为下位机，用RS232型电缆将HOSTLINK模块直接连到装自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PLCZ间的通信实际上是计

5、算机与PLC通信模块HOSTLINKZ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，HOSTLIK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。在一次交换屮传输的命令格式和应答数据称Z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口动

6、生成响应帧返回给上位机。111图I系妊站构阳2.1命令帧格式上位机命令格式如下:@卩点号识别码11［文…FCS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设置两个字符帧检杳顺序码，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

7、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朿(FCS之前)所有数据字符的ASCII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“杆，“回车"符表示命令的结束。2.2应答帧格式应答帧是由PLC自动返冋的，其应答格式如下：其屮“结束码”是两位16进制数，它是PLC返冋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口J参考编程手册。“正文,，中每4位16进制表示一个通道的数据。

8、2.3LabVIEW与PLC通讯的实现(l)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。文中采用OMRONC200PLC的默认设置。即在CPU的DIP开关J脚置OFF的情况下，PLC与上位机之间采用如下参数进行通讯：启动位：1位；数据长度：7位；停止位：2位；奇偶校验：偶校验；波特率：9600b/so(2)LabVIEW屮串口通讯的步骤LabVIEW共有5个串行通讯节点,包括初始化端