基于PLC的主从式虚拟仪器测控系统

(2)VISA读取函数。该函数为串口读取子程序，从串行设备读取数据，为后续的数据处理提供条件。主要参数如图3。

其中“字节总数”是要读取的字节数量。“读取缓冲区”包含从设备读取的数据。“返回数”包含实际读取的字节数。

(3)VISA写入函数。该函数为串口写子程序，用于对串口设备进行写操作。主要参数如图4所示。

其中“写入缓冲区”包含要写入设备的数据。“返回数”包含实际写入的字节数。

此外，LabVIEW中与串口通信有关的还有VISA关闭函数与VISA串口字节数函数，分别用于关闭串行设备的任务或事件和计算进入串口缓存区中的数据字节数。

2.2 LabVIEW与PLC串口通信实现

按照通信协议使用专用的九芯插头和PC/PPI电缆，将PC机的COM1口与S7-200的自由通信口直接连接。由于电缆上带有RS-232/RS485电平转换器，连接十分方便。LabVIEW进行串口通信的基本步骤为：

(1)初始化端口。利用VISA配置串口函数设定进行串口通信的端口号、波特率、停止位、校验、数据位。

(2)读写端口。利用VISA读串口函数和VISA写串口函数从串口中读入或输出数据。由于LabVIEW的串行通信子程序只允许对字符串的读写，因此在数据处理时，必须进行字符串与数字之间的正确转换。

(3)关闭端口。当对串口操作完成后，需要关闭串口，以释放硬件资源。

3 串口通信实现

按照上述过程，设计了监控系统程序，程序框图与前面板分别如图5、图6所示。

其中PC机与PLC串口通信程序结构分为3个部分：

(1)串口初始化。根据通信协议设定，通信端口：COM1，波特率：9600bps，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，无软件握手协议。

(2)发送命令和读取响应将命令通过串口COM1发给PLC，并接收来自PLC的响应信息，如果响应正常(状态信息为O1或02)，就将所得数据做显示、计算分析、存储等后续处理，以便用于设备实时控制和在线状态监测;如果响应不正常则退出程序(03或04)，用户重新输入命令开始工作。

(3)关闭串口。调用LabVIEW提供的VISA关闭串口函数实现串口资源的释放。

当程序运行时，LabVIEW首先向PLC发出一个读请求，然后检测输入缓存中的字节数;当达到预定字节数时，LabVIEW利用读串口函数将输入缓存中的字节一次性读出，然后继续发出一个读请求到PLC。如此循环，直至结束。本程序还采用了状态机的方法进行状态的判断和选择。

4 结论

PLC自由口通信方式具有与外围设备通信方便、自由，易于微机控制等特点，这一通信方式被越来越多的监控系统所采用。利用PC机或工控机的串口，按照自由通信协议，结合地址映射技术在LabVIEW平台上开发出串行通信模块，可以很方便地实现主机与PLC的串行通信，对PLC的内存单元进行读写操作，从而实现对PLC的监控。本文所提出的设计能够方便地应用于基于PLC的工业监控，具有开发方便、扩展灵活的优点。