LabVIEW與多臺(tái)AI-501儀表的通迅設(shè)計(jì)

北京中國(guó)科學(xué)院物理研究所 劉海云

摘要：本項(xiàng)目使用RS232-RS485轉(zhuǎn)換器把PC與多臺(tái)AI-501儀表連接，并通過(guò)LabVIEW編程對(duì)這些儀表的進(jìn)行溫度適時(shí)監(jiān)視。使用這個(gè)方法，同樣可以對(duì)其它AI系列儀表進(jìn)行LabVIEW的通迅編程。

關(guān)鍵詞：RS232-RS485轉(zhuǎn)換器 LabVIEW 串口初始化函數(shù)（VISA Configure Serial Port） 串口寫函數(shù)（VISA Write） 串口讀函數(shù)（VISA Read） 字符處理

引言：
    宇電AI系列儀表在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上是有口皆碑的，而且服務(wù)質(zhì)量也是國(guó)內(nèi)。但是在宇電的上只有用VB編寫的通訊代碼，而有部分網(wǎng)友希望得到LabVIEW編寫的通訊源代碼。zui近我實(shí)驗(yàn)室購(gòu)入10個(gè)AI-501用于設(shè)備烘烤的溫度顯示，于是趁此機(jī)會(huì)，我用LabVIEW編寫了10個(gè)儀表的通訊代碼，得到每個(gè)儀表的溫度（PV值）并顯示在計(jì)算機(jī)上。希望這個(gè)程序能給大家一點(diǎn)幫助，其中的錯(cuò)誤也歡迎大家批評(píng)指正。
    本論文分兩部分：*、計(jì)算機(jī)和多臺(tái)AI-501的硬件連接；第二、LabVIEW的程序設(shè)計(jì)。

一、計(jì)算機(jī)和10臺(tái)AI-501儀表的硬件連接

    使用RS232-RS485轉(zhuǎn)換器可以很方便的連接計(jì)算機(jī)和10臺(tái)AI-501。具體方案如圖1。RS232-RS485轉(zhuǎn)換器的RS232端接到計(jì)算機(jī)，所有儀表并聯(lián)在RS485的A、B端，并設(shè)置不同的地址。我設(shè)置的10臺(tái)AI-501地址分別是：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。

   AI系列儀表數(shù)據(jù)格式為1個(gè)起始位，8位數(shù)據(jù)，無(wú)校驗(yàn)位，1個(gè)或2個(gè)停止位，波特率4800~19200 bit/S。考慮到10臺(tái)儀表的數(shù)量，為了通訊快速，本項(xiàng)目我使用19200bit/S，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，效果很好。

二、LabVIEW的程序設(shè)計(jì)

    LabVIEW是美國(guó)NI公司開(kāi)發(fā)的一款非常的圖形化編程語(yǔ)言。與基于文本的編程語(yǔ)言不同，LabVIEW的程序編寫由圖形語(yǔ)言（G語(yǔ)言）、圖標(biāo)和連線代替文本形式，它使用數(shù)據(jù)流編程方法描述程序的執(zhí)行，更加顯得直觀，操作更加方便簡(jiǎn)單。
    LabVIEW用戶界面主要包括前面板和圖形代碼窗口。前面板類似實(shí)際儀表面板，可以放置包括諸如旋鈕、按鈕和文本框等控制和顯示元件。圖形代碼窗口包括以圖標(biāo)為代表的常數(shù)、函數(shù)和VI程序等，并通過(guò)連線引導(dǎo)數(shù)據(jù)流，編寫和調(diào)試程序都很直觀方便。
    本程序的前面板如圖2。

    本程序的圖形代碼窗口如圖4.1和4.2。在圖形代碼窗口，為了完成對(duì)串口的初始化、寫和讀，分別用到串口初始化函數(shù)（VISA Configure Serial Port）、串口寫函數(shù)（VISA Write）和串口讀函數(shù)（VISA Read）。另外，由于得到的數(shù)據(jù)為16進(jìn)制，還用到了一些字節(jié)處理函數(shù)，使之換算成10進(jìn)制顯示在程序前面板。
    在以下代碼的介紹中，以地址為1的AI-501為例，其它儀表可以直接拷貝得到，把地址改變即可。

    結(jié)語(yǔ)：本項(xiàng)目對(duì)AI-501儀表進(jìn)行了簡(jiǎn)單的LabVIEW通訊編程，還有很多擴(kuò)張的余地，比如數(shù)據(jù)存盤，繪制溫度曲線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等等。 參考文獻(xiàn)：    1、 串口的初始化：按如圖4.1A設(shè)置串口初始化函數(shù)（VISA Configure Serial Port）。其中ASRL6::INSTR表示我計(jì)算機(jī)擴(kuò)張出來(lái)的COM6口；Enable Termination設(shè)置成False，否則在讀到回車字節(jié)的時(shí)候會(huì)中斷讀串口數(shù)據(jù)。
    2、 往串口寫入讀取型號(hào)特征的命令：調(diào)用串口寫函數(shù)（VISA Write函數(shù)）共10臺(tái)AI501，地址1-10，要發(fā)送的讀命令如下表。需要注意，如圖4.1B，寫入的字符串為Hex Display。右鍵點(diǎn)擊與VISA Write函數(shù)連接的 String Constant，選擇Hex Display，直接輸入8181521500005315，即讀取地址為1的儀表型號(hào)特征。其它地址如下表類推。
AI-501儀表地址     命令（16進(jìn)制）
1                             8181521500005315
2                             8282521500005415
3                             8383521500005515
4                             8484521500005615
5                             8585521500005715
6                             8686521500005815
7                             8787521500005915
8                             88885215000015
9                             8989521500005B15
10                             8A8A521500005C15
    3、讀取串口數(shù)據(jù)：命令發(fā)送成功后，調(diào)用串口讀函數(shù)（VISA Read函數(shù)）對(duì)串口讀取10字節(jié)，如圖4.2C。因?yàn)闊o(wú)論是讀還是寫，儀表都返回以下10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)（參見(jiàn)《AIBUS通訊協(xié)議說(shuō)明（V7.0）》）
    4、16進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)據(jù)：如圖4.2D，由于讀取串口得到的10字節(jié)數(shù)據(jù)前2字節(jié)表示PV值的信息，故調(diào)用String Subset函數(shù)取出第1、第2字節(jié)。再調(diào)用String To Byte Array函數(shù)使第1、第2字節(jié)轉(zhuǎn)換成Byte Array的第0、第1元素。zui后調(diào)用Index Array函數(shù)把兩元素提取出來(lái)成為單獨(dú)的10進(jìn)制數(shù)。我設(shè)置的溫度為1位小數(shù)，所以正確的溫度是10進(jìn)制情況下
PV=（*字節(jié)+第二字節(jié)*256）/10
    數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，輸出到前面板相應(yīng)的顯示件，即為圖1樣式。以上是一個(gè)儀表的代碼，其它儀表除讀命令不同外，代碼一致，直接拷貝即可。

1. 《AIBUS通訊協(xié)議說(shuō)明（V7.0）》
2.《LabVIEW6.1編程技術(shù)實(shí)用教程》石博強(qiáng) 趙永德等編著