點(diǎn)擊學(xué)習(xí)>>《龍哥手把手教你學(xué)LabVIEW視覺(jué)設(shè)計(jì)》視頻教程

一、引言

　　LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW [2]集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-232 和 RS-485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。

　　PLC主要是指數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。也是公共有限公司、電源線車(chē)等的名稱縮寫(xiě)。PLC = Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是工業(yè)控制的核心部分。

??? 將 LabVIEW 與PLC 結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于工程實(shí)踐，不僅可以大大降低成本、縮短開(kāi)發(fā)周期，而且可以使得控制操作方便、界面美觀。

　　二、應(yīng)用背景

　　在某遙控模型裝置的研制過(guò)程中，因被遙控裝置的體積小、重量輕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及其惡劣的工作環(huán)境決定了不適合在裝置內(nèi)部安裝普通計(jì)算機(jī)，所以選用體積小重量輕、工作可靠的松下公司FPE 型PLC 來(lái)作為被遙控裝置被控端的主控單元。該型號(hào)的PLC 有16點(diǎn)輸入和16 點(diǎn)輸出，程序容量可達(dá)32KB。PLC 在遙控裝置中的作用主要是采集模型裝置的狀態(tài)、接收遙控端的控制信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。遙控端選用普通計(jì)算機(jī)，作用主要是負(fù)責(zé)讀取PLC 中模型裝置的相關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算、根據(jù)具體工作模式給PLC 端自動(dòng)發(fā)送控制信號(hào)或者通過(guò)采集人工輸入信號(hào)并將其發(fā)送給被遙控裝置的PLC。

　　鑒于 LabVIEW 軟件可方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，具有強(qiáng)大的外部接口能力，而且采用LabVIEW 編寫(xiě)控制程序主界面的既簡(jiǎn)單美觀，又能節(jié)約開(kāi)發(fā)時(shí)間，大大提高了程序設(shè)計(jì)效率等優(yōu)點(diǎn)，遙控端的控制程序采用LabVIEW 編寫(xiě)。

　　三、LavVIEW 與PLC 的無(wú)線通信

　　無(wú)線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無(wú)線通信技術(shù)。在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信又通稱為移動(dòng)通信，人們把二者合稱為無(wú)線移動(dòng)通信。無(wú)線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無(wú)線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。

　　由于模型裝置的遙控端和被控端相隔的距離較遠(yuǎn)，為方便控制被控裝置的運(yùn)動(dòng)，所以考慮采用無(wú)線通信的方式讓遙控端與被控端進(jìn)行通信聯(lián)系。LabVIEW 與PLC 之間的通信通常是采用串口方式，為此只需在這兩者之間架設(shè)無(wú)線電臺(tái)，并以無(wú)線電臺(tái)為橋梁實(shí)現(xiàn)LabVIEW與PLC 之間通過(guò)串口進(jìn)行無(wú)線通信。

　　3.1 無(wú)線電臺(tái)及其與終端的連接

　　我們采用深圳市友訊達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 FC211LP 微功率無(wú)線數(shù)傳模塊作為無(wú)線電臺(tái)。該電臺(tái)工作頻率在ISM 頻段（載波頻率433MHz），基于FSK 的調(diào)制方式，采用高效信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力。其傳輸性能優(yōu)良，接口多樣，且設(shè)置使用方便，共提供三種內(nèi)部接口方式：TTL/RS232/RS485，并提供透明的數(shù)據(jù)接口，接口波特率為1200/2400/4800/9600Bit/s，空中波特率為1200/2400/4800/9600Bit/s，用戶均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。另外，該電臺(tái)還具有可靠性高、體積小、重量輕等特點(diǎn)。

　　該電臺(tái)采用單片射頻集成電路及單片 MCU，外圍電路少，電臺(tái)與被控端和遙控端的連接如圖1 所示。

　　將電臺(tái)和用戶終端連接好后，只需打開(kāi)其附帶的編程軟件Fc211sp，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可使用。在這個(gè)編程軟件中，可以讀取電臺(tái)當(dāng)前設(shè)置，也可以改變信道、空中頻率以及端口等的相關(guān)設(shè)置。由于PLC 與LabVIEW 之間數(shù)據(jù)傳送是雙向的，所以兩個(gè)電臺(tái)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)完全一致。