宇電多臺AI-501儀表與LabVIEW的通迅設計

北京*物理研究所 劉海云

摘要：本項目使用RS232-RS485轉換器把PC與多臺AI-501儀表連接，并通過LabVIEW編程對這些儀表的進行溫度適時監(jiān)視。使用這個方法，同樣可以對其它AI系列儀表進行LabVIEW的通迅編程。

關鍵詞：RS232-RS485轉換器 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系列儀表在國內(nèi)市場上是有口皆碑的，而且服務質量也是國內(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近我實驗室購入10個AI-501用于設備烘烤的溫度顯示，于是趁此機會，我用LabVIEW編寫了10個儀表的通訊代碼，得到每個儀表的溫度（PV值）并顯示在計算機上。希望這個程序能給大家一點幫助，其中的錯誤也歡迎大家批評指正。
    本論文分兩部分：*、計算機和多臺AI-501的硬件連接；第二、LabVIEW的程序設計。

一、計算機和10臺AI-501儀表的硬件連接

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

圖1：

    AI系列儀表數(shù)據(jù)格式為1個起始位，8位數(shù)據(jù)，無校驗位，1個或2個停止位，波特率4800~19200 bit/S。考慮到10臺儀表的數(shù)量，為了通訊快速，本項目我使用19200bit/S，經(jīng)過試驗，效果很好。

二、LabVIEW的程序設計

    LabVIEW是美國NI公司開發(fā)的一款非常的圖形化編程語言。與基于文本的編程語言不同，LabVIEW的程序編寫由圖形語言（G語言）、圖標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為代表的常數(shù)、函數(shù)和VI程序等，并通過連線引導數(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。

圖2：（1380.8表示儀表未接熱偶）

圖3：程序代碼流程

    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進制，還用到了一些字節(jié)處理函數(shù)，使之換算成10進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。

圖4.1

圖4.2

    1、 串口的初始化：按如圖4.1A設置串口初始化函數(shù)（VISA Configure Serial Port）。其中ASRL6::INSTR表示我計算機擴張出來的COM6口；Enable Termination設置成False，否則在讀到回車字節(jié)的時候會中斷讀串口數(shù)據(jù)。
    2、 往串口寫入讀取型號特征的命令：調(diào)用串口寫函數(shù)（VISA Write函數(shù)）共10臺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的儀表型號特征。其它地址如下表類推。
AI-501儀表地址     命令（16進制）
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)）對串口讀取10字節(jié)，如圖4.2C。因為無論是讀還是寫，儀表都返回以下10個字節(jié)數(shù)據(jù)（參見《AIBUS通訊協(xié)議說明（V7.0）》）
    4、16進制數(shù)據(jù)轉換成10進制數(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)把兩元素提取出來成為單獨的10進制數(shù)。我設置的溫度為1位小數(shù)，所以正確的溫度是10進制情況下
PV=（*字節(jié)+第二字節(jié)*256）/10
    數(shù)據(jù)轉換之后，輸出到前面板相應的顯示件，即為圖1樣式。以上是一個儀表的代碼，其它儀表除讀命令不同外，代碼一致，直接拷貝即可。

    結語：本項目對AI-501儀表進行了簡單的LabVIEW通訊編程，還有很多擴張的余地，比如數(shù)據(jù)存盤，繪制溫度曲線，實現(xiàn)遠程監(jiān)控等等。 參考文獻：
1. 《AIBUS通訊協(xié)議說明（V7.0）》
2.《LabVIEW6.1編程技術實用教程》石博強 趙永德等編著