LabVIEW与PLC结合在伺服系统中的应用.pdf

第 1期 总第 1 8 8期 2 0 1 5年 O 2月 机 械工 程 与自 动 化 ME CHANI CAL ENGI NEERI NG ＆ AUT0MAT1 0N No．1 Fe b． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 5 0 1 0 1 7 1 0 2 L a b VI E W 与 P L C结合在伺服 系统 中的应用 李海军 中北 大学 机 电工程学 院，山西 太原0 3 0 0 5 1 摘 要 采用 L a b VI E W 与国产 P L C相 结合的控制方 式，构建 了一个基本的伺服 电机控制 系统。重 点介 绍 了上 位机 L a b VI E W 与 P L C的通信 ，并用该方法构建 了一个 简单的伺服控制 系统 。实践表 明，利 用该 方法不仅缩 短 了测试 系统的开发周期 ，同时节省 了费用 ，为工程人 员提供 了一个很好 的思路。 关 键词 L a b VI E W ；P L C伺服 系统 ；伺服 电机 中图分类号 T P 2 7 3 TM9 2 1 ． 5 4 1 文献标 识码 A 0 引言 近年来 ， 随着伺服系统的发展 ， 越来越多的控制设 备 的控 制源 由普 通 电机变 为伺 服 电机 。伺 服 电机 与普 通步 进 电机相 比 ， 具有 以下 优 点 1 由于伺服电机与伺服驱动器之间有编码器连 接， 克服了步进电机的失步问题 ， 因此 ， 伺服 电机控制 精度 高 。 2 伺服 电机有多种控制方式， 应用范围较广 。 3 伺服电机运转平稳 ， 即使 在低 速时也不会 出 现 振动 现 象 。 本文主要介绍 了 L a b VI E W 与 国产 P L C的通信 及应用该方法构建的交流伺服控制系统 。 1 系统 组成 L a b VI E W 本身是一个功 能比较完整的软件开发 环境 ， 它是 替代 常 规 的 B AS I C和 c语 言 而设 计 的， L a b VI E W 本身具备 编程语言 的特 征， 因此也称为 G 语言。G语言与传统高级编程语言最大的差别在于编 程 方式 ， 一般 高级 语 言采 用 文 本 编 程 ， 而 G 语 言采 用 图形 化 编程 方式 [ 1 ] 。 可编程控制器 简称 P L C 是一种新 型的具有极 高可靠性 的通用工业 自动化控制装置 ， 具有控制能力 强 、 可靠性高 、 配置灵 活、 编程简单、 使用方便、 易 于扩 展等优点 ， 是当今及今后工 业控制 的主要手段 和重要 的 自动化控制设备。可以这样说 ， 到 目前为止 ， 无论从 可 靠 性上 还是 从应 用 领域 的广 度 和深 度上 还没 有任 何 一 种控制设备能够 与 P L C相媲美 。而 L a b VI E W 与 P L C之间的结合 ， 其 开发环境具有 开发周期短 、 开发 速 度快 等优 点 [ 3 - 4 3 。 1 ． 1 L a b VI EW 与 台达 PL C之 间的 通信 通过查 阅相关 资料可 知， L a b VI E W 与众多 知名 品牌 P L C的通信已有很多工程人员进行 了应用研究 ， 然而对于 L a b VI E W 与 国产 品牌的 P L C的通信我们 了解 的还是 比较 少 。 本 控 制 系 统 选 用 的 台 达P L C 型 号 为 D VP 3 2 E H0 0 M3 ， 通 过 查 相 关 手 册 可 知 ， 该 型 号 的 P L C支持 MO DB US AS C I I 通信协议 ， 而该款 P L C只 有 R S 2 3 2和 RS 4 8 5两 种类 型 的 串 口r 5 ] ， 因此 采 用 L a b VI E W 上位机软 件基于 MOD B US AS C I I 通信协 议 的串口进行通信。L a b VI E W 串口通信 的一般流程 为 VI S A 配 置 串 口一VI S A 写入 一VI S A 串 口字节 数 一VI S A读取一VI S A关闭。 1 ． 1 ． 1 VI S A 串 口配 置 图 1为 VI S A 串 口配 置 图 ， 从 图 中 可 以 看 到 ， VI S A串 口配置的输入有很 多参 数， 而我们所 使用 的 台达 P L C需要 配置 的参 数 如表 1所示 。 启用终止符 T 终止符 0 x A ＼ n L F 超时 1 0 s V I S A 源名称 波特率 9 6 0 0 数据比特 7 奇偶 0 无 错误输入 无错误 停止位 1 0 1 位 流控制 O 无 出 图 1 VI S A 串 口配 置 图 表 1 台达 P L C VI S A配 置参数 VI S A资源名称 使用 C OM2端 口 波特率 b ／ s 9 6 0 0 数据 B 7 奇偶校验 EVE N偶校验 其他参数保持不变 1 ． 1 ． 2 VI S A 串 口的写入 VI S A 串 口的写入 需要按照一定 的格式 ， 通过查 找相关 的技术手册 ， 获得 VI S A串 口写入格式 ， 如表 2 所 示 。 收稿 日期 2 o 1 4 一 O 5 2 8 ；修订 日期 2 0 1 4 1 1 1 5 作 者简介 李海军 1 9 8 7 一 ，男 ，山西孝义人 ，在读硕士研究生 ，主要从事兵器工程的研究 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 O 1 5年 第 1 期 机 械 工 程 与 自 动 化 内部定时器和中断。 图 5 变送 器节点流程图 4结束 语 本文通过对 阀门遥控 系统 及 Z i g B e e无线传感器 网络技术的研究 ， 设计 了基于射频芯 片 C C 2 5 3 0的无 线阀位变送器 ， 该变送器可应用于压载 管系阀门遥控 系统 ， 实 现对 液 动蝶 阀阀 门 开 关 状态 及 开 度 的检 测 及 无线传输。对 阀位信号采用无线传送也是本设计的创 新之处 ， 采用无线传输给阀位检测带来方便并在成本、 空 间 、 功耗 、 灵活 性 等方 面具 有 明显 的优 势 。 参考 文献 [ 1 ] 林锐， 刘辉， 张轩． 船舶阀门遥控系统的研究与分析[ J ] ． 流体传动与控制 ， 2 0 0 7 1 1 1 5 1 6 ． [ 2 ] 甘辉兵 ， 张建 ， 张 均东 ， 等 ． 基 于 P L C的船 舶 阀 门遥 控 及 液位遥测 系统 的设 计 与 实 现 [ J ] ． 大 连海 事 大 学 学 报 ， 2 0 0 7 1 2 1 4 9 1 5 1 ． [ 3 ] 李文江 ， 杨清翔． 基 于单片机 的阀 门开度 智能检 测表[ J ] ． 仪器仪表用户 ， 2 0 0 5 6 4 9 5 0 ． [ 4 ] 龚文超 ， 吴猛猛 ， 刘 双双． 基于 C C 2 5 3 o的无线监 控系统设 计与实现[ J ] ． 电子测 量技 术 ， 2 0 1 2 6 3 3 3 6 ． E 5 ] 孙兵． 太 阳能风 能 电站远 程监 控技术 [ M] ． 北 京 中 国铁 道 出版社 ， 2 0 1 3 ． [ 6 ] 董建怀． 基于 C C 2 5 3 0的电流及温度监测系统 的设计 与实 现F J ] ． 厦门理工学 院学报 ， 2 0 1 1 9 5 9 6 3 ． De s i g n o f RF Ch i p CC2 5 3 0 -- b a s e d W i r e l e s s Va l v e Po s i t i o n Tr a n s mi t t e r LI J i n - x i ，C HEN J i - y o n g J i a n g s u Co l l e ge o f En g i ne e r i n g Te c hn o l o g y，Na n t o n g 2 2 1 0 0 6。Ch i n a Ab s t r a c t A s h i p u s e d h y d r a u l i c b u t t e r f l y v a l v e p o s i t i o n d e t e c t i o n d e v i c e wa s t a k e n a s t h e r e s e a r c h o b j e c t ，a k i n d o f d e s i g n s c h e me o f wi r e l e s s v a l v e p os i t i on t r a n s mi t t e r b a s e d o n RF c hi p CC25 30 wa s put f or war d． The ha r dwa r e c i r c u i t of wi r e l e s s v a l v e p o s i t i o n t r a n s mi t t e r wa s d e s i g n e d，a n d t h e d e s i g n o f s o f t wa r e b a s e d o n Z i g B e e p r o t o c o l s t a c k wa s c o mp l e t e d ．The e xp e r i me nt s h ows t he t r a ns mi t t e r c a n me e t t h e d e s i g n r e q u i r e m e n t s j n t h e v a l v e o p e n i n g d e t e c t i o n a n d d a t a t r a n s mi s s i o n ． Ke y wo r d sCC2 53 0；wi r e l e s s c o mm u ni c a t i on；v al v e p os i t i on；t r a n s mi t t e r ’ L 当 a 时 bV 阁 I EW ． ， 的开 [ 4 ] 殷Z 0 0 洪义． 5． 可 编 程 序 控 制 器 选 择 、设 计 与 维 护 rL ⋯v lj ． 北 京 机 璺 为 工 程 人 员 提 供 了 一 个 更 好 的 开 发 思 路 。 。 盖 、 ’ 毫 。 ． 一 ． 。 ⋯ ⋯ [ 5 ] 达 股 份 有 限 公 司 ． 台 达 D V P -P L c 编 程 技 巧 [ ] 龙 华 伟 ，顾 永 刚 L a b V I E W 8 2 1 与 D A Q 数 据 采 集 [ M ] ． 石 ． u 匕 j o “ S c h o o l o f M e c h a t r o n i c En gi n e e r i n g，No r t h Unive r s i t y o f Chi n a ，Ta i yu a n 0 3 0 0 5 1 ，Ch i na Ab s t r a c t A b a s i c s e r v o mo t o r c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n La b VI EW a n d d o me s t i c a l l y p r o d u c e d P LC wa s c o n s t r u c t e d，a n d t h e c ommun i c at i o n be t we e n PLC a nd hos t c omput e r wa s s e t up． Th e p r a c t i c e i n d i c a t e s t h i s t e s t s y s t e m c a n n O t o n l y c u t d o wn t h e d e v e l o p me n t c y c l e ，b u t a l s o s a v e t h e e x p e n s e ，h a s p r o v i d e d a v e r y g o o d me n t a l i t y f o r t h e p r o j e c t p e r s o n n e 1 ． Ke y wo r dsLa b Vl EW ；PLC；s e r v o s ys t e m ；s e r vo mot o r 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m