基于LABVIEW串口通信的电机控制技术
刘建河1，赵玉丹2，张玉强3
【摘 要】介绍了以PC机为上位机，以变频器为下位机来驱动电机的控制模式下，在LABVIEW环境中对RS232串口进行编程，并将该串口输出信号转换成RS485信号后传送给变频器，实现了对电机的起动，停止，正反转，点动等的操作控制，同时通过以一定的频率对串口进行读写，实现了对变频器运行状态的实时查询功能。整个系统的用户界面友好，操作简单，可移植性强，是一种非常有实用价值和通用性的电机控制模式。 【期刊名称】制造业自动化 【年(卷),期】2013(000)022 【总页数】3
【关键词】串口通信；电机控制；LABVIEW；VISA
0 引言
计算机串口是使用得最为广泛的接口，也是历史最为悠久的通信接口，通常称为COM口或RS-232口。大部分的智能仪器和仪表都配备了RS-485接口，RS-485是RS-422的改进版，它能更好地抗噪声，也增加了可通信设备的数量，最多可达32台，同时增加了传输的距离，可靠传输距离为1200m，实际上在3000m左右也可以正常工作。变频器是该类智能仪器一个典型代表，用它驱动电机安全，稳定，可实现连续无级调速，无冲击S曲线加减速运动等，也简化了整个机电系统的机械结构。用PC通过变频器对电机进行控制时，在硬件方面，使用一个RS-232和RS-485转换器就可以非常容易地建立起PC与变频器之间的硬件连接，在软件方面，美国NI公司开发的LABVIEW在数据采集与
仪器控制方面最具有核心竞争力。1993年，NI联合许多在技术领域处于领先地位的公司，如HP，Tektronix，Racal等，成立了VXIplug&play系统联盟，其目标是确保多厂商的仪器具有协同工作的能力。虚拟仪器架构VISA（Virtual Instrument Software Architecture）是VXIplug&play系统联盟最重要的成果之一，它的目的是通过减少系统的建立时间来提高效率。随着仪器类型的不断增加和测试系统复杂化的提高，人们不希望为每一种硬件接口都要编写不同的程序，因此I/O接口的无关性对于I/O控制软件来说变得至关重要。当用户编写完一套仪器控制程序后，总是希望该程序在各种硬件接口上都能工作，VISA的出现使这种希望成为可能，通过调用相同的VISA库函数并配置不同的设备参数，就可以编写控制各种I/O接口仪器的通用程序。因此本文所述软件的编制中，所有对串口的操作全都基于对LABVIEW的VISA库函数的调用。下面就详细介绍在LABVIEW环境下，通过调用VISA库函数对串口进行操作，以实现对电机的控制。
1 硬件配置
硬件的配置非常简单，如图1所示。交流异步电动机由变频器直接驱动，PC输出的RS-232信号经转换器转换为RS-485信号后送进变频器。需要说明两点，一是市售转换器质量良莠不齐，在选用时一定要选用质量好些的，当然价格也会高点，二是个人PC如果是笔记本电脑的话，大部分已经没有RS-232串口了，需要在笔记本上再增加一个串口转接卡。
2 软件编程
2.1 变频器参数的设定
在编程之前首先要对变频器的参数进行设置。不同的变频器对RS-485通信参
数设置方法不尽相同，本文采用的是台达VFD-A系列交流马达变频器，与RS-485通信相关的参数设置如下： 1）主频率输入来源选择
Pr-00=d0002，主频率输入由RS-485串联通讯介面控制。 2）运转指令来源设定
Pr-01=d0004，运转指令由RS-485串联通讯介面控制。 3）资料传输速率设定
Pr-77=d0002，资料传输速率4800baud。 4）通讯位址
Pr-78=d0000，单台，通讯位址为00。 2.2 控制程序前面板设计
该软件主要实现电机的正转，反转，点动正转，点动反转，停机及变频器状查询等功能。LABVIEW程序分为前面板和程序框图，前面板为图形用户界面GUI（Graphic User Interface），程序框图相当于其他编程语言的源代码。本软件前面板设计如图2所示。主要包括三个部分，左边为参数设定区，用于输入变频运转频率和对VISA资源的选择，还可显示运转指令字、运转指令以及通讯是否正常的指示；中间部分为电机运转方式选择按钮，点击相应的按钮后电机执行相应的动作；右边为变频器运行状态显示，主要显示变频器的输出电流和电机的运行状态。 2.3 程序框图
所设计的程序框图在执行时是位于一个窗口下的，为了表述清楚，将其分成三个部分，分别如图3，图4和图5所示。
基于LABVIEW串口通信的电机控制技术
