基于LabVIEW的PC機與變頻器的串口通信

最后，利用VISA Close.VI關閉串口；串口不再使用時需要關閉，使其處于空閑狀態，便于下一次打開串口。整個串口通信完畢后用Exit LabVIEW.VI退出此程序。程序的主要代碼框圖如圖2所示。

程序的一個很大的優點在于，將變頻器速度控制與變頻器的啟停控制整合到一起，使得程序操作簡單，更加優化合理。程序中采用了調用子VI的方法，大大簡化了流程圖的復雜程度，提高可讀性，方便查看代碼和調試程序。

由于變頻器接受的數據格式為ASCII碼字符串，所以在命令寫入串口之前必須先進行數據格式的轉換，這里子VI的作用就是將各種參數值轉換成ASCII碼字符串，然后寫入串口。以變頻器的啟動為例，根據東元變頻器的啟動數據格式，以十六進制形式發送01100000 0001 0200 0167 90，利用反饋節點將此字符串拆分成字符串數組，再轉換為數值數組，然后利用字ByteArray To String.VI模塊，將字節數組轉換成ASCII碼字符串。變頻器接受ASCII碼后經過算法還原，然后去執行相應的操作。就可以啟動變頻器，程序代碼框圖如圖3所示。

程序中局部變量的使用也大大簡化了程序開發的復雜程度，和Visual C++等基于文本的編程語言不同，LabVIEW中的各個對象之間是靠連線來傳遞數據的，但是在需要兩個程序之間交換數據時，靠連線的方式是不行的；即便是在同一個程序中的對象之間交換數據，有時也會遇到麻煩。在這種情況下，就需要使用局部變量。

串口通信操作前面板如圖4所示，直接在面板上設置參數，簡潔明了，易于操作。在試驗過程中可以隨意連續的更改轉數，實現無級調速。

4 結果驗證

這里主要是檢查電機的運行狀態是否與設定狀態吻合，變頻器根據PC機發送的指令控制電機，然后又將電機的當前工作狀態讀取上來。讀取變頻器的狀態指令，可利用VISA Read.VI模塊，程序具體實現方法與上述寫入指令相同。

針對不同情況進行錯誤處理：首先在前面板中發送指令給變頻器，然后去讀取此時變頻器運行指令，將讀取上來的數據進行指令校驗和的驗證，做條件判斷：

(1)如果校驗正確就說明數據指令執行成功；

(2)如果很長時間都沒有將變頻器上的轉數讀上來，或者變頻器根本就沒有動作，出現超時錯誤，說明變頻器通訊故障。

(3)讀取的值與設定轉數值不同，那么指令發送錯誤，將重新發送指令。可以在前面板顯示出變頻器的電壓狀態表，方便直觀地查看電機工作狀態。

5 結 語

通過環一塊摩擦磨損試驗機的試驗運用證明，所開發的變頻器控制軟件設計合理，使用方便，響應速度快，盡管電機存在慣性作用，也能在較短的時間內達到要求的速度，能夠保證當摩擦學試驗參數變化時，電機仍保持很好的剛性，很好地解決了試驗過程中電機速度控制問題。

本文的創新點在于根據摩擦學試驗機的具體試驗要求，利用LabVIEW技術實現計算機與變頻器的通信，利用串行端口來控制變頻器的運行，操作簡單，響應速度快，能夠連續、動態地改變電機轉速，為環一塊摩擦磨損試驗機的試驗系統提供了強大的技術支持。該設計方法已應用在筆者實驗室的實際工作中，獲得很好的試驗效果。同時，該通信方式簡單、穩定、可靠，具有很好的實時性和可移植性，可供其他串口通信系統參考。