基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信.docx

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基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信

基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信

摘要

研究虚拟仪器软件LabVIEW与可编程控制器S7-200PLC的数据接口技术。

应用美国国家仪器公司的OPC服务器和LabVIEW的DSC模块技术建立工作站与PLC软件的数据通信方式，为LabVIEW环境下PLC软件控制系统的动态监控提供一种通用方法。

OPC接口技术的出现使工业自动化系统中独立单元之间的互联趋于标准化，顺应了自动化系统向开放、互操作、网络化、标准化方向发展的趋势,是自动化控制系统中很有发展前景的一种数据交换标准。

美国国家仪器公司的LabVIEW是一种应用于领先工业软件的工具测试设计、测量和工业控制系统。

可编程逻辑控制器（PLC），或可编程序控制器是一个数字化的计算机用于自动化的工业生产过程，如控制机械的工厂装配生产线。

对于过程控制的对象连接与嵌入（OPC）是一种标准发展的原始命名通过工业自动化的工业任务。

NIOPCServers是一个32位的Windows应用窗口，它能提供一种从工业设备和系统带入信息和数据进入到客户端的PC上。

该论文探讨了如何利用LabVIEW数据记录和监控模块（DSC）和OPC技术开发监控软件。

LabVIEW8.6DSC既可作为OPCClient从现场设备获取数据，又可作为OPCServer为其他的应用软件提供一种便捷的数据访问方式。

LabVlEWDSC和OPC技术的结合为系统集成提供了一种高效的解决方案。

关键词：

LabVIEW,OPC,PLC,数据通信

BasedonOPCbetweenLabVIEWandPLCsCommunication

Abstract

AnewtechniqueofdataexchangebetweenLabVIEWandPLCsispresentedinthispaper．ByusingtheOPC（OLEforProcessContro1）serverofNIandtheDSCtechniqueofLabVIEW，acommunicationmodebetweenLabVIEWandPLCsisbuiltup．ThispaperprovidesageneralmeanstomonitorPLCcontrolsystemonLabVIEWenvironment．

NationalInstrumentsLabVIEWisanindustry-leadingsoftwaretoolfordesigningtest,measurement,andcontrolsystems.Aprogrammablelogiccontroller（PLC）,orprogrammablecontrollerisadigitalcomputerusedforautomationofindustrialprocesses,suchascontrolofmachineryonfactoryassemblylines.OLEforProcessControl（OPC）istheoriginalnameforastandarddevelopedin1996byanindustrialautomationindustrytaskforce.NIOPCServersarea32-bitwindowsapplicationthatprovidesameansofbringingdataandinformationfromawiderangeofindustrialdevicesandsystemsintoclientapplicationsonyourwindowsPC.

Inthispaper,amethodbasedonLabVIEWDSCandOPCtechnologyisintroducedhowtodevelopmonitorandControlsoftware.TheLabVIEW8.6DataloggingandSupervisoryControl（DSC）ModulecanactasanOPCClientacquiringdatafromfielddevicesaswellasanOPCServerprovidingotherapplicationsaconvenientwaytoaccessdata.ThecombinationofDSCmoduleandOPCtechnologyisanefficientsolutionforsystemintegration.

KEYWORDS:

LabVIEW,OPC,PLC,Datacommunication

摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT…………………………………………………………………………………Ⅱ

第一章绪论……………………………………………………………………1

1.l课题的来源、名称及引言……………………………………………………1

1.1.1本研究课题的来源…………………………………………………………1

1.1.2本研究课题名称……………………………………………………3

1.2LabVIEW概述……………………………………………………………3

1.3PLC概述……………………………………………………………………………3

1.4OPC概述……………………………………………………………………………5

1.5论文的内容简介……………………………………………………6

第二章系统的总体方案设计…………………………………………………………7

2.1系统总体设计方案概述…………………………………………………………7

2.2方案论证……………………………………………………………………………8

2.2.1可编程控制器PLC可行性论证…………………………………………8

2.2.2上位机LabVIEW开发平台的论证……………………………………10

2.2.3上位机LabVIEW开发平台与PLC连接的论证……………………12

第三章OPC技术规范介绍…………………………………………………………16

3.1OPC服务器的组成……………………………………………………………16

3.2OPC服务器对象（OPCServerObject）介绍……………………………18

3.3OPC组对象（OPCGroupObject）介绍………………………………………19

3.4OPC项对象（OPCItemObject）介绍………………………………………20

3.5采用OPC技术的适用范围…………………………………………………20

3.6本章小结………………………………………………………………………21

第四章LabVIEWDSC模块………………………………………………………22

4.1LabVIEW发展历程及功能介绍…………………………………………22

4.2LabVIEWDSC介绍……………………………………………………………24

4.3LabVIEWDSC模块功能介绍……………………………………………25

4.4LabVIEWDSC模块与OPCServer连接……………………………25

4.4.1LabVIEW访问OPCServer的途径………………………………………25

4.4.2通过LabVIEW8.6DSC模块访问NIOPCServer…………………………25

4.4.3PLC控制LabVIEW程序设计………………………………………27

4.4.4利用LabVIEW开发自己的OPCServer…………………………………29

4.4.5LabVIEW与OPC标签建立联系………………………………………29

4.5本章小结…………………………………………………………………………32

第五章LabVIEW通过OPC与PLCs之间的连接与通信……………………33

5.1测试系统的应用环境…………………………………………………………33

5.2NIOPC技术测试系统………………………………………………………33

5.3基于LabVIEW和OPC的测试系统的前期准备…………………………41

5.4LabVIEW通过DSC模块与NIOPC服务器通信………………………………42

5.5LabVIEW与PLCs进行读写数据……………………………………………………43

5.6本章小结…………………………………………………………………………44

第六章总结和展望………………………………………………………………45

6.1论文总结………………………………………………………………………45

6.2论文的展望……………………………………………………………………45

致谢………………………………………………………………………………46

参考文献…………………………………………………………………………………47

第一章绪论

引言

“软件即仪器“是一次彻底的计算机技术革命。

以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。

虚拟技术、计算机通信技术和网络技术是信息技术最重要的组成部分，它们被称为是21世纪科学技术中的三大核心技术。

而虚拟仪器即使虚拟技术中的一个很重要的组成部分，自20世纪90年代以来,在计算机技术的推动下,以虚拟仪器为标志的通用化,智能化和网络化测量仪器及测试系统得到了迅速的发展,使得测量仪器和数据采集系统的设计方法和实现技术产生了深刻的变化.所谓的虚拟技术,就是用户在通用的计算机平台上,根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统的仪器功能，虚拟仪器技术综合也用了计算机技术,数字信号处理技术,标准总线技术和软件工程方法,它缩短了开发和调试的周期。

“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质, 这个概念克服了传统仪器的功能在制造时就被限定而不能变动的缺陷,摆脱了由传统硬件构成一件件仪器再连成系统的模式,许多功能直接就由软件来实现,打破了仪器功能只能由厂家定义,用户无法改变的模式。

本文采用的是LABVIEW8.6版本如下图1：

图1-1LABVIEW8.6版本

1.l课题的来源及名称

1.1.1本研究课题的来源

随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。

本课题来源于实际工程项目的需求,在工业汽车、石油、电力、钢铁等领域，具有广泛的应用价值。

可编程控制的选择：

由于市面上西门子产品型号较多，种类齐全，技术先进，加之本人对西门子产品的青睐，在此次设计中，所以选择较前沿的西门子产品SLC系列产品。

本文以自动化工程中常用的西门子产品SLC系列产品为PLC研究背景,通过LabVIEW，可以将更高级的可编程自动化控制器（PAC）集成到现有基于PLC的工业系统，在工业系统中增加高速I/O和复杂的控制逻辑。

LabVIEW8.6增加了一系列I/O，以及在测量和显示的改进，适用于构建基于PAC的工业系统，包括全新的为LabVIEW用户扩