毕业设计（论文）-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效劳器和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、标准化方向开展的趋势,是自动化控制系统中很有开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〕是一种标准开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

BasedonOPCbetweenLabVIEWandPLCsCommunicationAbstractAnewtechniqueofdataexchangebetweenLabVIEWandPLCsispresentedinthispaper．ByusingtheOPC(OLEforProcessContro1)serverofNIandtheDSCtechniqueofLabVIEW，acommunicationmodebetweenLabVIEWandPLCsisbuiltup．ThispaperprovidesageneralmeanstomonitorPLCcontrolsystemonLabVIEWenvironment．NationalInstrumentsLabVIEWisanindustry-leadingsoftwaretoolfordesigningtest,measurement,andcontrolsystems.Aprogrammablelogiccontroller(PLC),orprogrammablecontrollerisadigitalcomputerusedforautomationofindustrialprocesses,suchascontrolofmachineryonfactoryassemblylines.OLEforProcessControl(OPC)istheoriginalnameforastandarddevelopedin1996byanindustrialautomationindustrytaskforce.NIOPCServersarea32-bitwindowsapplicationthatprovidesameansofbringingdataandinformationfromawiderangeofindustrialdevicesandsystemsintoclientapplicationsonyourwindowsPC.Inthispaper,amethodbasedonLabVIEWDSCandOPCtechnologyisintroducedhowtodevelopmonitorandControlsoftware.TheLabVIEW8.6DataloggingandSupervisoryControl(DSC)ModulecanactasanOPCClientacquiringdatafromfielddevicesaswellasanOPCServerprovidingotherapplicationsaconvenientwaytoaccesscombinationofDSCmoduleandOPCtechnologyisanefficientsolutionforsystemintegration.KEYWORDS:LabVIEW,OPC,PLC,Datacommunication

目录摘要……………………ⅠABSTRACT…………………Ⅱ第一章绪论……………………11.l课题的来源、名称及引言……………………1本研究课题的来源…………1本研究课题名称……………………31.2LabVIEW概述……………31.3PLC概述……………31.4OPC概述……………5……………………6第二章系统的总体方案设计…………7系统总体设计方案概述…………7方案论证……………8可编程控制器PLC可行性论证…………8上位机LabVIEW开发平台的论证……10上位机LabVIEW开发平台与PLC连接的论证……12第三章OPC技术标准介绍…………163.1OPC效劳器的组成……………163.2OPC效劳器对象(OPCServerObject)介绍……………183.3OPC组对象(OPCGroupObject)介绍………193.4OPC项对象(OPCItemObject)介绍………20采用OPC技术的适用范围…………………203.6本章小结………………………21第四章LabVIEWDSC模块………224.1LabVIEW开展历程及功能介绍…………224.2LabVIEWDSC介绍……………244.3LabVIEWDSC模块功能介绍……………254.4LabVIEWDSC模块与OPCServer连接……………25LabVIEW访问OPCServer的途径………25通过LabVIEW8.6DSC模块访问NIOPCServer…………254.4.3PLC控制LabVIEW程序设计………27利用LabVIEW开发自己的OPCServer…………………29LabVIEW与OPC标签建立联系………294.5本章小结…………32第五章LabVIEW通过OPC与PLCs之间的连接与通信……335.1测试系统的应用环境…………335.2NIOPC技术测试系统………335.3基于LabVIEW和OPC的测试系统的前期准备…………415.4LabVIEW通过DSC模块与NIOPC效劳器通信………………425.5LabVIEW与PLCs进行读写数据……………………435.6本章小结…………44第六章总结和展望………………456.1论文总结………………………456.2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。以信息化带开工业化，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局部，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局部，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开展,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版本如以下图1：图1-1LABVIEW8.6版本1.l课题的来源及名称本研究课题的来源随着时代的开展，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工程的需求,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良，适用于构建基于PAC的工业系统，包括全新的为LabVIEW用户扩展工业连接性的OPC驱动库等，几乎将可兼容PLC和工业设备的数量增加一倍。此外，LabVIEW8.6还在LabVIEW实时环境中提供对称多线程处理〔SMP〕,嵌入式和工业系统的设计人员可以自动地将均衡的任务量分配到各核上，而无需以确定性为代价。用户可以手动将各局部代码分配到特定的处理器核上，来微调实时系统的性能，或者把时间关键的代码局部隔离在专用核上。

NI总裁、CEO暨创始人之一JamesTruchard博士说过，“工程师和科学家们依靠不断改良的PC处理器、操作系统和总线技术，在他们的测控系统中获得更高的性能。随着多核处理器在PC上的普及，LabVIEW的编程人员们将受益于一种更简化的图形化方式来进行多线程操作，以尽可能地利用多核处理技术的最大性能，同时却几乎不用对他们的应用程序做任何修改。〞在工业通信和自动化应用中日益采用以太网和OPC技术作为最主要的通信接口和手段的今天,向网络化、标准化、开放性方向开展将是各种控制系统技术开展的主要潮流。以太网是在很广的范围内已经被证明了的先进技术,而作为21世纪未来工业网络的首选,它将成为在控制和现场设备级标准的高速工业网络。因此研究基于以太网的分布式控制系统的设计有着重要意义。本文是正是基于OPC技术的工业通信技术接口。无论您与之通信的设备是过程仪器、可编程逻辑控制器〔PLC〕、智能传感器还是单循环控制器，LabVIEW都提供了各种可靠的、易于使用的工具，以帮助您满足您的任何通信需求。LabVIEW支持用于不同自动化设备间信息交换的面向过程控制OLE〔OPC〕。LabVIEW包含对OPC数据访问标准的一次新近扩展，它提高了访问来自过程控制软硬件的实时数据的性能与可靠性的兼容性。利用面向NILabVIEW的Modbus函数库或者DSC模块中内置的ModbusI/O效劳器，您可以使用任何以太网或串口作为一台ModbusTCP或Modbus串行主设备或从设备。利用这一ModbusI/O效劳器与通信网关，您可以将任意工业网络上的现有设备方便地吸纳至您的LabVIEW应用。通信网关支持各种网络，其中包括DeviceNet、ControlNet、EthernetIP、PROFIBUS与PROFIN等。本文是基于的DSC模块中内置的ModbusI/OServers与NIOPCServers通信连接。本研究课题名称:基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信1.2LABVIEW概述LabVIEW是虚拟仪器(VirtualInstrument，VI)领域最具代表性的图形化编程软件，广泛应用于工业自动化测试、过程处理和控制领域。虚拟仪器〔VirtualInstruments.简称VI〕的概念，是美国国家仪器公司〔NationalInstrumentsCorp.简称NI〕于1986年提出的。NI公司同时也提出了“软件即仪器〞的口号，彻底打破了传统仪器只能由厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起了仪器和自动化工业的一场革命。随着现在硬件和软件技术的飞速开展，仪器的智能化和虚拟化成为各级实验室以及研究机构开展的方向。虚拟仪器，它既具有传统仪器的功能，又有别于其他传统仪器。它能够充分利用和发挥现有计算机的先进技术，使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷。虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。它推动着传统仪器朝着数字化，智能化，模块化，网络化的方向开展。电子测量仪器开展至今，大体上可以分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能一起和虚拟仪器。第一代模拟仪器，这类仪器在某些实验室里还能看到，它是以电磁感应根本定律为根底的指针式仪器，如指针式万用表、晶体管电压表、指针式电流表等。第二代数字化仪器，这类仪器现在相当普遍，这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量，如数字万用表、数字频率计等。第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，可以进行自动测试和数据处理功能，可能代替局部脑力，习惯上称为智能仪器。它的功能模块全部都是以硬件或固定软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。第四代虚拟仪器，它是现在计算机软件技术、通信技术和测试技术高速开展孕育出的一项革命性技术，其导致了传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革，它的出现使得人类的测试技术进入了一个新的开展纪元。1.3PLC概述可编程控制器(ProgrammableController),简称PC，因早期主要应用于开关量的逻辑控制，因此也称为PLC(ProgrammableLogicController)，即可编程逻辑控制器。现代可编程控制器是以微处理器为根底的、高度集成化的新型工业控制装置，是计算机技术和工业控制技术结合的产品。可编程控制器是1969年美国数字设备公司((DEC)研制成功的，并在通用汽车公司(GDI)汽车生产线上应用，获得成功从此，可编程控制器技术就迅速开展起来1971年日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器DCS-8,1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、面向用户的“自然语言〞编程，是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。目前，PLC在国内外已广泛应用于电力、钢铁、石油、化工、建材、机械制造、汽车、轻纺、环保以及文化娱乐等各行各业随着PLC性能价格比的不断提高，其应用会越来越广。PLC是由继电器逻辑控制系统开展而来，初期主要侧重于开关量顺序控制PLC在60年代问世以后，于70年零散进入了实用化阶段，16位、32位微处理器和各种位片式处理器的应用，使它在技术和功能上发生飞跃，在初期的逻辑运算的根底上，增加了数值计算、闭环调节等功能，其运算速度提高，输入输出范围与规模扩大PLC与上位计算机之间相互连成网络，构成以可编程控制器为主要部件的初级控制系统。现代可编程控制器的模拟量功能很强，多数都配备了各种智能模块，以适应现场的多种特殊要求，同时也具有顺序控制功能。到目前为止，PLC与集散系统开展越来越接近，很多工业生产过程既可用PLC，也可用集散控制系统实现其控制功能。目前，PLC在国际市场上已成为最受欢送的工业控制畅销产品，用PLC设计自动控制系统也成为世界潮流。SEIMENS公司S7-200系列PLC是工业过程与现场控制广泛应用的一类控制器。实现LabVIEW与PLC的数据通信，是建立基于PLC的虚拟仪器与控制系统的关键，具有很好的应用价值。各种PLC型号如以下图2所示：图1-2各种PLC型号如下图本文是以SeimensS7-200软件为根底的通信连接。如下图图1-3SeimensS7-200软件1.4OPC技术概述工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供给商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写；同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供给商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有着不同的需要，同时也存在着不同的数据传输协议，因此也一直没有完整的解决方案。自OPC提出以后，这个问题终于得到解决。OPC标准包括OPC效劳器和OPC客户两个局部，其实质是在硬件供给商和软件开发商之间建立了一套完整的“规那么〞，只要遵循这套规那么，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供给商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。OPC(OLEforProcessContro1)技术的提出为这类异构设备、软件的通讯提供了有效的解决方法，它借用Microsoft的OLE(objectlinkingandembedding)和COM(componentobjectmode1)／DCOM技术，并将其应用于过程控制中，为过程控制和工业自动化领域提供了一套标准的接口、属性和方法，是实现控制系统现场设备级与过程管理级信息交互和控制系统开放性的关键技术。1.5论文的内容简介本文研究虚拟仪器软件LabVIEWS7-200PLC的OPC接口技术。应用NI公司的OPC效劳器和LabVIEWPLC的数据通信方式，为LabVIEWPLC控制系统的动态监控提供了一种通用方法。系统框图如以下图5所示图1-5基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信的系统框图第二章系统的总体方案设计系统总体设计如以下图所示2-1NIOPCNIOPCClient/ServersS7-200PLCS7-200PLC图2-1系统总体设计本文是在PC运行的WINDOWSXP上完成的,系统上运行，附加DSC模块技术modbusI/OServers，通过NIOPCClient/Server，完成添加S7-200软件〔通信参数设置相一致〕，最终在上建立新的OPC层上共享变量〔数据常量〕，并把通过波形图显示出来。2.2系统方案论证可编程控制器可行性论证可编程控制器作为一个完整的自动化系统，可由三个层次组合而成:信息层、控制层和设备层。信息层是对现场采集到的数据和信息进行处理和管理的一层，是测试系统的最高层次控制层是操作所在的一层，它将处理器与处理器之间的信息、交流、将处理器与输入/输出接口之间的信息、交流集成在这一层。设备层是面向现场设备的一层，也是整个测试系统的最低层，它可以将操作信息送到现场设备，也可以将现场设备的情况反应到操作者。PLC与PC架构如以下图2-2所示：图2-2PLC与PC架构可编程控制器简称PLC，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置其主要特点为：1.块化结构、扩充方便、组合灵活PLC产品具有各种扩展模块，可以方便的对输入输出点、A/D通道等进行扩展;具有很强的继承性且降低了开发周期。2.可靠性高、抗干扰能力强表现在以下两个方面:其一，与继电器逻辑控制系统比较，可编程控制器不需要大量的活动和电子元件，它的接线也大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间缩短;其二，与通用的计算机控制系统比较，它具有比通用计算机控制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。3.编程方便、易于使用PLC编程采用梯形图语言，使得操作人员可以方便的调整系统编程和组态。4.控制程序可变、具有很好的柔性在控制工艺流程发生变化时，不必改变硬件设备，只需要改变程序就可以满足。5.控制功能强除了根本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能模块还可以实现PID运算、过程控制、数字控制等功能。可以方便的与上位机通讯和远程通讯。由于以上的原因，可以预见随着PLC本钱的下降和机器要求的提高，将很快在大局部场合取代继电器控制屏。无论是与传统的继电器、接触器控制逻辑相比，还是与现代的微型计算机系统乃至专用于控制的单片机相比，在工业控制方面PLC都具有明显的优越性尤其是对生产流水线、动作复杂的单机，比起前述几种控制手段来具有寿命长、可靠性高、对环境无特殊要求、开发费用低、周期短、无需专门的计算机软、硬件知识就可在短期内掌握，功能扩展方便，本钱可为一般用户所接受等优点，是现代机电一体化产品控制装置的理想选择。本课题研究基于OPC技术的LabVIEW与PLCs通信，为保证仪器的稳定可靠工作，节省维修费用及时间，选用可编程控制器组建控制系统虽然单片机组建系统的本钱低，但由于PLC采用模块化组建系统，克服了单片机开发过程中复杂的接口设计，降低了开发本钱，并且PLC系统便于维护。在运算能力方面PLC也在不断提高，当前最新的PLC运算能力已经赶上甚至超过了传统单片机的运算能力另外，本检测装置需要开关量控制，故适于用PLC实现控制本课题采用先进的西门子S7-200小型化PLC设备控制，它是一种新型的PLC，除以上特点外，还具有体积小、与计算机通讯简单可靠、指令功能强大，并且可靠性高、抗干扰能力强、体积小、能耗低的优点。但本文采用S7-200软件做为硬件替代。常见的PLC设备及其通讯连接方式见表2-1。生产商产品型号通讯方式OMRONCPM1RS232/RS422CQM1RS232/RS422、

COMPOBUS/S、

COMPOBUS/DC1000H/C2000H

C200Hа

CVM

CV

CS1RS232/RS422、

ControllerLink、SYSMACLINK、SYSNET、

Ethernet、CompoBus/s、

CompoBus/DC20H-C60HRS232/RS422MISTUBISHFX系列RS232/RS422A系列

Q系列RS232/RS422/USB、

PROFIBUS、Modbus、

MELSECNET10、CC-Link、EthernetAllen-BradleyControlLogix

PLC5

SLC500RS232/RS422、

DH+/DH485、ControlNet、Ethernet、DeviceNet松下FP0/FP1

FP3

FP10SHRS232/RS422、

Ethernet、MEWNET、C-NETGEFanucLM90-30

LM90-70RS-232/422、Ethernet、GENIUSBUS、PROFIBUS、WorldFip、InterBus-sSchneidernanoRS485Tsx-MICRORS232/RS422Tsx-Premium

Tsx-Quantum

Tsx-MomentumEthernet、Modbus-Plus、RS232(MODBUS)、WorldFip、InterBus、PROFIBUSSiemensS5PROFIBUSS7-200PPIS7-300

S7-400MPI、PROFIBUS、Ethernet表2-1常见的PLC设备及其通讯连接方式上位机LabVIEW开发平台的论证1.LabVIEW简介LabVIEW(LaboratoryVirtualinstrumentEngineering)是美国国家仪器公司推出的图形化虚拟仪器开发平台，各个专业领域的工程师、科学家通过定义和连接代表各种功能模块的图标，可方便迅速地建立起通常只有高超编程技巧的程序员才能编制的高水平应用程序。因此，它又被称为“面向工程师和科学家的编程平台〞。LabVIEW具有以下特点：“所见即所得〞的可视化技术建立人机界面针对测试测量和过程控制领域，LabVIEW提供了虚拟仪器面板上所必需的大量现实或控制对象，如表头、旋钮、图表等用户还可以方便地将现有控制对象修改成适合自己工作领域的控制对象LabVIEW用图标表示功能模块，使用图标间的连线表示各种功能模块间传递的数据流，使用数据流程图式的图形化语言编写代码。开发时开发者在开发环境的前面板定制界面，后面板会自动生成与前面板相应的功能图标，开发者只要按照自己的意图将这些功能图标连接起来既可完成某种特定的功能。2.连接功能和仪器控制LabVIEW带有现成即用的函数库，用户可以用它集成各种独立台式仪器、数据采集设备、运动控制和机器视觉产品、GPIB/IEEE488和串口/RS-232设备、PLCs等，从而开发出一套完整的测量和自动化解决方案LabVIEW还包含了主要的仪器标准如VISAGPIB、串口和VXI仪器可共用标准；PXI和基于PXI系统联盟CompactPCI标准的软硬件；IVI可互换虚拟仪器驱动程序；VXIPlug&Play-;VISA器标准驱动程序。3.分析功能在虚拟仪器系统中，将信号采集到电脑中并不意味着任务已经完成，通常还需要利用软件完成复杂的分析和信号处理工作。在机械状态监视和控制系统的高速测量应用中，经常需要对振动信号进行精确的阶次分析闭环嵌入式系统一般要利用控制算法进行逐点运算以便保证稳定性。除了在LabVIEW中已安装的高级分析功能库外，NI公司还为不同要求的测量提供了相应附加工具包，如:LabVIEW信号处理工具套件，LabVIEW声音与振开工具包，和LabVIEW阶次分析工具包等。4.支持各种系统平台在Windows/NT/91，PowerMacintosh，ConcurrentComputerCoopration的实时LINUIX系统平台上、NI公司都提供了相应版本的LabVIEW，并且在任何一个平台上开发的LabVIEW应用程序都可以直接移植到其他平台上。5.可视化功能在虚拟仪器用户界面里，LabVIEW提供了大量内置的可视化工具用于显示数据：从图表到图形、从2D到3D显示，应有尽有同时，你还可以随时修改界面特征，如颜色、字体尺寸、图表类型，还有动态旋转、缩放等。除了图形化编程和方便的定义界面属性外，您只需利用拖放工具，就可将物体拖放到仪器的前面板上。LabVIEW如今已被认为是虚拟仪器开发的通用平台，它也越来越被广阔的开发人员所接受。2.LabVIEW与传统计算机语言的区别与传统的计算机语言相比，LabVIEW是使用科学家和工程师所熟悉的术语、图标和概念，使用图形化的符号而不是传统的文本式指令来描述程序。例如:传统计算机语言中的选择结构、循环结构等在LabVIEW是以不同的方框来表示，函数、子程序等那么以图标的方式表示，数据的传递那么是以连线的方式表示。因此用户无需记忆任何的文本式指令就可以进行编程，可减少指令系统的学习时间和大大地缩短程序的开发周期。从宏观上讲，LabVIEW已经不再是传统的冯·诺依曼计算机体系结构的执行方式，它是采用一种并行机制取代传统计算机语言中的顺序执行结构。LabVIEW的运行机制是一种数据流的模式，这种方式确保程序仅在一个节点已获得它的全部数据后才执行也就是说，程序的执行是由数据驱动的(datadriven)或数据相关的(datadependent)，当发现某一任务数据已经准备好，就开始执行该任务。不同任务的先后顺序完全由它的优先级和所需的数据是否齐备所决定，不同的任务，假设用户不加以强制设定，其执行的先后顺序是不确定的例如:在LabVIEW中，两个没有连线关系的循环结构构成了两个并行的任务，每个任务的执行顺序是互不相关的，可同时进行的，甚至这两个任务执行的次数也可以是不一样的，具体情况完全由运行时刻系统的状态所决定。这种并行机制与传统的顺序执行结构有着本质的区别。G语言概述除了编程方式不同，LabVIEW具有所有编程语言的特征，因此它的编程语言被称为G语言(图形化编程语言)。G语言是一种可适合应用于各种编程任务，具有扩展函数库的通用编程语言它定义了数据模型，结构类型和模块调用语法规那么等编程语言的根本要素，在功能完整性和应用灵活性等方面不逊于任何一种可视化的高级语言(如VB,VC,C++BUILDER,DELPHI等)同时G语言丰富的扩展函数库还为用户编程提供了极大的方便龙些扩展函数主要面向数据采集即形急线和串祝急线仪器控制以及数据显示.数据分析和数据存储石语言还包话常用的程序体调试工月如设置断点草步调试数据探针和动态显示程序执行流程等功能。G语言写传统高级编程语言之间最大的差异在干编程方式，一股传统高级语言采用文本编译，而G语言采用图化编程。上位机LabVIEW开发平台与PLC连接的论证基于OPC的上位机LabVIEW开发平台与PLC连接如以下图2-3所示：ApplicationBApplicationBSEIMENSSLC-200OPCClientApplicationAOPCClientNIOPCServerDSC模块WINDOWSXP〔PC〕图2-3基于OPC的上位机LabVIEW开发平台与PLC连接LABVIEW和PLC通信有三种方法:如图2-4所示：图2-4LABVIEW和PLC通信方法有三种〔1〕数字I/O即输入与输出的工业标准电流:4～20mA根本数字与模拟I/O如以下图2-5所示：图2-5根本数字与模拟I/O〔2〕工业通信有许多种,如以下图2-6所示:图2-6多种工业通信〔3〕基于OPC技术的通信如以下图2-7所示:ApplicationYApplicationYOPCClientApplicationXOPCClientOPCServer硬件AOPCServerOPCServer硬件B硬件C图2-7基于OPC技术的通信OPC通信是在windows系统上完成的。能有效地把工业现场设备〔硬件〕和监控设备用软件代替〔LabVIEW8.6〕即虚拟仪器连接起来，并能实时监控设备的运行状态。通过OPCC/S可以添加多个硬件设备，但同时只用一个虚拟仪器同时实现监控和数据传输和共享，到达减少本钱，易于实现的目的。第三章OPC技术标准介绍OPC标准是由非盈利性的国际组织OPC基金会提出并制定的一项工业标准，标准中详细的定义了三个根本OPC对象(OPCServer、OPCGroup和OPCItem)，标准中也详细的定义了OPC效劳器程序与客户机程序进行通讯的接口以及通讯的方法。OPC根本原理如以下图3-1所示图3-1OPC根本原理3.1OPC效劳器的组成一个OPC效劳器由三个对象组成:OPC效劳器(OPCServer)、OPC组(OPCGroup)和OPC标签(OPCItem)。opC效劳器对象用来提供关于效劳器对象自身的相关信息，并且作为OPC组对象的容器。OPC组对象用来提供关于组对象自身的相关信息，并提供组织和管理项的机制。OPC数据访问对象的分层结构如图3-2所示。OPCServer(效劳器)OPCServer(效劳器)Group(组)Item(项)Item(项)Group(组)图3-2OPC数据访问对象的分层结构一个OPCServer具有一个作为子对象的OPC组集合对象(OPCGroups)。在这个OPCGroups里面可以添加多个的OPCGroup。各个OPCGroup都具有一个作为子对象的OPC标签集合对象(OPCItems)。在这个OPCItems里面可以添加多个的OPCItem。其中OPCServer还可以包括一个OPC浏览器对象(OPCBrowser)，OPCBrowse是OPCServer名称空间的枝和叶(标签)的集合。浏览功能是选用功能，OPCServer不支持浏览的时候，即使执行CreateBrowser也不会生成这个对象。OPC标准由两套接口组成:自定义接口(theOPCCustomInterfaces)和自动化接口(theOPCAutomationInterfaces)。OPC效劳器必须实现定制接口，可以选择实现自动化接口。这两套标准接口的定制极大地方便了效劳器和用不同语言开发的客户应用之间的通讯，使得用户对开发工具的选择有了较大的自由。OPC接口关系如图3-2所示。用C或C++编写OPC客户应用程序时可以使用定制接口，也可以使用自动化接口。由于定制接口具有更高的性能，建议尽可能使用定制接口。图3-3OPC接口：图3-3OPC接口OPCServer对象是OPCGroup即对象的容器，提供管理OPCGroup即对象的接口和方法；OPCGroup对象是OPCItem对象的容器，提供管理OPCItem对象的接口和方法；OPCItem对象没有对外接口，因为OPCGroup对象的接口已经具备了与客户端交互的能力。它们依次呈包含关系，如图3-4所示。OPCOPCServerOPC/COMINTERFACEOPCGroup(s)OPCGroup(s)OPCGroup(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)OPCItem(s)图3-4OPC定制接口的类模式3.2OPC效劳器对象(OPCServerObject)介绍OPCServer即OPC启动效劳器，通过它获得其他对象和效劳的起始类，并用于返回OPCGroup类对象。OPCServer级别有多种属性，其中包含一个OPC效劳器对象的状态和版本等信息。一个标准OPCServerObject的接口主要包括6个接口，如图3-5所示。图3-5标准的OPCServe:对象接口OPCServerObject局部接口功能如下:IOPCServer接口包含管理OPCGroup级别中的对象的方法。如将组参加效劳器或从效劳器中删除组的方法(“AddGroup〞，“RemoveGrounp〞)。IOPCCommon接口方法用于通知效劳器语言的设置和客户机的名称。OPCServerObject提供连接数据源(OPC定制接口效劳器)或者数据访问(读取，写入)的一种方法，所以在建立OPCGroup和OPCItem以前必须建立OPCServerObject，然后使用OPC数据访问自动化接口的“Connect〞方法和数据源连接。OPCServerObject的功能主要表现为:创立和管理OPCGroup对象;管理效劳器内部的状态信息，将效劳器的错误代码翻译成描述性语句;浏览OPC效劳器内部的数据组织结构。从OPCServerObject的功能可以看出，该对象面向OPC效劳器对客户端的信息效劳，根本独立于实时数据源，可以统一实现;其中数据的组织结构与具体数据源有关，需要从用户处获取信息。OPC标准对Server对象所支持的每个接口都有详细的定义。OPCServer对象通过对接口的操作，可以实现效劳器启动、关闭及维护、地址空间映射等功能。3.3OPC组对象(OPCGroupObject)介绍OPCGroup存储由假设干OPCItem组成的Group信息，并用于返回OPCItem类对象。OPCGroup级别管理被称为OPCItem的各个过程变量。一个标准OPCGroupObject的接口主要包括10个接口，如图3-5所示。OPCGroupObject局部接口功能如下IOPCltemMgt接口提供将项参加组或从组中删除项的方法(“Addltem〞，“Removeltem〞)。IOPCGroupstateMgt接口的方法用于处理组专用的参数或复制组。IOPCsyncIO接口的方法用于进行数据的访问。OPCGroup为客户提供数据效劳，可以实现建立和管理Item对象。OPCGroupObject的功能主要表现为:创立和管理Item对象;管理OPCGroup对象的内部状态信息;OPCServe:内部的实时数据存取效劳(同步与异步方式)。图3-5标准的OPCGroup对象接口从OPCGroupObject的功能可以看出，该对象面向OPCServer对底层设备的信息存取，对实时数据源的依赖性很强，需要从用户数据源处获取信息。3.4OPC项对象(OPCItemObject)介绍OPC标准中没有明确的定义Item对象，目的是使开发在实现底层连接时相对灵活一些。Item对象描述的是效劳器到数据源的连接。从自定义接口看，Item对象是不能由客户程序直接访问的，对Item对象的访问都是通过含有该Item的Group对象来实现的，因而只有Item对象的定义，没有对ltem对象定义对外的接口。每个Item有三个重要的参数：值、质量标签和时间戳。OPC的适用范围

OPC设计者们最终目标是在工业领域建立一套数据传输标准，并为之制定了一系列的开展方案。现有的OPC标准涉及如下领域：

在线数据监测。实现了应用程序和工业控制设备之间高效、灵活的数据读写。报警和事件处理。提供了OPC效劳器发生异常时，以及OPC效劳器设定事件到来时向OPC客户发送通知的一种机制。

历史数据访问。实现了读取、操作、编辑历史数据库的方法。

远程数据访问。借助Microsoft的DCOM技术，OPC实现了高性能的远程数据访问能力。

OPC近期将实现的功能还包括平安性、批处理、历史报警事件数据访问等。

OPC的设计者在设计OPC时遵循如下原那么：

易于实现。

灵活满足多种客户需求。

强大的功能。

高效的操作。

OPC效劳对象提供一些方法去读取或者连接一些数据源。OPC客户程序连接到OPC效劳器对象，并通过标准接口与OPCServer连接。OPC效劳器对象提供接口供OPC客户程序创立组对象并将需要操作的项添加到组对象中，并且组对象可以被激活，也可以被赋予未激活状态。对于OPC客户程序而言，所有OPC效劳器和OPC组对象可见的仅仅的是COM.接口。第四章LabVIEWDSC模块引言随着工业控制系统中计算机的引入，应用于自开工业控制的软件和协议也越来越多。美国国家仪器公司NI也不甘落后，在2006年推出了最新的LabVIEW8.0DSC模块用以支持OPC技术。由于LabVIEW作为开发软件，它具有普通组态软件不可比较的编程灵活性，因此在工业测试和自动化领域方面，LabVIEW8.0及其DSC模块弥补了普通组态软件的致命缺陷。电子系统开发的全新时代已经到来。“图形化系统设计〞带来的这一软件平台可集成多种计算模型，尽可能缩短设计过程中的实现时间。通过发布到灵活的现成硬件原型目标平台，例如NI基于FPGA的CompactRIO平台，极大地缩短了首次原型化的时间，并且用来设计自定义硬件所需的时间和金钱都减少了。此外，可以通过现实的I/O结果，在一个更高质量的设计中进行原型化—从而在其后的产品开发循环中防止代价昂贵的设计失误。最后，在同一个软件平台贯穿从设计到原型到最终发布目标的全过程，可以最大化地重复使用代码，并为最后的发布降低转换的复杂度。因此，借助LabVIEW，用户可以拥有一个从设计、原型到发布至嵌入式系统的完整图形化平台。4.1LabVIEW开展历程及功能介绍1985年6月，JeffKodosky领导着一组工程师开始了图形化开发环境LabVIEW的编程工作，他们的研发成果就是推出了LabVIEW1.0版本。在20年后的今天看来，这个产品的诞生大大超越了当时业界的理念，具有深远的前瞻意义。LabVIEWLabVIEW8.2持续时间达20年之久，如以下图所示4-1图4-1LabVIEW开展历程LabVIEW有三个图形化面板：其一，前面板，即用户界面，用来让工程师去创立交互式的测量程序，这些面板可以与实际仪器的面板非常相似，或者也可以是按照工程师们的思维创新而定义的。其二，程序框图，即代码，同样也是图形化的界面，其执行顺序由数据流来决定，这一点在软件开发中是至关重要的。最后是函数面板，顾名思义，它包括了一系列即选即用的函数库(根据virtualinstruments缩写为VI)，供用户在他们的测量工程中使用，能够极大地提高他们的工作效率。初始版本发布后，让创始人JeffKodosky颇感惊喜的是，用户们使用这一工具开发的应用不单单局限于测试测量，并且扩展到控制、建模和仿真领域。在工程师方面，他们也受到LabVIEW这一创新工具的启发和鼓舞，因为LabVIEW的发布为不同领域的工程师开拓了创新的空间，为实现更大规模的应用提供可能，而在此之前，这些应用都是他们从未去尝试过的。至此，LabVIEW就确立了在虚拟仪器技术中的根底和核心地位。在LabVIEW开展的同时，其他一些重要的技术也在迅猛开展中。1990Microsoft发布了Windows3.0图形化操作系统，处理器和半导体行业也开始蓬勃起步。在其后的20年间，我们看到PC行业呈指数级增长。例如，目前的3GHzPC就可用来进行复杂的频域和调制分析以用于通信测试应用。回到1990年的时候，用当时的PC(Intel386/16)处理65,000个点的FFT(快速傅立叶变换，用于频谱分析的根本测量)需要1100秒时间，而现在使用3.4GHz的P4计算机实现相同的FFT只需要约0.8秒[Ffbench,JohnWalker]。相应地，硬盘、显示器和总线带宽也获得了性能上的提高。新一代的高速PC总线——PCIExpress能提供高达3.2GBytes/s的带宽，从而可以基于PC架构来实现超高带宽的测量。同样的，半导体行业正不断推动技术进步、以及现成即用的商业ADC和DAC的标准，使得这些技术可以像在传统厂商定义的仪器上使用一样，在模块化仪器上得到应用，并为开放的平台提供更多的优势，在用户需求改变的情况下，让终端用户无需替换整个系统，就可以实现元件的升级，并拥有自定义配置的功能。技术开展到这一步，虚拟仪器技术已经不再单纯是一个概念性的名词，而是成为了一个实际可行的解决方案，不但能为用户带去广泛的灵活性和可扩展性，而且可以实现本钱上的节约。成熟的虚拟仪器技术由三大局部组成：高效的软件编程环境、模块化仪器和一个支持模块化I/O集成的开放的硬件构架。在这个技术日新月异的时代，虚拟仪器技术为用户带来的灵活性和可扩展性已经不再是一种奢求，而是必需。ClaytonChristensen在?InnovatorsDilemma?一书中是这样描述这一现象的：当一个市场领导者面临着同行/竞争对手推出更新、更先进的技术之后，他们往往就要丧失原先的领导地位了，因此技术领导者(即革新者)们也面临了新的技术革新所带来的困境。一方面，技术革新为公司赢得市场立足点，以及扩大市场份额的时机。但另一方面，随着市场的成熟，这个加速公司成长的竞争优势却难以长久维持，因为竞争会使产品逐渐商品化、群众化，原先该产品上与众不同的地方会逐渐变得普通，需要有新的技术革新带来新的产品亮点。于是革新反而就开始成为一种责任，迫使公司为了保持在市场上既有的领导地位，持续不断地进行技术革新，并且要以最短的时间将革新成果推向市场。随着产品开发时间不断缩短，带给仪器供给商的压力也越大。厂商定义的解决方案能否满足用户不断提出的新要求、新标准和新特性？我们看到现在产品的体积越来越小，同时需要集成的特性越来越多，这就要求有更多的仪器进行测量，从而确保产品质量，因此，不同仪器I/O之间的同步变得至关重要，测量空间的因素也需要考虑在内。面对这样的情况，越来越多的工程师开始转向虚拟仪器技术这一解决方案，不单是快速开展的消费电子、通讯等市场，甚至是一贯保守的美国国防部也参加了这一行列，他们使用“综合性仪器(SyntheticInstrument)〞这样相似的概念名词来预示着大规模的行业应用。在向国会提交的报告中，国防部指出：“在开发综合性仪器时，采用新近的商业化技术实时地配置仪器，从而实现各种测试功能……单个综合性仪器可以代替多个独立仪器的功能，从而减小了后勤装备的体积并解决了设备过时的问题。〞虚拟仪器技术，以及其他实质相似的概念，为增加灵活性、降低投资本钱、提高测试系统使用寿命，同时确保可靠性等要求，提供了一个理想的解决方案。LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)是实验室虚拟仪器集成开发平台的简称，它是目前国际应用最广泛的虚拟仪器开发环境之一。LabVIEW使用图形语言(即各种图标、图形、符号、连线等)以框图的形式编写程序NI公司推出了LabVIEW的附加模块—数据记录监控模块DSC(DataloggingandSupervisorycontrol)，此模块是专为过程控制设计的，它提供了实现过程控制软件所必须的控件和功能模块，如实时历史趋势图、数据库、报警、数据报表等等。因此，利用“LabVIEW+DSC〞的设计方法来开发监控软件在上述功能的实现过程中，既操作简单，又无需大量的编程工作，节省了开发时间，提高了开发效率。LabVIEW是一个业界领先的工业标准软件工具，用于开发测试、测量和控制系统，它是专为工程师和科学家而设计的直观的图形化编程语言。它将开发软件和各种不同的测量仪器硬件及计算机集成在一起，建立虚拟仪器系统，以形成PC的测量自动化领域。4.2LabVIEWDSC介绍LabVIEWDSC(DataloggingandSupervisorycontrol)数据记录与监控模块式建立分布式应用方案的理想工具，它提供了数据管理工具和方便建立起大容量高速运算系统得网络化功能。无论是要建立全面的工业自动化控制系统、多通道的数据记录应用程序，还是监控和记录I/O点的数据情况，LabVIEWDSC中的工具都使得整个工作变得更加高效易行。在软件的体系结构上，LabVIEWDSC通过一个基于事件的处理器来记录历史数据、处理报警信息并与I/O设备进行通信。如果DSC不能满足开发需要，还可以利用LabVIEW图形开发环境定义控制运算法那么，为监控、分析和显示提供良好的操作界面。LabVIEWDSC采用了多线程技术。开发者在LabVIEW中能快捷地完成图形用户界面设计、动画连接的定义等。利用DSC的ImageNavigator工具可以调用丰富的图库资源，从而大大减少界面设计时间，从整体上提高人机界面的质量。LabVIEWDSC使监视和记录历史数据简单易行。它自动完成数据记录和事件记录。提供实时、历史趋势控件，并将所有的历史数据和信息保存在数据库中。4.3LabVIEWDSC模块功能介绍LabVIEWDSC(数据记录与监控)模块是交互地开发分布式监测和控制系统的比较好的途径。该模块能拓展LabVIEW的应用，主要功能如下:可以将数据高效地记入分布式历史数据库中；警报和事件管理；实时和历史数据的记录；轻松地将OPC设备与LabVIEW实时终端集成在同一完整的系统中；设置系统平安机制。4.4LabVIEWDSC与NIOPCServersLabVIEW访问OPCServer的途径为了提高系统的开放性，选用〞LabVIEW+OPC〞，的设计方法。利用LabVIEW作为上位机监控软件，可以采用先进的网络通讯技术一Datasocket技术，通过OPC效劳器接口来实现现场数据共享。在LabVIEW中访问OPCServer的方法有两种，一种是通过Datasocket函数，另一种是通过LabvIEWDSC模块。通过LabVIEW与OPCServer进行通讯有3种方法:通过ActiveX自动化接口实现对OPCServer的访问;通过Modbus的Datasocket技术实现与OPCserver的通讯;利用其DSC模块与OPCServer通讯。其中前两种方法只适合与少量点数的OPC标签连接，因为需要编写多段代码或者是通过For循环来读写，因此当点数增多时会降低读写速度并让系统变得不利于维护。而通过DSC模块与OPCServer的通讯，其编程就变得相当容易了，而且其编程和读写速度写不受点数限制。通过LabVIEW8.6DSC模块访问NIOPCServerDSC模块是LabVIEW面向工业自动化领域的功能扩展，它提供了很多实现工业自动化所必需的功能，如访问实时数据库、浏览历史数据库、分析历史趋势、报警、生成报告、管理用户、访问数据源效劳器等。它所访问的数据源效劳器有OPCServer、DDEServer和NI公司自己的IA(IndustrialAutomation)deviceServer，其中OPCServer是最重要的一局部。DSC模块使用Tag连接OPC数据项。通过TagCongurationEditor菜单，可以将DSCTagOPC数据项Item对应起来，生成.scf文件。在.scf文件中记录了Tag的详细信息。在运行DSCRun-Timesystem时，TagEngineering会根据.scf文件配置系统，建立与OPC效劳器的连接。TagEngineering是DSC模块的重要组成局部，它是OPC数据效劳器的数据项Item与DSC模块的Tag进行连接的中间件，完成开关OPC效劳器、初始化连接、记录数据、报警等功能。ServerBrowse可以显示本机或远程计算机上的OPC效劳器及其相关信息，功能类似于OPC效劳器浏览器组件OPCenum.exe，ServerBrowse对发现的OPCServer给定一个AddressSpaceInterface，如果OPC效劳器支持此接口，Serve:Browse会显示这个效劳器上的相关数据项Item信息。另外通过选择ViewServerinUSe可以浏览正在运行的OPCServer及其相关数据项Item。TagMonitor是一个监控单元，用户通过它可以了解Tag和现场数据节点Item的连接情况，同时还可查看采集数据的详细信息。通过Datasocket实现对OPCSevrer的访问，基于ActiveX的实现方法只能访问OPCServer的自动化接口，应用范围窄，实时性较差;基于Datasocket的实现方法采用了对数据项直接定位的方法访问OPCServer，这种方法连接性、实时性较好;基于DCS模块的方法面向工业自动化领域，提供了很多操作OCPServer、管理数据存储和访问权限及用户信息的工具，能全面掌握数据效劳器的信息，连接性和实时性好，功能强大，但要另外购置软件模块，增加系统本钱。由于Datasocket实时性最好，这里通过Datasocket实现对OPCServer的第三章系统软件设计访问。在实现对OPCServer访问前，先要对系统进行配置:OPCServer支持软件的安装、OPCServer的注册和OPCServer运行环境的配置。就是上面所说的PCAcceSS的工程配置。Datasocket是NI公司面向网络化测试和工业自动化领域推出的技术解决方案，它基于TCP/PI协议，提供了丰富的网络操作功能，典型的有数据播送，多数据源访问等。它的最大特点是实时高速数据交换，可用于一个计算机内或者网络中多个应用程序之间的数据交换。Datasocket技术的核心是DatasocketServerManager和DatasocketServer，它们可以位于网络任意一台计算机上。图4-2DataSocket进行实时数据通讯DatasocketServer通过全球资源定位符(URL)确定数据源的具体位置，连接后，用户可以像使用LabVIEW中的其他数据类型一样使用Datsocket读写字符串、整形数、布尔量及数组数据。DatasocketServerMnagaer设定客户对DatasocketServer的访问权限，管理数据缓冲区变量。Datasecket提供了三种数据目标:file，datasocketServer和OPCServer。访问它的URL格式为“ope://maehinename/opeserverNmae/ItemID〞。当DatasoeketServer与OPCServer建立连接后，可以实时传递数据，即Datasocket以一定的速率循环访问OPCSevrer的数据项，一旦数据改变，新数据就会发送到DataSocketServer上。Datasocket的典型节点及其功能描述见表4-1。表4-1Datasoeket典型节点4.4.3PLC控制LabVIEW程序设计图4-3OPC初始化框图程序图4-3其中一个OPC初始化VI的流程图设计。来实时更新PLC存放器数据，到达实时控制的目的，最后将相应的DatasocketReferrence保存到全局变量，方便后面编程调用URL。图3-5矩阵法查键思路流程图图4-3基于DSC模块访问OPC效劳器的软件结构框图利用LabVIEW开发自己的OPCServer当用户开发自己的硬件设备或者某些硬件厂商不提供OPCServer时，编写该硬件设备的OPCServer就很重要了。但是专用的的OPCServer开发工具一般价格昂贵，而且难于使用。而通过LabVIEW生成自己的OPCServer非常的简单。我们可以首先通过LabVIEW来与硬件设备的驱动直接进行通讯。然后将读取得数据放在OPCServer中作为一个个的OPC标签发布即可。LabVIEW与OPC标签建立联系随着计算机技术的开展，计算机在工业控制领域发挥着越来越重要的作用。各种仪表，PLC等工业监控设备都提供了与计算机通信的协议。这使得计算机控制成为现实。但是，在计算机控制的开展过程中，不同的厂家提供不同的协议，即使同一厂家的不同设备。各之间与计算机通信的协议也可能不同。此外，不同的编程语言对驱动程序的接口有不同的要求。这样又产生了新的问题:软件开发商需要为不同的设备编写大量的驱动程序，而计算机硬件厂家要为不同的应用软件编写不同的驱动程序。这种程序可复用程度低，不符合软件工程的开展趋势。在这种背景下，产生了OPC技术。OPC是OLE(ObjectLinkingEmbeded)ProcessControl的缩写，是目前工业控制互连的标准。它由一些世界上领先地位的自动化系统(如DSC、PLC)硬件生产厂家，开发监控软件、驱动软件的公司，还有一些开发优化软件的公司等与微软紧密合作而建立的。这个标准定义了在应用Microsoft操作系统COM(ComponentobjectModel)和DCOM(DistributedObjectModel)协议的根底上，基于PC的客户机/效劳器之间交换实时数据的方法。采用这项标准后，针对硬件的驱动程序不再由软件开发商开发，而是由硬件开发商根据硬件的特征提供统一的OPC接口程序。由于硬件开发商对自己的硬件特征了如指掌，从而能够最大限度地挖掘硬件的潜力，提高驱动程序的性能。应用程序开发者只需编写一个接口便可以连接不同的设备。工程人员和用户在设备选型上有了更多的选择，可以根据实际情况的不同，选择切合实际的设备。此外，OPC还扩展了设备的概念，只要符合OPC效劳器的标准，OPC客户都可与之进行数据交换，而无需了解设备究竟是PLC还是仪表，甚至如果在数据库系统上建立了OPC标准，OPC客户也可与之方便地实现数据交换。近一次从设备读取数据的时间。效劳器对设备存放器的读取是不断进行的，时间戳也在不断更新。DSC作为OPC客户可方便地从OPC效劳器缓冲区读取数据。通过LabVIEW8.0DSC模块与OPC标签的连接方法与以前版本不同。LabVIEW8.0引入了共享变量的概念。共享变量可以与本地或网络上任何一台电脑上的OPC标签绑定。当绑定好以后，拥护就可以把共享变量当作普通的变量一样操作就可以了，而不需要知道这个共享变量的底层到底在和哪台电脑的哪个OPC标签通讯。与OPC标签的绑定非常简单。新建一个LabVIEWLibrary，在Library里新建一个I/OServer如图4-4，图4-4新建一个I/OServer在建立过程中可以浏览到本机或网络上有哪些OPCServer可以连接，然后将I/OServer与你需要连接的OPCServer绑定如图4-5;图4-5OPCServer绑定在Library中新建一个共享变量与I/OServer中列出的OPC标签绑定。如图4-6所示与此同时还可以设定该共享变量的一些其它属性，例如:是否存储，报警上下限，变量描述，用户获取权限等。然后一个LabVIEW8.6OPCServer就建好了。如以下图所示4-7图4-7LabVIEW8.6OPCServer已建立最后在OPC上添加I/OItems，如下图4-8图4-8OPC上添加I/OItems变量3LabVIEW8.6DSC为PC-Based控制系统提供了强大的系统管理能力，大大减少了开发时间。根据测控对象的实际情况。合理选择数据采集设备，充分利用LabVIEW集成开发环境和DSC模块的优势。能够更使得监控系统具有更强的功能和更多灵活性，同时还能显著提高软件开发效率，节约生产本钱，从而取得良好的经济。第五章LabVIEW通过OPC与PLCs之间的连接与通信测试系统的应用环境<硬件>：台式组装机〔CPUDUABLEAMD4000+〕；<软件>：操作系统均为WindowsXPProfessionalSP2+PLC台式机〔西门子S7-200〕；均安装NIOPCServer；LabVIEW8.6；<关系>：互为效劳器/客户端。5.2NIOPC技术测试系统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。而OPC效劳器应用，是一个变量从人机接口软件和历史数据中，从而在工业制造和生产中共享数据，以扩展工厂的ERP和MES应用。首先启动NIOPCServers，如图6-1所示图6-1启动NIOPCServers添加新设备如以下图6-2下一步设备ID设置为1，如图6-3PLC设备通信可以从相关的手册上查到，如波特率、数据位、停止位、起始位、校验位，设置与PLC设备相一致。串行端口ID设置为COM1，BAUDRATE9600，DATABITS8bit,stopbits1bit,paritybitsNONE,然后点击“下一步〞其余设置为默认，如图6-4图6-4串行端口设置完成然后快速生成OPCQuickClient，如图6-5所示图6-5OPCQuickClient运行LABVIEW8.6和NIOPC效劳器，然后运行PLC软件虚拟仪器技术实现PLC控制本系统的开关量是由PLC控制的，而PLC的控制是通过LabVIEW软件程序来执行，通过计算机与PLC实时通信实现。系统使用S7-500PLC，实现实时通信的常用方法是通过PLC的自由口模式通信，其编程方法跟上述串口通信设计方法类似，但如果更换PLC或更换计算机接口，又将要对程序通信协议局部重新编程，扩充性能欠佳，为此，引入工业控制软件互操作标准—OPC标准技术进行设计。5.4LabVIEW通过DSC模块与NIOPC效劳器进通信DSC模块访问NIOPC效劳器的软件框图如下TagConfigurationEditorTagConfig