基于OPC技術(shù)的LABVIEW與DCS通信實(shí)現(xiàn)

摘 要：介紹了基于OPC通訊技術(shù)，以DCS控制器為下位機(jī)，LABVIEW軟件為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間數(shù)據(jù)通信的方法， 并編制了基于LABVIEW的管道流量數(shù)據(jù)監(jiān)測程序測試通信的效果，測試結(jié)果表明該方法可以實(shí)現(xiàn)LABVIEW與DCS的數(shù)據(jù)通信。

關(guān)鍵詞：OPC ；LABVIEW；DCS；數(shù)據(jù)通信

引言

虛擬儀器（VIRTUAL INSTRUMENT）是儀器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，它通過軟件將計(jì)算機(jī)的硬件資源和儀器的硬件資源有機(jī)結(jié)合，操作人員只需通過友好的圖形化界面以及圖形化的編程語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、分析、控制、顯示以及存儲(chǔ)。虛擬儀器的主要特點(diǎn)是可方便、靈活地同外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)及其它應(yīng)用建立連接，其基于軟件體系，節(jié)省了開發(fā)維護(hù)的費(fèi)用。NI公司是世界上最大的虛擬儀器制造商，LABVIEW （LABORATORY VIRTUAL INSTRUMENT ENGINEERING WORKBENCH）軟件是由美國NI公司開發(fā)的、優(yōu)秀的圖形化編程開發(fā)平臺(tái)，它不同于基于文本的開發(fā)語言，如C、C++、JAVA等編程語言，它不僅可以在WINDOWS、MAC OS X以及LINUX操作系統(tǒng)上使用，還可以在MICROSOFT WINDOWS CE、PALM OS以及很多的嵌入式平臺(tái)上運(yùn)行，如FPGA、DSP等。LABVIEW軟件中集成了大量的函數(shù)庫和子程序，可以方便地來完成一些需要的編程任務(wù)。在使用子函數(shù)的時(shí)候可以忘掉如C++編程語言中的指針操作、內(nèi)存分配等令人頭疼的編程問題[1-2]。

OPC（OLE FOR PROCESS CONTROL）是一種過程控制工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它定義了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，其目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)使用者之間連接。通常情況下，OPC SERVER軟件是由硬件開發(fā)商提供的，不再需要編寫底層的硬件驅(qū)動(dòng)程序，直接通過OPC OPC CLIENT就可以實(shí)現(xiàn)與硬件的數(shù)據(jù)交換。OPC技術(shù)的產(chǎn)生，給不同廠家的硬件和軟件之間的通訊提供了便捷條件。因此，本文通過OPC通信技術(shù)將DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與LABVIEW軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，利用LABVIEW軟件豐富的函數(shù)庫以及工具包實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析與設(shè)備控制。

1、DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介

DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于ABB公司的AC800M系列控制器平臺(tái)構(gòu)建的DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由現(xiàn)場層、控制層和監(jiān)控層三部分組成?，F(xiàn)場層主要是由PCS-B綜合實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)象系統(tǒng)構(gòu)成，通過電纜將現(xiàn)場層各種傳感器或者變送器檢測得到的溫度、液位、流量等參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸給控制層中的控制中?？刂茖硬捎玫氖茿C800M系列控制器，該控制器供應(yīng)商提供了針對(duì)AC800M的OPC SERVER軟件，這樣就不再需要編寫底層的硬件驅(qū)動(dòng)程序，只需在監(jiān)控層的主機(jī)安裝上LABVIEW軟件，建立OPC CLIENT與AC800M的OPC SERVER的建立連接即可[3]。

2、LABVIEW與DCS的OPC通信實(shí)現(xiàn)過程

DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于ABB公司的AC800M系列控制器平臺(tái)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系列控制器自帶有OPC服務(wù)器軟件（OPC SERVER FOR AC800M），因此，只需在LABVIEW軟件中建立OPC CLIENT即可。下面以DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的基于LABVIEW的管道流量監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹LABVIEW與DCS的OPC通信實(shí)現(xiàn)的具體過程。

2.1 下位機(jī)DCS控制組態(tài)

打開 AC800M CONTROL BUILD M軟件，進(jìn)行控制策略組態(tài)程序設(shè)計(jì)，DCS控制組態(tài)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方法請(qǐng)見參考文獻(xiàn)[4]，在此不再做詳細(xì)贅述。

2.2 上位機(jī)LABVIEW OPC CLIENT建立

打開LABVIEW軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，然后點(diǎn)擊項(xiàng)目樹下的<我的電腦>，右擊選擇<新建>下的I/O SERVER，選擇創(chuàng)建OPC CLIENT。然后點(diǎn)擊CONTINUE（繼續(xù)）按鈕，然后，選擇OPC 服務(wù)器，名稱為：ABB.AC800MC_OPCDASERVER.3。保存好項(xiàng)目文件后，點(diǎn)擊項(xiàng)目樹下的<我的電腦>，右擊選擇<新建>下的<庫>一欄，建立庫文件，右擊庫文件并選擇<創(chuàng)建約束變量>，，添加流量變量值，并命名為FLOWVALUE。然后點(diǎn)擊庫文件，右擊選擇<部署>。部署完成后點(diǎn)擊項(xiàng)目樹的<我的電腦>，右擊新建一個(gè)VI，將流量值FLOWVALUE從項(xiàng)目樹中拖進(jìn)VI程序面板中，然后利用LABVEIW的圖形化編程語言，編輯一個(gè)管道流量監(jiān)測的VI顯示測試程序。

3 系統(tǒng)運(yùn)行測試

運(yùn)行LABVIEW，管道流量變化曲線如下圖5所示，實(shí)驗(yàn)表明LABVIEW與DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了OPC通信。

4結(jié)束語

成功地實(shí)現(xiàn)了將DCS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)場層實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給上位機(jī)軟件（LABVIEW）中，從而為進(jìn)一步的利用LABVIEW軟件圖形化的編程語言以及豐富的工具包，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。

參考文獻(xiàn)：

[1] 臧其亮.基于OPC的S7_300與LABVIEW通訊實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015，10：193-195.

[2]徐高清.基于LABVIEW和OPC技術(shù)的自動(dòng)化智能化檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子測試，2014，2：90-92.

[3]于磊. 基于AC800M控制器DCS組態(tài)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2018， 12（31）： 54-55.

[4]陳樹學(xué)，劉萱編著. LABVIEW寶典（第2版）[M].電子工業(yè)出版社，2017.

[5]于磊， 楊國田. IFIX與AC800M系列DCS控制器OPC通信實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表， 2014， 3： 51-55.

作者簡介：

郭詩璠（1998-），漢族 ，女，遼寧鞍山人，在讀大學(xué)本科，主要從事自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)習(xí).