基于OPC實現的LabVIEW與組態王的數據通信

王洪強

摘 要：在大規模、復雜的工業應用中，常常會用到不同的軟、硬件平臺，如何實現不同平臺的數據共享、匯總和透明訪問，是經常需要解決的問題。該文針對LabVIEW和組態王這兩種被廣泛使用的軟件平臺之間的跨機器數據通信問題，提出了一種基于OPC的解決方案，并闡述了具體的實現步驟。

關鍵詞：OPC Server LabVIEW 組態王

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0058-01

LabVIEW是美國國家儀器有限公司提供的一套軟件開發平臺，廣泛應用于數據采集、監控、自動化測試測量領域[1]。

組態王是一款優秀的國產組態軟件，由亞控科技開發。組態王功能強大、運行穩定，在國內的工業監控領域得到了廣泛應用。

OPC（OLE for Process Control）是一組標準接口，由OPC 基金會制定及修改。該文闡述的主要內容是以OPC為基礎實現的LabVIEW與組態王之間的數據通信。

1 系統架構

該文以某企業數據采集與監控系統項目為背景。該項目中，上位機服務器運行組態王軟件，完成各個分系統的數據匯總等功能；下位機作為客戶端，運行由LabVIEW開發的軟件，負責向上位機提供采集的數據，同時接收上位機控制指令。

LabVIEW和組態王運行在局域網不同的工控機上，軟件之間借助OPC實現互聯互通。通過為LabVIEW安裝DSC模塊，使得LabVIEW既能作為OPC客戶端，又能創建OPC服務器；組態王軟件內置OPC服務器，也可以作為OPC客戶端使用。

2 軟件實現

本方案，使用LabVIEW DSC模塊中的OPC Server軟件作為OPC服務器。

2.1 創建OPC Server

首先使用NI OPC Server軟件創建Simulator驅動類型的服務器通道，然后依次創建設備、標簽組和標簽（變量）。

需要注意的是：

（1）變量類型。

NI OPC Server支持多種變量類型，包括各類單數值類型，如WORD，DOUBLE等，字符串類型，還有各種數組類型。一般來說，變量類型一致時使用數組是最合適的，數據更新速率一定的情況下，數組能夠顯著提高更新的數據量，但是組態王并不支持數組類型變量，因此本項目中只能將多個變量分別創建為單值類型。

（2）寄存器地址.

選用不同數據類型時，內存地址段是不同的，需要參考幫助文檔來確定。

（3）更新速率。

OPC適用于中、低速的數據更新，一般應在500ms以上。本項目中的OPC Server基于Simulator驅動，實際的數據讀寫發生在下位機內部內存之間和上、下位機內存之間，因此更新速率可適當提高。

2.2 創建LabVIEW客戶端

LabVIEW 8.0以后的版本引入了共享變量[2]，這使得基于DSC模塊對OPC Server的訪問更加簡單便捷。共享變量可以與本地或網絡上任何一個電腦的OPC標簽綁定，繼而實現數據讀寫。

與OPC Server標簽的綁定步驟：

（1）在LabVIEW項目中新建一個 I/O Server，類型選擇為OPC Client；

（2）瀏覽到本機OPC Server，選擇National Instruments.NIOPCServers.V5；

（3）保存I/O Server，右鍵創建綁定型的共享變量。

（4）至此完成了LabVIEW客戶端的創建工作，在LabVIEW中創建的一組共享變量分別綁定到OPC Server的各個標簽。在LabVIEW中只需讀寫相應的共享變量，就能實現對OPC Server標簽的訪問[3]。

2.3 創建組態王客戶端

組態王的開發環境中，有自帶的OPC服務器選項，創建OPC客戶端的步驟如下。

（1）查看并選擇OPC服務器。

首先填入“網絡節點名”，點擊查找，在刷新后的OPC服務器列表中選擇National Instruments.NIOPCServers.V5。

（2）創建變量。

變量類型必須是I/O類型；

連接設備選擇上一步驟中選擇的OPC Server；

點擊“寄存器”條目右側的下拉菜單，依次展開即可選擇相對應的OPC Server標簽；

數據類型須與OPC Server標簽的數據類型一致；

（3）至此已完成組態王OPC客戶端的創建工作，后續只需讀寫以上步驟創建的變量，就能實現組態王對NI OPC Server的訪問。

2.4 數據通信

通過分別創建OPC Server、LabVIEW OPC客戶端、組態王OPC客戶端，實現了兩個客戶端對服務器的分別訪問，本質上，實現了兩個客戶端之間的數據傳輸和共享。OPC Server起到了統一接口和數據橋接的作用。

3 結語

在大規模、復雜的工業應用中，常常會用到不同的軟、硬件平臺，如何實現不同平臺的數據共享、匯總和透明訪問，是經常需要解決的問題。該文針對LabVIEW和組態王這兩種被廣泛使用的軟件平臺之間的跨機器數據通信問題，闡述了基于OPC技術的解決方案和具體的實現步驟。OPC為解決典型的跨硬件、跨軟件的數據共享與通信問題，提供了很好的解決途徑，值得在今后的項目中推廣使用。

參考文獻

[1] Elliott C.National instruments LabVIEW： a programming environment for laboratory automation and measurement[J].Journal of the Association for Laboratory Automation，2007，12（1）：17-24.

[2] 羅文鋒.基于LabVIEW與PLC的船舶電站監控系統的研究[D].武漢：武漢理工大學，2009.

[3] 王建群，甬金瑞，孫逢春，等.基于LabVIEW的數據采集系統的實現[J].計算機工程與應用，2003，21（2）：122-125.