基于OPC技術的LABVIEW與DCS通信實現

摘 要：介紹了基于OPC通訊技術，以DCS控制器為下位機，LABVIEW軟件為上位機，實現上位機與下位機之間數據通信的方法， 并編制了基于LABVIEW的管道流量數據監測程序測試通信的效果，測試結果表明該方法可以實現LABVIEW與DCS的數據通信。

關鍵詞：OPC ；LABVIEW；DCS；數據通信

引言

虛擬儀器（VIRTUAL INSTRUMENT）是儀器技術與計算機技術深層次結合的產物，它通過軟件將計算機的硬件資源和儀器的硬件資源有機結合，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行程序設計來實現對設備的數據采集、分析、控制、顯示以及存儲。虛擬儀器的主要特點是可方便、靈活地同外部設備、網絡及其它應用建立連接，其基于軟件體系，節省了開發維護的費用。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公司開發的、優秀的圖形化編程開發平臺，它不同于基于文本的開發語言，如C、C++、JAVA等編程語言，它不僅可以在WINDOWS、MAC OS X以及LINUX操作系統上使用，還可以在MICROSOFT WINDOWS CE、PALM OS以及很多的嵌入式平臺上運行，如FPGA、DSP等。LABVIEW軟件中集成了大量的函數庫和子程序，可以方便地來完成一些需要的編程任務。在使用子函數的時候可以忘掉如C++編程語言中的指針操作、內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標準。它定義了標準的通信接口，其目的是實現數據源與數據使用者之間連接。通常情況下，OPC SERVER軟件是由硬件開發商提供的，不再需要編寫底層的硬件驅動程序，直接通過OPC OPC CLIENT就可以實現與硬件的數據交換。OPC技術的產生，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通信技術將DCS實驗系統與LABVIEW軟件實現數據交換，利用LABVIEW軟件豐富的函數庫以及工具包實現更加復雜的數據分析與設備控制。

1、DCS實驗系統簡介

DCS實驗系統是基于ABB公司的AC800M系列控制器平臺構建的DCS實驗系統，該實驗系統主要由現場層、控制層和監控層三部分組成。現場層主要是由PCS-B綜合實驗裝置對象系統構成，通過電纜將現場層各種傳感器或者變送器檢測得到的溫度、液位、流量等參數數據傳輸給控制層中的控制中。控制層采用的是AC800M系列控制器，該控制器供應商提供了針對AC800M的OPC SERVER軟件，這樣就不再需要編寫底層的硬件驅動程序，只需在監控層的主機安裝上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通信實現過程

DCS實驗系統是基于ABB公司的AC800M系列控制器平臺設計的實驗系統，該系列控制器自帶有OPC服務器軟件（OPC SERVER FOR AC800M），因此，只需在LABVIEW軟件中建立OPC CLIENT即可。下面以DCS實驗系統中的基于LABVIEW的管道流量監測系統設計為例，介紹LABVIEW與DCS的OPC通信實現的具體過程。

2.1 下位機DCS控制組態

打開 AC800M CONTROL BUILD M軟件，進行控制策略組態程序設計，DCS控制組態的詳細設計方法請見參考文獻[4]，在此不再做詳細贅述。

2.2 上位機LABVIEW OPC CLIENT建立

打開LABVIEW軟件，新建一個項目，然后點擊項目樹下的<我的電腦>，右擊選擇<新建>下的I/O SERVER，選擇創建OPC CLIENT。然后點擊CONTINUE（繼續）按鈕，然后，選擇OPC 服務器，名稱為：ABB.AC800MC_OPCDASERVER.3。保存好項目文件后，點擊項目樹下的<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<創建約束變量>，，添加流量變量值，并命名為FLOWVALUE。然后點擊庫文件，右擊選擇<部署>。部署完成后點擊項目樹的<我的電腦>，右擊新建一個VI，將流量值FLOWVALUE從項目樹中拖進VI程序面板中，然后利用LABVEIW的圖形化編程語言，編輯一個管道流量監測的VI顯示測試程序。

3 系統運行測試

運行LABVIEW，管道流量變化曲線如下圖5所示，實驗表明LABVIEW與DCS實驗系統成功實現了OPC通信。

4結束語

成功地實現了將DCS實驗系統的現場層實驗設備數據實時傳輸給上位機軟件（LABVIEW）中，從而為進一步的利用LABVIEW軟件圖形化的編程語言以及豐富的工具包，方便進行數據采集與分析。

參考文獻：

[1] 臧其亮.基于OPC的S7_300與LABVIEW通訊實現[J].自動化與儀器儀表，2015，10：193-195.

[2]徐高清.基于LABVIEW和OPC技術的自動化智能化檢測系統的設計[J].電子測試，2014，2：90-92.

[3]于磊. 基于AC800M控制器DCS組態設計與實現[J].工業控制計算機，2018， 12（31）： 54-55.

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

[5]于磊， 楊國田. IFIX與AC800M系列DCS控制器OPC通信實現[J].自動化與儀器儀表， 2014， 3： 51-55.

作者簡介：

郭詩璠（1998-），漢族 ，女，遼寧鞍山人，在讀大學本科，主要從事自動化專業的學習.