基于OPC實現(xiàn)的LabVIEW與組態(tài)王的數(shù)據(jù)通信

王洪強

摘 要：在大規(guī)模、復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用中，常常會用到不同的軟、硬件平臺，如何實現(xiàn)不同平臺的數(shù)據(jù)共享、匯總和透明訪問，是經(jīng)常需要解決的問題。該文針對LabVIEW和組態(tài)王這兩種被廣泛使用的軟件平臺之間的跨機器數(shù)據(jù)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(xiàn)步驟。

關(guān)鍵詞：OPC Server LabVIEW 組態(tài)王

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)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(fā)平臺，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、自動化測試測量領(lǐng)域[1]。

組態(tài)王是一款優(yōu)秀的國產(chǎn)組態(tài)軟件，由亞控科技開發(fā)。組態(tài)王功能強大、運行穩(wěn)定，在國內(nèi)的工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

OPC（OLE for Process Control）是一組標(biāo)準(zhǔn)接口，由OPC 基金會制定及修改。該文闡述的主要內(nèi)容是以O(shè)PC為基礎(chǔ)實現(xiàn)的LabVIEW與組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)通信。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

該文以某企業(yè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)項目為背景。該項目中，上位機服務(wù)器運行組態(tài)王軟件，完成各個分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總等功能；下位機作為客戶端，運行由LabVIEW開發(fā)的軟件，負(fù)責(zé)向上位機提供采集的數(shù)據(jù)，同時接收上位機控制指令。

LabVIEW和組態(tài)王運行在局域網(wǎng)不同的工控機上，軟件之間借助OPC實現(xiàn)互聯(lián)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(chuàng)建OPC服務(wù)器；組態(tài)王軟件內(nèi)置OPC服務(wù)器，也可以作為OPC客戶端使用。

2 軟件實現(xiàn)

本方案，使用LabVIEW DSC模塊中的OPC Server軟件作為OPC服務(wù)器。

2.1 創(chuàng)建OPC Server

首先使用NI OPC Server軟件創(chuàng)建Simulator驅(qū)動類型的服務(wù)器通道，然后依次創(chuàng)建設(shè)備、標(biāo)簽組和標(biāo)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(shù)值類型，如WORD，DOUBLE等，字符串類型，還有各種數(shù)組類型。一般來說，變量類型一致時使用數(shù)組是最合適的，數(shù)據(jù)更新速率一定的情況下，數(shù)組能夠顯著提高更新的數(shù)據(jù)量，但是組態(tài)王并不支持?jǐn)?shù)組類型變量，因此本項目中只能將多個變量分別創(chuàng)建為單值類型。

（2）寄存器地址.

選用不同數(shù)據(jù)類型時，內(nèi)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(shù)據(jù)更新，一般應(yīng)在500ms以上。本項目中的OPC Server基于Simulator驅(qū)動，實際的數(shù)據(jù)讀寫發(fā)生在下位機內(nèi)部內(nèi)存之間和上、下位機內(nèi)存之間，因此更新速率可適當(dāng)提高。

2.2 創(chuàng)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(wǎng)絡(luò)上任何一個電腦的OPC標(biāo)簽綁定，繼而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫。

與OPC Server標(biāo)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(chuàng)建綁定型的共享變量。

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

2.3 創(chuàng)建組態(tài)王客戶端

組態(tài)王的開發(fā)環(huán)境中，有自帶的OPC服務(wù)器選項，創(chuàng)建OPC客戶端的步驟如下。

（1）查看并選擇OPC服務(wù)器。

首先填入“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點名”，點擊查找，在刷新后的OPC服務(wù)器列表中選擇National Instruments.NIOPCServers.V5。

（2）創(chuàng)建變量。

變量類型必須是I/O類型；

連接設(shè)備選擇上一步驟中選擇的OPC Server；

點擊“寄存器”條目右側(cè)的下拉菜單，依次展開即可選擇相對應(yīng)的OPC Server標(biāo)簽；

數(shù)據(jù)類型須與OPC Server標(biāo)簽的數(shù)據(jù)類型一致；

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

2.4 數(shù)據(jù)通信

通過分別創(chuàng)建OPC Server、LabVIEW OPC客戶端、組態(tài)王OPC客戶端，實現(xiàn)了兩個客戶端對服務(wù)器的分別訪問，本質(zhì)上，實現(xiàn)了兩個客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸和共享。OPC Server起到了統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)橋接的作用。

3 結(jié)語

在大規(guī)模、復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用中，常常會用到不同的軟、硬件平臺，如何實現(xiàn)不同平臺的數(shù)據(jù)共享、匯總和透明訪問，是經(jīng)常需要解決的問題。該文針對LabVIEW和組態(tài)王這兩種被廣泛使用的軟件平臺之間的跨機器數(shù)據(jù)通信問題，闡述了基于OPC技術(shù)的解決方案和具體的實現(xiàn)步驟。OPC為解決典型的跨硬件、跨軟件的數(shù)據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2009.

[3] 王建群，甬金瑞，孫逢春，等.基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].計算機工程與應(yīng)用，2003，21（2）：122-125.