基于OPC实现的LabVIEW与组态王的数据通信

摘 要：在大规模、复杂的工业应用中，常常会用到不同的软、硬件平台，如何实现不同平台的数据共享、汇总和透明访问，是经常需要解决的问题。该文针对LabVIEW和组态王这两种被广泛使用的软件平台之间的跨机器数据通信问题，提出了一种基于OPC的解决方案，并阐述了具体的实现步骤。

关键词：OPC Server LabVIEW 组态王

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0058-01

LabVIEW是美国国家仪器有限公司提供的一套软件开发平台，广泛应用于数据采集、监控、自动化测试测量领域[1]。

组态王是一款优秀的国产组态软件，由亚控科技开发。组态王功能强大、运行稳定，在国内的工业监控领域得到了广泛应用。

OPC（OLE for Process Control）是一组标准接口，由OPC 基金会制定及修改。该文阐述的主要内容是以OPC为基础实现的LabVIEW与组态王之间的数据通信。

1 系统架构

该文以某企业数据采集与监控系统项目为背景。该项目中，上位机服务器运行组态王软件，完成各个分系统的数据汇总等功能；下位机作为客户端，运行由LabVIEW开发的软件，负责向上位机提供采集的数据，同时接收上位机控制指令。

LabVIEW和组态王运行在局域网不同的工控机上，软件之间借助OPC实现互联互通。通过为LabVIEW安装DSC模块，使得LabVIEW既能作为OPC客户端，又能创建OPC服务器；组态王软件内置OPC服务器，也可以作为OPC客户端使用。

2 软件实现

本方案，使用LabVIEW DSC模块中的OPC Server软件作为OPC服务器。

2.1 创建OPC Server

首先使用NI OPC Server软件创建Simulator驱动类型的服务器通道，然后依次创建设备、标签组和标签（变量）。

需要注意的是：

（1）变量类型。

NI OPC Server支持多种变量类型，包括各类单数值类型，如WORD，DOUBLE等，字符串类型，还有各种数组类型。一般来说，变量类型一致时使用数组是最合适的，数据更新速率一定的情况下，数组能够显著提高更新的数据量，但是组态王并不支持数组类型变量，因此本项目中只能将多个变量分别创建为单值类型。

（2）寄存器地址.

选用不同数据类型时，内存地址段是不同的，需要参考帮助文档来确定。

（3）更新速率。

OPC适用于中、低速的数据更新，一般应在500ms以上。本项目中的OPC Server基于Simulator驱动，实际的数据读写发生在下位机内部内存之间和上、下位机内存之间，因此更新速率可适当提高。

2.2 创建LabVIEW客户端

LabVIEW 8.0以后的版本引入了共享变量[2]，这使得基于DSC模块对OPC Server的访问更加简单便捷。共享变量可以与本地或网络上任何一个电脑的OPC标签绑定，继而实现数据读写。

与OPC Server标签的绑定步骤：

（1）在LabVIEW项目中新建一个 I/O Server，类型选择为OPC Client；

（2）浏览到本机OPC Server，选择National Instruments.NIOPCServers.V5；

（3）保存I/O Server，右键创建绑定型的共享变量。

（4）至此完成了LabVIEW客户端的创建工作，在LabVIEW中创建的一组共享变量分别绑定到OPC Server的各个标签。在LabVIEW中只需读写相应的共享变量，就能实现对OPC Server标签的访问[3]。

2.3 创建组态王客户端

组态王的开发环境中，有自带的OPC服务器选项，创建OPC客户端的步骤如下。

（1）查看并选择OPC服务器。

首先填入“网络节点名”，点击查找，在刷新后的OPC服务器列表中选择National Instruments.NIOPCServers.V5。

（2）创建变量。

变量类型必须是I/O类型；

连接设备选择上一步骤中选择的OPC Server；

点击“寄存器”条目右侧的下拉菜单，依次展开即可选择相对应的OPC Server标签；

数据类型须与OPC Server标签的数据类型一致；

（3）至此已完成组态王OPC客户端的创建工作，后续只需读写以上步骤创建的变量，就能实现组态王对NI OPC Server的访问。

2.4 数据通信

通过分别创建OPC Server、LabVIEW OPC客户端、组态王OPC客户端，实现了两个客户端对服务器的分别访问，本质上，实现了两个客户端之间的数据传输和共享。OPC Server起到了统一接口和数据桥接的作用。

3 结语

在大规模、复杂的工业应用中，常常会用到不同的软、硬件平台，如何实现不同平台的数据共享、汇总和透明访问，是经常需要解决的问题。该文针对LabVIEW和组态王这两种被广泛使用的软件平台之间的跨机器数据通信问题，阐述了基于OPC技术的解决方案和具体的实现步骤。OPC为解决典型的跨硬件、跨软件的数据共享与通信问题，提供了很好的解决途径，值得在今后的项目中推广使用。

参考文献

[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] 罗文锋.基于LabVIEW与PLC的船舶电站监控系统的研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.

[3] 王建群，甬金瑞，孙逢春，等.基于LabVIEW的数据采集系统的实现[J].计算机工程与应用，2003，21（2）：122-125.