在工业自动化中，PLC通过标准协议（如Modbus、Ethernet/IP等）与OPC Server进行数据交换，LabVIEW作为上位机通过OPC客户端读取PLC的数据并进行监控、控制与处理。通过这种方式，LabVIEW能够实现与PLC的实时通信，获取并控制设备的状态，提升系统的自动化和效率。

​

上位机使用LabVIEW开发，通过OPC Server与PLC进行通信，PLC的点位控制和协议涉及到工业控制和数据采集，下面将详细分析与PLC和用户上位机（LabVIEW）的通讯协议及数据格式。

1. PLC与OPC Server的通讯协议：

OPC（OLE for Process Control）是一种用于工业自动化系统中不同设备（如PLC、传感器、执行器等）之间通信的标准协议。通常情况下，PLC通过OPC协议与OPC Server连接，OPC Server作为桥梁，向上位机提供实时数据和控制接口。

常见的OPC协议：

• OPC DA（Data Access）：用于访问实时数据，常用于PLC与OPC服务器之间的数据交互。

• OPC UA（Unified Architecture）：一种基于服务的协议，支持跨平台通信，通常用于需要更高安全性和可靠性的应用。

通信流程：

1. PLC与OPC Server之间的通讯：

   • 点位控制：PLC通过标准通信协议（如Modbus、Profibus、Ethernet/IP等）与OPC Server进行数据交换。这些协议在PLC端进行数据的采集、传输和控制，而OPC Server则将这些数据转化为OPC标准的数据格式，并向上位机提供接口。

2. 数据格式：

   • OPC标准的数据格式通常包含以下几个部分：

     • Tag/Item：PLC中的数据地址或标签，用于标识特定的控制点或寄存器。

     • 值（Value）：PLC当前的状态或数据值（如开关状态、温度、压力等）。

     • 时间戳（Timestamp）：数据的更新时间。

     • 状态（Status）：数据的质量状态，例如数据有效性、错误标识等。

     • 诊断信息（Diagnostic Information）：有关数据传输或采集过程中的诊断信息。

2. LabVIEW与OPC Server的通讯协议：

LabVIEW作为上位机，通过OPC Client与OPC Server进行通信，获取PLC的数据并进行显示、处理或控制。

LabVIEW与OPC的通信方式：

• OPC Client：LabVIEW可以通过NI OPC Servers或第三方OPC库作为OPC客户端，访问OPC Server中的数据。这使得LabVIEW能够读取PLC的实时数据、进行数据分析以及发送控制命令。

• 数据格式：

  • 在LabVIEW中，OPC数据可以以 Variant 类型进行传输，这意味着它支持多种数据类型（如整数、浮点数、布尔值等）。

  • 数据标签（Tag）：LabVIEW通过读取特定的Tag（与PLC点位对应）来获取PLC中的数据。每个Tag对应PLC中的一个数据点（如寄存器、输入输出点等）。

  • 数据值（Value）：LabVIEW读取Tag的值，通常是整数、浮点数或布尔值，代表PLC当前的测量值或控制状态。

  • 时间戳（Timestamp）：数据还包含时间戳，表示该数据值的最新更新时间。

LabVIEW中的数据读取/写入流程：

1. 读取数据：

   • LabVIEW通过配置OPC客户端，连接到OPC Server，并通过指定的Tag读取PLC中的实时数据。

   • 数据通过OPC标准格式（如DA、UA协议）传输到LabVIEW中，LabVIEW解析这些数据并进行处理。

2. 写入数据：

   • LabVIEW也可以通过OPC协议向PLC写入控制命令。对于写入操作，LabVIEW通过OPC客户端将命令发送至OPC Server，之后OPC Server将这些命令转发到PLC，PLC执行控制操作。

3. PLC与LabVIEW的通讯协议（简要总结）：

1. 数据格式：

• 点位（Tag）：PLC中的控制点（寄存器或输入输出点）与LabVIEW之间的映射，通常为数字（如0、1）或浮动（如温度值、流量等）。

• 数据值（Value）：实际的数值，可能是数字、浮动、字符串或布尔值，表示设备的实时状态。

• 时间戳：数据的更新时间，用于数据同步。

• 状态信息：如数据的质量、有效性、异常标识等。

2. 通讯协议：

• OPC DA / OPC UA：LabVIEW通过OPC客户端与OPC Server进行数据交互，获取PLC的数据并进行相应的控制和监控。

• Modbus TCP / RTU（用于PLC与OPC Server之间的通讯）：OPC Server通常支持Modbus协议，与PLC进行点位控制和数据交换。

总结：

1. PLC与OPC Server：PLC通过标准协议（如Modbus、Ethernet/IP等）与OPC Server通信，进行数据采集和控制。

2. LabVIEW与OPC Server：LabVIEW通过OPC客户端协议与OPC Server通信，获取PLC的数据并进行显示、分析和控制。

3. 数据格式：数据传输格式包括Tag（标识符）、值（Value）、时间戳（Timestamp）和状态信息（Status），其中Tag对应PLC中的点位，值为实时数据。

LabVIEW通过OPC协议与PLC进行通信，可以实现灵活的实时数据采集、控制和监控，适用于工业自动化和数据采集系统。