西门子PLC模块6ES7212-1AE40-0XB0参数详细
基于 Labview 的实现
按照上述的系统结构及其控制规律，可以用 Labview 和 PLC 相结合来实现。以下就系统实现过程中的关键环节进行说明并绘出实现的图形语言。
3.1 Labview 技术简介
Labview 是基于 G 语言的图形仪开发平台，其可视性好，直观，编程简单易于控制。
（ 1 ）流程图式的开发环境： Labview 程序由用户界面 + 图标代码组成。用户界面以工程技术人员所熟悉的仪器、仪表面板元素如按钮、表头、图表等作为基本组件，用户还可以定制控制对象，构建自己的面向具体领域的图库，图标代码，这样程序简洁直观且易于修改。
（ 2 ）丰富的分析工具： Labview 提供大量的数据分析包，包括概率统计分析、滤波分析、 FFT 分析、频谱分析、波形修整、超限检测、波形操作等等。
（ 3 ）开放的系统互连及广泛的硬件与通信支撑，具有 DDL 和 CIN 接口，可以与多种 DAQ 卡直接连接等。 Labview 完全采用图形仪的编程方式，它通过虚拟仪器（ VI ）来进行分层和模块化，其整个系统是一台虚拟仪器。
3.2 数据采集和分析设计流程
本系统基于 Labview 数据采集和设计分析的基本流程图如图（ 2 ）所示。
图（ 2 ）系统基本流程图
可以按照以下几个步骤完成测试数据的采集和分析：
（ 1 ）信号采集和实时显示
（ 2 ）采集数据保存
（ 3 ）测试信号谱分析
3.3 数据采集和分析处理各个环节剖析
下面介绍上面 3 个步骤在 Labview 中的实现，前两个步骤的前面板如图 3 所示。
图 3 前面板显示
• 信号采集和实时显示
这部分的程序后面板如图 4 所示
首先通过模拟输入 VI ，采用传统的 VI 模块，设定 Device Number ，通道号，采样频率等，供采样的数据实时显示在示波器中
图 4 采集和显示 后面板程序
• 采集数据保存
这部分的程序后面板如图（ 5 ）所示。首先根据客户选择的存储路径，将其存为一个电子表的文件— file.xls 。这样可以用 Microsoft Excel 打开，并可以选择部分数据进行打印保存等。
图 5 采集数据 后面板程序
• 测试信号谱分析
此系统具有多种测试信号，如输入电流，输出电流，输入电压，输出电压，输入输出功率等参数，可进行相应的测试信号的谱分析，对于这部分，根据不同的测试要求可现场实时编程
显然，第二种方案对开发者更方便、快捷，因而本文选用第二种方案。OPC(OLE for Process Contro1)是基于bbbbbbs NT技术的0LE，COM／DCOM接口的扩展，其本质是OPC Client用一种开放的、标准化的通讯方式与OPC Server进行通讯。OPC规范定义的标准接口，使得不同厂家之间软硬件的集成易于实现。使用第三方硬件时，只要硬件开发商提供OPC Server，软件开发人员无需编写低层的驱动程序，通过用户软件的OPC Client即可与之进行数据交互。
1．3．2 LabVIEW与PLC数据通信的建立
(1)OPC Server的配置
SIEMENS公司为S7—300／S7—400提供的OPCServer接口集成在SIMATIC NET软件包内，在本系统中西门子S7系统提供OPC Server，LabVIEW作为OPC Client进行数据通信。
(1)首先要进行OPC配置，在成功安装SIMATICNET和CP5611的驱动程序后，重新启动计算机，开始使用SIMATIC NET软件组态PC Station。
(2)组态好后在Step7v5．3中OPC Server与CPU315—2 DP进行连接。
(3)连接好之后要下载，特别注意访问点的(Access points)的设置，Options—PG／PCINTERFACE，下载到本地服务器要选本地访问点PC internal(1ocal)下载到CPU315—2 DP，访问点要改成CP5611。
(4)属性中设定local(本地)IP地址，比如192．168．6．174，partner是CP5611，它的IP地址也要设定好，比如192．168．6．132。这样，配置完成后，如果PCStation中小图标变为彩色，表示OPC Server配置好了。
(2)DataSocke与OPC的通信
LabVIEW的图形化变成平台集成了当前测控领域中各种先进的软件开发技术，可采用多种方案对OPC服务器进行访问。由于LabVIEW软件平台支持DataSocket技术，DataSocket能实现实时数据共享，本文采用DataSocket技术实现对OPC服务器的访问。 DataSocket技术是基于Microsoft COM和ActiveX，源于TCP／IP协议并对其进行高度封装，面向测量和自动化应用，用于共享和发布实时数据，是一种易用的高性能数据交换编程接口。但它不必像TCP／IP编程那样把数据转换为非结构化的字节流，而是以自己特有的编码格式传输各种类型的数据，包括字符串、数字、布尔量以及波形等，还可以在现场数据和用户自定义属性之间建立联系，一起传送。尽管DataSocket与OPC的实现原理有所不同，但DataSocket与OPC在体系上比较相似，二者结构上都是客户机／服务器模式，都为跨网络传输数据定义了各自的传输协议，并以bbb的方式访问服务器数据项目。LabVIEW中可通过DataSocket VI功能子模板上DataSocket VIs支持OPC应用。在LabV IEW中与一个OPC Sever通过调用DataSocke—tOpen Connection．vi图标实现，并将对应于OPC—severbbb传给该Vi。OPC bbb的基本结构为：OPC：／／主机名／／OPC服务器名／数据项目／刷新率。
l.4 监控系统界面
在上位机中显示的1#主机5个参数的实时参数值，运用DataSocke和OPC可以进行实时稳定的通信显示。仪表盘中，绿色表示参数在安全的情况下运行；黄色表示参数正处于临界的状态，即将要达到超限的状态；而红色即表示参数已经超限。参数超限时，仪表下面的报警灯随即红亮，图3中的第三个仪表已经报警，显示的是1#主机转速超限。此时可以根据要求发送指令到PLC，或者通过PLC编程自动切换或停车。处理后PLC可将处理结果返回给LabVIEW显示并存储。表头下面的三个曲线利用LabVIEW强大的数据显示功能，通过设置显示数据历史长度设置当前一段时间内的实时数据曲线，如图3所示。
结合数据库用户可以对日志、报警记录、控制处理结果以及各器件的历史运行状态进行查询。图4是主机的历史曲线显示分析界面，从历史曲线可以看出系统参数的历史趋势。经过分析可得出曲线整体走势平缓，各参数在大部分时间是在正常范围内的，其中有个别点与其他点不同，说明过去存在参数报警。
2 结 语
该系统开发周期短、人机界面直观友好、控制可靠、维护方便。运用LabVIEW自带的DataSocket与OPC通信实时可靠，适用于SIEMENS几乎所有的通讯总线和通讯卡。如使用不同的通讯总线和不同类型的通讯卡，组态时选取相应的总线型号和通讯卡型号即可。采用OPC作为数据交换的接口，具有可拓展性，可以将其他的系统融合进来，构成综合监控系统。实践证明此系统在通沙汽渡五号上已经运行一年多，性能稳定，大大提高船舶机舱自动化水平