本研究针对LabVIEW与PLC的高速通讯问题,提出了基于开放式用户通信协议的解决方案,以提升上下位机间的实时性与高速性。LabVIEW是一个由美国国家仪器(National Instruments,简称NI)推出的虚拟仪器开发环境,广泛应用于数据采集、仪器控制以及工业自动化领域。PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)是工业自动化中常用的控制设备,负责接收来自传感器的信号,并根据预设的程序控制执行元件动作。
在本研究中,作者采用LabVIEW开发平台,利用开放式用户通信协议,搭建了包含工控机、西门子PLC和工业以太网的测试平台。这种方式的实现,主要是为了克服传统基于OPC(OLE for Process Control,一种工业控制领域的通信标准)等通信协议在实时性和速度上的限制。测试结果表明,采用该通信方式时,上下位机之间的通讯周期最高可达到5毫秒,远高于基于传统通信协议的100毫秒。
TCP协议作为传输控制协议,是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,在网络数据传输中广泛使用。在LabVIEW与PLC的通信中,TCP协议的使用确保了数据传输的可靠性和稳定性。而OPC协议虽然在数据采集与控制系统中被广泛使用,但其通信速度通常受限,不能满足高速通信的需求。
本文作者陈亮和王维分别来自中国飞机强度研究所,他们通过LabVIEW和西门子PLC搭建的测试平台,进行了深入的研究和实验。陈亮是1988年出生的陕西西安人,拥有硕士学位,是工程师,研究方向为测控技术。王维同样来自陕西西安,出生于1990年,他的研究方向是电气工程。
在实验室环境和实际应用中,高速通讯在确保实时反馈和及时控制方面都至关重要,尤其是在需要快速响应的应用场景下。例如,在自动化生产线、机器人控制、航空电子设备等领域,高速的通讯能力直接关系到生产效率和系统安全性。
文章详细讨论了LabVIEW与PLC通讯所采用的协议,以及如何利用LabVIEW的WICC(Windows Internet Communication Component)与PLC进行交互,从而实现稳定、高速的通讯。同时,文章还通过具体的测试程序和实验结果,论证了其提出的通信方式在效率上的优势。
在研究中,作者还提及了LabVIEW的NI-OPC Server技术,这是一种让LabVIEW可以直接与符合OPC标准的设备进行通讯的技术。研究中比较了OPC和基于TCP的通信协议,从而证明了基于TCP的通信方式在速度上的优势。
通过本次研究,我们可以看到LabVIEW在工业通信领域中的潜力和优势,尤其是在需要自定义通信协议或者需要高速通信的应用中。它不仅能够提供一种与传统控制系统无缝集成的解决方案,还能够提供更为高效和灵活的数据交换能力。随着工业4.0和智能制造的发展,此类技术将越来越受到重视,未来的应用前景十分广阔。