基于LabVIEW和PLC的过程控制系统的设计

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1、基于LabVIEW和PLC的过程控制系统的设计尹一鸣（合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009）摘要：设计了以虚拟仪器和PLC为基础，以水箱和锅炉为被控对象的过程控制系统。采用调用动态链接库的方式，设计了LabVIEW与PLC的串口通讯模块，实现了上位机和下位机的通讯。PLC作为下位机，负责执行上位机指令和采集系统状态信息。上位机负责读取下位机采集信号，存储并实时图形显示，对设备状态进行监控，同时提供远程访问服务。系统采用模块化设计，开发效率高，界面友好，能够满足实时监控要求，运行稳定可靠。关键词：虚拟仪器；PLC

2、；通讯接口；数据库访问中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：DesignofProcessControlSystemBasedonLabVIEWandPLCYINYi-ming(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract:ThispaperdesignedaprocesscontrolsystembasedonLabVIEWandPLCtomonitorwatertank

3、andboilerequipment.ItusedthewayofcallingdynamiclinklibraryfilestoachievecommunicationbetweenLabVIEWandPLC.PLCwasresponsibleforcollectingthesystemstateinformationandexecutedhostcomputerinstructions.PCmachinereceivedandstoredthedataonreal-time,andatthesametimeitdisplay

4、edthegraphicalonscreen.PCmachinemonitorequipmentstatusandprovidedremoteaccessservices.Systemusesmodulardesign,thedevelopmentisefficientandtheinterfaceisuser-friendly.Thesystemcanmeettherequirementsandisprovedtobefunctionalproperly.Keywords:virtualinstruments;PLC;comm

5、unicationinterface;databaseaccess0引言SIMATICS7-300型PLC采用模块化、无排风扇结构，便于实现分布式的配置，在工业领域中有着广泛的应用。LabVIEW采用图形化的编程方式，具有丰富的图形界面模块，对各种通讯协议、网络以及数据库都有良好的支持。使用LabVIEW开发测控系统，界面友好，开发效率比其他语言高4~10倍。采用调用动态链接库的方式设计PLC与LabVIEW的通讯模块，实现上位机和下位机的通讯。并在此基础上设计了基于LabVIEW和PLC的过程控制系统。1系统结构系统由下位机，

6、上位机和远程客户端三部分所组成。下位机采用了西门子S7-300型PLC，CPU型号为315-2DP。使用SM331模拟量输入模块和SM332模拟量输出模块作为信号模块，负责将不同的过程信号电平和S7-300的内部信号电平相匹配。Pt100传感器作为温度测量变送器；可移相SCR调压装置作为锅炉系统的加热控制器。BP800压力传感器用于采集水箱的液位压力，计算液位高度；QSVP-16K型电动调节阀作为水箱电磁阀的控制机构。上位机的操作界面由LabVIEW编写，负责记录采集信息，控制下位机工作和处理客户端请求。远程客户端可以对上位机进

7、行访问。系统硬件结构如图1所示。图1系统硬件结构2系统软件设计2.1数据通讯接口设计系统下位机采用的是西门子S7-300型PLC，它集成了MPI(MultiPointInterface多点接口)通信协议。MPI的物理层是RS-485，用户可以通过CP5611卡、CP5512卡或MPI适配器建立PLC的PC机之间的通讯连接。系统采用MPI适配器连接PC的COM口和PLC的MPI接口。西门子提供了PRODAVE(ProcessDataTraffic过程数据交换)工具包，用于PG/PC和S7系列PLC之间的数据通讯。通过调用工具包中相

8、应的函数，PG/PC可以对PLC中包括M,T,C,I/O各存储区中的数据进行读写。LabVIEW提供了CLF（CallLibraryFunction）节点，用于调用DLL文件的。用户需要通过CLF节点中选择相应的DLL文件，根据DLL文件提供的函数，设置对应的函