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概述

现有的试验台项目，测控系统一般采用三层网络架构，最底层为现场设备层，主要包括传动设备、配电设备、现场仪表等；中间层为控制层，主要包括PLC控制系统或其它控制器；最上层为运营层，主要是上位系统。其中上位软件除了对设备状态进行监视，也可对设备的控制进行相关的指令发送。PLC控制系统负责完成各子系统的控制功能。

测控系统的现场调试采用单个设备控制功能调试、子系统控制功能调试、整体系统联调的顺序进行，其中上位软件的大部分功能需要在子系统控制功能完成后才能进行。采用这样的模式，不仅会造成现场调试周期长，也会降低子系统调试时的可视性；虽然主流品牌的PLC系统都有虚拟控制器，不过虚拟控制器主要用于PLC逻辑功能的仿真，无法与第三方上位软件进行通讯。

02方案说明

能科科技提出基于NI公司LabVIEW平台与PLC虚拟控制器的通讯技术，能够实现LabVIEW与主流品牌PLC虚拟控制器的数据交换功能，从而在公司内即可实现上位控制系统与PLC控制系统的联合调试，大大缩短现场调试周期。

LabVIEW作为一种由NI公司研制开发的程序开发环境，使用图形化编辑语言G编写程序，可以大大缩短程序开发时间。同时LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。

图1 LabVIEW与PLC的通讯方式

03实现方法

以下通过LabVIEW与博途软件为例，展示虚拟调试的实现过程。

使用软件TIAPortal V14 LabVIEW NetToPLCsim

首先，通过TIAPortal V14创建项目，并添加设备，此处以1511-PN为例，创建设备后设定IP值为192.168.0.1。

为看出联调效果，需在软件中创建数据块及相关监视数据表。

注意事项1：取消勾选数据块属性中的优化的块访问；

优化的块使用变量读写数据，变量地址并不清楚，由系统统一分配；而非优化的块中变量地址使用绝对地址或相对地址，使用地址即可读写数据。

注意事项2：在设备的连接机制选项中需勾选允许来自远程对象的PUT/GET通信访问；

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以上准备完成，等待后续联调即可。

NetToPLCsim作为一个可以让客户端通过网络方式访问PLCSIM的工具软件，用于将西门子PLCSIM变成一个真正的虚拟PLC，具体实现过程如下：

1、打开NetToPLCsim软件，等待端口102成功获取。

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选中之前选择的博途软件程序，并进入仿真调试。下载程序并启动运行后，会弹出以下界面：

2、在NetToPLCsim软件界面点击Add，即可对端口进行连接，其中NetwokIP Address 端口选择电脑网络端口即可，PLCsimIP Address选择刷新出的PLC的地址即可。

添加完成修改PlcsimRack/Slot值，本次因为CPU为1511，修改此项为0/1即可。

3、修改完成点击“OK”，点击StartServer，启动服务。

打开LabVIEW软件，找到S7net测试程序，并运行。S7net测试程序作为通讯测试程序，可完成数据的读写操作。具体过程如下：

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（1）运行之前，需输入IPAddress、Slot、Rack值。以此次为例，各端口设定值如下：

IPAddress:192.168.0.1

Slot:1

Rack:0

（2）运行以后修改ReadContinuously部分值，就可以从下方查看到读取效果。

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通过两个软件的联合调试，实现了数据的在线交换。对于更多数据的交互，只是在以上过程进行叠加。

04应用说明

能科科技已经在多个项目应用LabVIEW平台与PLC虚拟控制器的通讯技术，在设计阶段即可完成上位系统和控制系统的各项功能测试，从而大大降低了项目调试的风险、节约了现场调试成本、缩短了现场调试的时间。