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用C#开发基于自动化接口的OPC客户端

OPC全称是Object Linking and Embedding(OLE) for Process Control,它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。OPC作为一整套接口、属性和方法的协议标准集,与具体的开发语言没有关系。

1OPC客户端接口方式

开发OPC客户端程序,其访问接口方式有多种,根据官方提供的资料大约有如下几种方式:

  • 使用OPCNetAPI,需要用到OPCNetAPI.dll,OPCNetAPI.Com.dll
  • 使用自动化接口,需要用到OPCDAAuto.dll
  • 使用自定义接口,需要用到多个Wrapper:OpcRcw.Ae.dll,OpcRcw.Batch.dll,OpcRcw.Comn.dll,OpcRcw.Da.dll,OpcRcw.Dx.dll,OpcRcw.Hda.dll,OpcRcw.Sec.dll

对于像C++这样的语言来开发OPC客户端时,一般需要使用自定义接口的方式。而如果采用VB和C#这样的语言来开发OPC客户端时,一般就采用自动化接口。要使用OPC自动化接口,首先要引用OPCDAAuto.dll文件,并在开发环境中做好相关的引用配置。

2、自动化接口简介

自动化接口是OPC基金会组织为了方便并统一OPC客户端开发而发布的一个接口、属性和方法的协议集。其访问服务器的流程如下:

用C#开发基于自动化接口的OPC客户端_OPC 

自动化接口中共定义了6类对象:OPCServer对象、OPCBrowser对象、OPCGroups对象、OPCGroup对象、OPCItems对象、OPCItem对象。接下来简要描述一下这些对象的主要功能。

1)、OPCServer对象

由客户端创建的OPCServer自动化对象。然后客户端通过其方法实现连接到OPC数据访问自定义接口。OPCServer对象现在可以用来获取关于OPC服务器的一般信息,并创建和操作OPCGroup对象的集合。

主要的属性:


StartTime



CurrentTime



LastUpdateTime



MajorVersion



MinorVersion



BuildNumber



VendorInfo



ServerState



LocaleID



Bandwidth



OPCGroups



PublicGroupNames



ServerName



ServerNode



ClientName


主要的方法:


GetOPCServers



Connect



Disconnect



CreateBrowser



GetErrorString



QueryAvailableLocaleIDs



QueryAvailableProperties



GetItemProperties



LookupItemIDs


2)、OPCBrowser对象

OPCBrowser对象是在服务器中存在的分支或项目名称的集合。其是可选的。如果服务器不支持,将不会创建这个对象。

主要的属性:


Organization



Filter



DataType



AccessRights



CurrentPosition



Count


主要的方法:


Item



ShowBranches



ShowLeafs



MoveUp



MoveToRoot



MoveDown



MoveTo



GetItemID



GetAccessPaths


3)、OPCGroups对象

OPCGroups是OPCGroup对象的集合,以及创建、删除和管理它们的方法。

该对象还具有OPCGroup默认属性。当添加OPCGroups时,DefaultGroupXXXX属性设置其初始状态。可以更改默认值,以添加具有不同初始状态的opc组。更改默认值并不会影响已经创建的组。添加OPCGroup后,它的属性可以被修改。这减少了调用Add方法所需的参数数量。

主要的属性:


Parent



DefaultGroupIsActive



DefaultGroupUpdateRate



DefaultGroupDeadband



DefaultGroupLocaleID



DefaultGroupTimeBias



Count








主要的方法:


Item



Add



GetOPCGroup



Remove



RemoveAll



ConnectPublicGroup



RemovePublicGroup








4)、OPCGroup对象

OPC组为客户组织数据提供了一种方式。例如,组可能表示特定操作符显示或报告中的项。数据可以读写。基于异常的连接也可以在客户端和组中的项之间创建,可以根据需要启用和禁用。OPC客户机可以配置OPC服务器应该向OPC客户机提供数据更改的速率。

主要的属性:


Parent



Name



IsPublic



IsActive



IsSubscribed



ClientHandle



ServerHandle



LocaleID



TimeBias



DeadBand



UpdateRate



OPCItems


主要的方法:


SyncRead



SyncWrite



AsyncRead



AsyncWrite



AsyncRefresh



AsyncCancel


5)、OPCItems对象

这个对象还具有OPCItem默认的属性。当添加OPCItem时,DefaultXXXX属性设置其初始状态。可以更改默认值,以添加具有不同初始状态的OPCItems。当然,一旦添加了OPCItem,它的属性可以被修改。这减少了调用Add方法所需的参数数量。

主要的属性:


Parent



DefaultRequestedDataType



DefaultAccessPath



DefaultIsActive



Count





主要的方法:


Item



GetOPCItem



AddItem



AddItems



Remove



Validate



SetActive



SetClientHandles



SetDataTypes


6)、OPCItem对象

OPC项表示与服务器中的数据源的连接。与每个项目相关联的是一个值,质量和时间戳。值以变量的形式出现,质量类似于Fieldbus指定的值。

主要的属性:


Parent



ClientHandle



ServerHandle



AccessPath



AccessRights



ItemID



IsActive



RequestedDataType



Value



Quality



TimeStamp



CanonicalDataType



EUType



EUInfo





主要的方法:


Read



Write





3、客户端的开发

接下来我们基于C#开发OPC客户端。上面说明了自动化接口具体情况,我们需要进一步针对自己的具体应用编写代码。

首先,封装一斜对象、用于存取相关的属性,如:OPC服务器信息(OPCServerInfo)、OPC数据项(OPCDataItem)、组属性(GroupProperty)等。对于组属性我们还需要赋予默认值。代码如下:

public class OPCServerInfo

{

public DateTime StartTime { get; set; }

public string ServerVersion { get; set; }

}



public class OPCDataItem

{

public object ItemName { get; set; }

public object ItemValue { get; set; }

public object Quality { get; set; }

public object TimeStamp { get; set; }

}



public class GroupProperty

{

public bool DefaultGroupIsActive { get; set; }

public float DefaultGroupDeadband { get; set; }

public int UpdateRate { get; set; }

public bool IsActive { get; set; }

public bool IsSubscribed { get; set; }



public GroupProperty()

{

DefaultGroupIsActive = true;

DefaultGroupDeadband = 0;

UpdateRate = 250;

IsActive = true;

IsSubscribed = true;

}

}

接下来,为了使用方便我们封装了一个ClientHelper类用于实现相关的操作,应为在一个客户端应用中,该对象是唯一的我们为了使用方便将其声明为静态类,以便于使用。具体代码如下:

public class ClientHelper

{

/// <summary>

/// 获取可以使用的OPC服务器

/// </summary>

/// <param name="hostName">获取OPC服务器的主机名称</param>

/// <returns>返回OPC服务器列表</returns>

public static List<string> GetOPCServerName(string hostName)

{

try

{

OPCServer OpcServer = new OPCServer();

object opcServers = OpcServer.GetOPCServers(hostName);

List<string> serverList = new List<string>();

foreach (string opcServer in (Array)opcServers)

{

serverList.Add(opcServer);

}

return serverList;

}

catch(Exception ex)

{

throw ex;

}

}



/// <summary>

/// 连接到指定的OPC服务器

/// </summary>

/// <param name="serverName">服务器名称</param>

/// <param name="serverIP">服务器IP</param>

/// <returns>返回的OPC服务器</returns>

public static OPCServer ConnectToServer(string serverName, string serverIP)

{

OPCServer opcServer = new OPCServer();

try

{

opcServer.Connect(serverName, serverIP);

if (opcServer.ServerState != (int)OPCServerState.OPCRunning)

{

opcServer.Disconnect();

return null;

}

}

catch

{

opcServer.Disconnect();

return null;

}

return opcServer;

}



/// <summary>

/// 获取OPC服务器的相关信息

/// </summary>

/// <param name="opcServer">OPC服务器对象</param>

/// <returns>OPC服务器信息</returns>

public static OPCServerInfo GetServerInfo(OPCServer opcServer)

{

OPCServerInfo serverInfo = new OPCServerInfo();

serverInfo.StartTime=opcServer.StartTime;

serverInfo.ServerVersion = opcServer.MajorVersion.ToString() + "." + opcServer.MinorVersion.ToString() + "." + opcServer.BuildNumber.ToString();

return serverInfo;

}



/// <summary>

/// 展开OPC服务器的节点

/// </summary>

/// <param name="opcServer">OPC服务器</param>

/// <returns>返回展开后的节点数据</returns>

public static OPCBrowser RecurBrowse(OPCServer opcServer)

{

OPCBrowser opcBrowser = opcServer.CreateBrowser();

//展开分支

opcBrowser.ShowBranches();

//展开叶子

opcBrowser.ShowLeafs(true);

return opcBrowser;

}



public static OPCGroup CreateGroup(OPCServer opcServer, OPCItems opcItems, string opcGroupName, GroupProperty groupProperty)

{

try

{

OPCGroup opcGroup = opcServer.OPCGroups.Add(opcGroupName);



opcServer.OPCGroups.DefaultGroupIsActive = groupProperty.DefaultGroupIsActive;

opcServer.OPCGroups.DefaultGroupDeadband = groupProperty.DefaultGroupDeadband;

opcGroup.UpdateRate = groupProperty.UpdateRate;

opcGroup.IsActive = groupProperty.IsActive;

opcGroup.IsSubscribed = groupProperty.IsSubscribed;



//opcGroup.DataChange += new DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(OpcGroupDataChange);

//opcGroup.AsyncWriteComplete += new DIOPCGroupEvent_AsyncWriteCompleteEventHandler(KepGroup_AsyncWriteComplete);

//opcItems = opcGroup.OPCItems;

return opcGroup;

}

catch (Exception err)

{

throw err;

}

}

}

最后就是使用前述的封装。



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