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。
1、OPC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:
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 = ; UpdateRate = ; 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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