C#實現與西門子SIMATIC NET OPC DA通信

時間 2019-11-11

標籤 c# 實現西門子 simatic opc 通信欄目 C# 简体版

原文原文鏈接

OPC是Object Linking and Embedding（OLE）forProcess Control的縮寫，它是微軟公司的對象連接和嵌入技術在過程控制方面的應用。OPC以OLE/COM/DCOM技術爲基礎，採用客戶/服務器模式，爲工業自動化軟件面向對象的開發提供了統一的標準，這個標準定義了應用Microsoft操做系統在基於PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法，採用這項標準後，硬件開發商將取代軟件開發商爲本身的硬件產品開發統一的OPC接口程序，而軟件開發者可免除開發驅動程序的工做，充分發揮本身的特長，把更多的精力投入到其核心產品的開發上。編程

SimaticNet是西門子全集成自動化系統中的一個重要組成部分，它爲完善的工業自動化控制系統的通信提供部件和網絡，同時提供多個OPCServer，爲數據的外部訪問提供接口，本文主要以OPC.SimaticNET爲例說明。數組

90年代OPC基金會開發了一系列的通信接口好比 Data Access (DA), Alarm & Events (A&E), Historical Data Access (HDA) and Data eXchange (DX)，統稱傳統OPC。今天主要使用的OPC DA通信方式，這個在1995年左右仍是很流行的方法，最近幾年OPC Foundation又開發了新的 OPC Unified Architecture (UA) 標準，更好的適應了工業4.0。關於傳統OPC和OPC UA的區別，後面會單獨來講。安全

許多OPC服務器，包括OPC.SimaticNet，是在COM平臺開發的，從而對於基於.NET框架下的C#語言，做爲客戶端程序語言訪問OPCServer，須要解決兩個平臺間無縫遷移的問題。OPC基金會對會員提供了OpcRcw動態連接庫，OPC NET COM 包裝器和OPC NET API，將OPC複雜的規範封狀成簡單易用的C#類，能夠比較容易地實現數據訪問。服務器

OPC主要包含兩種接口：CUSTOM標準接口和OLE自動化標準接口，自定義接口是服務商必須提供的，而自動化接口則是可選的。
自定義接口是一組COM接口，主要用於採用C++語言的應用程序開發；
自動化接口是一組OLE接口，主要用於採用VB，DELPHI，Excel等基於腳本編程語言的應用程序開發。本文是使用C#經過自動化接口來實現的，也是最簡單的方式。網絡

首先必須瞭解的是OPC服務器的對象模型：app

程序中涉及到的重要方法和屬性比較多，解釋下幾個容易搞混的：框架

OPCItem 對象的屬性ServerHandle，只讀屬性，服務器提供給Item的句柄，經過此句柄，Client能夠定位到此Item，來對此Item進行後續的操做，好比移動刪除；編程語言

OPCItem 對象的屬性ClientHandle，可讀可寫屬性，客戶端分配給Item的句柄，這個句柄能夠手動設置，也可由.NET隨機選取的，不須要咱們來設置，而且每次運行時，這
個句柄都不一樣，相似於TCP scoket通信中的Client端分配的端口號。Server端必須指定端口號，Client端隨機生成，每次都不同。測試

OPCGroup 對象的屬性的IsSubscribed，可讀可寫屬性，Group的IsSubscribed爲True，此Group才能開始接受服務器的數據屬性，此Group才能被訂閱。ui

OPCGroup 對象的事件DataChange (TransactionID As Long, NumItems As Long, ClientHandles() As Long,ItemValues() As Variant, Qualities() As Long, TimeStamps() As Date)須要注意的是NumItems參數是每次事件觸發時Group中實際發生數據變化的Item的數量，而不是整個Group裏的Items.

OPCGroup 對象的屬性UpdateRate，可讀可寫屬性，規定了數據刷新的週期，單位milliseconds.注意的是，不是設定多少ms，實際就是多少，好比給定53ms,OPC server會就近選擇50ms.有區間劃分的。

源程序以下：

[csharp] view plain copy

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Net;
using OPCAutomation;
namespace OpcClient
{
public partial class OpcClient : Form
{
public OpcClient()
{
InitializeComponent();
}
#region 私有變量
private String strHostIP;
private String strHostName;
private Boolean opc_connected;
private OPCServer LocalServer;
private OPCGroups myGroups;
private OPCGroup myGroup;
private OPCGroup myGroup1;
private OPCItems myItems;
private OPCItems myItems1;
private OPCItem myItem;
int itmHandleClient = 0; /// 客戶端句柄
int itmHandleServer = 0; /// 服務端句柄
//**wfx
private OPCItem [] myItemArray;
private OPCItem[] myItemArray1;
#endregion
#region 私有方法
/// <summary>
/// 鏈接OPC服務器
/// </summary>
/// <param name="remoteServerIP">OPCServerIP</param>
/// <param name="remoteServerName">OPCServer名稱</param>
private bool ConnectRemoteServer(string remoteServerIP, string remoteServerName)
{
try
{
LocalServer.Connect(remoteServerName, remoteServerIP);
if (LocalServer.ServerState == (int)OPCServerState.OPCRunning)
{
lblState.Text = "已鏈接到:" + "\r\n" + LocalServer.ServerName + "\r\n";
//顯示服務器信息
lblState.Text = lblState.Text + "開始時間:" + "\r\n" + LocalServer.StartTime.ToString() + "\r\n";
lblState.Text = lblState.Text + "版本:" + LocalServer.MajorVersion.ToString() + "." + LocalServer.MinorVersion.ToString() + "." + LocalServer.BuildNumber.ToString();
}
else
{
//這裏你能夠根據返回的狀態來自定義顯示信息，請查看自動化接口API文檔
lblState.Text = "狀態：" + LocalServer.ServerState.ToString() + "\r\n";
}
}
catch (Exception err)
{
MessageBox.Show("鏈接遠程服務器出現錯誤：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
return false;
}
return true;
}
/// <summary>
/// 每當項數據有變化時執行的事件
/// </summary>
/// <param name="TransactionID">處理ID</param>
/// <param name="NumItems">項個數</param>
/// <param name="ClientHandles">項客戶端句柄</param>
/// <param name="ItemValues">TAG值</param>
/// <param name="Qualities">品質</param>
/// <param name="TimeStamps">時間戳</param>
void myGroup_DataChange(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles, ref Array ItemValues, ref Array Qualities, ref Array TimeStamps)
{
//爲了測試，因此加了控制檯的輸出，來查看事物ID號
Console.WriteLine("********"+TransactionID.ToString()+NumItems.ToString()+"*********");//第二次進來後爲啥變成1了，以前都是4個
//**wfx
/*
for (int i = 1; i <= NumItems; i++)
{
this.txtValue.Text = ItemValues.GetValue(i).ToString();
this.txtQuality.Text = Qualities.GetValue(i).ToString();
this.txtTime.Text = TimeStamps.GetValue(i).ToString();
}
*/
//**wfx
TextBox[] tb = new TextBox[4];
tb[0] = textBox1;
tb[1] = textBox2;
tb[2] = textBox3;
tb[3] = textBox4;
//ClientHandles.GetValue(i);
for (int i = 1; i <= NumItems;i++ )
{
tb[(int)ClientHandles.GetValue(i)-1].Text = ((float)ItemValues.GetValue(i)).ToString("0.00");
}
}
/// <summary>
/// 寫入TAG值時執行的事件
/// </summary>
/// <param name="TransactionID"></param>
/// <param name="NumItems"></param>
/// <param name="ClientHandles"></param>
/// <param name="Errors"></param>
void myGroup_AsyncWriteComplete(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles, ref Array Errors)
{
lblState.Text = "";
for (int i = 1; i <= NumItems; i++)
{
lblState.Text += "TransactionID:" + TransactionID.ToString() + "\r\n" + "ClientHandle:" + ClientHandles.GetValue(i).ToString() + "\r\n" + "ErrorValue: " + Errors.GetValue(i).ToString() + "\r\n";
}
}
/// <summary>
/// 建立組
/// </summary>
private bool CreateGroup()
{
try
{
myGroups = LocalServer.OPCGroups;
myGroup = myGroups.Add("OpcDotNetGroup");
myGroup1 = myGroups.Add("OpcDotNetGroup1");
SetDefaultGroupProperty();
myItems = myGroup.OPCItems;
myItems1 = myGroup1.OPCItems;
//**wfx
myItemArray =new OPCItem [16];
myItemArray1 = new OPCItem[16];
//**add items
//DA格式 S7:[S7 connection_1]MX3.1
//S7:[S7 connection_1]DB1,X3.0
//OPC UA格式 S7:S7 connection_1.db5.68,r
//S7:S7 connection_1.db1.20,x7
myItemArray[0] = myItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]db5,real68", 1);//Z軸
myItemArray[1] = myItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real50", 2);//刮刀
myItemArray[2] = myItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real96", 3);//送粉
myItemArray[3] = myItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real72", 4);//溫度
//**wfx
/*
myItemArray1[4] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]MX3.1", 4);//Z 正
myItemArray1[5] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]MX3.6", 5);//Z 負
*/
myGroup.DataChange += new DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(myGroup_DataChange);
myGroup.AsyncWriteComplete += new DIOPCGroupEvent_AsyncWriteCompleteEventHandler(myGroup_AsyncWriteComplete);
}
catch (Exception err)
{
MessageBox.Show("建立組出現錯誤：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
return false;
}
return true;
}
/// <summary>
/// 設置缺省的組屬性
/// </summary>
private void SetDefaultGroupProperty()
{
LocalServer.OPCGroups.DefaultGroupIsActive = true ;
LocalServer.OPCGroups.DefaultGroupDeadband = 0 ;
myGroup.UpdateRate = 250 ;
myGroup.IsActive = true ;
myGroup.IsSubscribed = true ;
myGroup1.UpdateRate = 250;
myGroup1.IsActive = true;
myGroup1.IsSubscribed = true;
}
#endregion
#region 窗體事件
//窗體載入時,查詢本機安裝的OPC Server 列表
private void OpcClient_Load(object sender, EventArgs e)
{
//獲取本地計算機IP,計算機名稱
IPHostEntry IPHost = Dns.GetHostEntry(Environment.MachineName);
IPHost.HostName.ToString();
if (IPHost.AddressList.Length > 0)
{
strHostIP = IPHost.AddressList[0].ToString();
}
else
{
return;
}
//經過IP來獲取計算機名稱，可用在局域網內
IPHostEntry ipHostEntry = Dns.GetHostEntry(strHostIP);
strHostName = ipHostEntry.HostName.ToString();
//獲取本地計算機上的OPCServerName
try
{
LocalServer = new OPCServer();
object serverList = LocalServer.GetOPCServers(strHostName);
foreach (string turn in (Array)serverList)
{
cmbServer.Items.Add(turn);
}
cmbServer.SelectedIndex = 0;
btnConnect.Enabled = true;
}
catch (Exception err)
{
MessageBox.Show("枚舉本地OPC服務器出錯：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
}
}
//點擊"鏈接"按鈕, 動做
private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
{
//鏈接服務器
try
{
if (!ConnectRemoteServer("127.0.0.1", cmbServer.Text))
{
return;
}
opc_connected = true; //已鏈接標記
OPCBrowser oPCBrowser = LocalServer.CreateBrowser();
//展開分支
oPCBrowser.ShowBranches();
//展開葉子
oPCBrowser.ShowLeafs(true);
lstItems.Items.Clear(); //清空列表
foreach (object turn in oPCBrowser)
{
lstItems.Items.Add(turn.ToString());
}
if (!CreateGroup())
{
return;
}
}
catch (Exception err)
{
MessageBox.Show("初始化出錯：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
}
}
/// 選擇列表中的某個Item時處理的事情
private void lstItems_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e)
{
try
{
this.txtName.Text = lstItems.SelectedItem.ToString();
if (itmHandleClient != 0)
{
this.txtValue.Text = "";
this.txtQuality.Text = "";
this.txtTime.Text = "";
Array Errors;
OPCItem bItem = myItems.GetOPCItem(itmHandleServer);
//注：OPC中以1爲數組的基數
int[] temp = new int[2] { 0, bItem.ServerHandle };
Array serverHandle = (Array)temp;
//移除上一次選擇的項
myItems.Remove(myItems.Count, ref serverHandle, out Errors);
}
itmHandleClient = 1234;
myItem = myItems.AddItem(lstItems.SelectedItem.ToString(), itmHandleClient);
itmHandleServer = myItem.ServerHandle;
Console.WriteLine("*****" + itmHandleServer+"*****");//ServerHandle是隨機分配，比如Socket的客戶端端口號也是隨機分配同樣，ClientHandle是用戶指定，
}
catch (Exception err)
{
//沒有任何權限的項，都是OPC服務器保留的系統項，此處可不作處理。
itmHandleClient = 0;
txtValue.Text = "Error ox";
txtQuality.Text = "Error ox";
txtTime.Text = "Error ox";
MessageBox.Show("此項爲系統保留項:" + err.Message, "提示信息");
}
}
//點擊"寫入"按鈕
private void cmdWrite_Click(object sender, EventArgs e)
{
OPCItem bItem = myItems.GetOPCItem(itmHandleServer);
int[] temp = new int[2] { 0, bItem.ServerHandle };
Array serverHandles = (Array)temp;
object[] valueTemp = new object[2] { "", txtNewValue.Text };
Array values = (Array)valueTemp;
Array Errors;
int cancelID;
myGroup.AsyncWrite(1, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);
//myItem.Write(txtNewValue.Text);//這句也能夠寫入，但並不觸發寫入事件
GC.Collect();
}
//點擊"斷開" 按鈕
private void btnDisConn_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (!opc_connected)
{
return;
}
if (myGroup != null)
{
myGroup.DataChange -= new DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(myGroup_DataChange);
}
if (LocalServer != null)
{
LocalServer.Disconnect();
//LocalServer = null;
}
opc_connected = false;
lstItems.Items.Clear();
//顯示信息
lblState.Text = "已經從OPC服務器斷開." + "\r\n" ;
//顯示服務器信息
lblState.Text = lblState.Text + "斷開時間:" + "\r\n" + System.DateTime.Now.ToString() + "\r\n";
}
//關閉窗體時候,清理工做
private void OpcClient_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
{
btnDisConn_Click(new Object(),new EventArgs());
}
#endregion
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
myItemArray1[6] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,x0.3", 6);//刮刀正
myItemArray1[10] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real41", 10);//刮刀速度
myItemArray1[11] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real33", 11);//刮刀位置
int[] temp = new int[4] { 0, myItemArray1[6].ServerHandle, myItemArray1[10].ServerHandle, myItemArray1[11].ServerHandle };
Array serverHandles = (Array)temp;
object[] valueTemp = new object[4] { "", true, textBox6.Text, textBox7.Text };
Array values = (Array)valueTemp;
Array Errors;
int cancelID;
myGroup1.AsyncWrite(3, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);
//myItem.Write(txtNewValue.Text);//這句也能夠寫入，但並不觸發寫入事件
}
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
myItemArray1[7] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,x0.7", 7);//刮刀負
myItemArray1[10] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real41", 10);//刮刀速度
myItemArray1[11] = myItems1.AddItem("S7:[S7 connection_1]db1,real33", 11);//刮刀位置
int[] temp = new int[4] { 0, myItemArray1[7].ServerHandle, myItemArray1[10].ServerHandle, myItemArray1[11].ServerHandle };
Array serverHandles = (Array)temp;
object[] valueTemp = new object[4] { "", true, textBox6.Text, textBox7.Text };
Array values = (Array)valueTemp;
Array Errors;
int cancelID;
myGroup1.AsyncWrite(3, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);
//myItem.Write(txtNewValue.Text);//這句也能夠寫入，但並不觸發寫入事件
}
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
int[] temp = new int[4] { 0, myItemArray[8].ServerHandle, myItemArray[12].ServerHandle, myItemArray[13].ServerHandle };
Array serverHandles = (Array)temp;
object[] valueTemp = new object[4] { "", true, textBox8.Text, textBox9.Text };
Array values = (Array)valueTemp;
Array Errors;
int cancelID;
myGroup.AsyncWrite(3, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);
//myItem.Write(txtNewValue.Text);//這句也能夠寫入，但並不觸發寫入事件
}
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
int[] temp = new int[4] { 0, myItemArray[9].ServerHandle, myItemArray[12].ServerHandle, myItemArray[13].ServerHandle };
Array serverHandles = (Array)temp;
object[] valueTemp = new object[4] { "", true, textBox8.Text, textBox9.Text };
Array values = (Array)valueTemp;
Array Errors;
int cancelID;
myGroup.AsyncWrite(3, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);
//myItem.Write(txtNewValue.Text);//這句也能夠寫入，但並不觸發寫入事件
}
}
}

最後，從總體上說下OPC DA的協議規範，OPC DA是在WINDOWS的COM/DOM技術上定義的接口定義，在TCP IP七層模型的最高層應用層，決定了它必須運行在WINDOWS平臺，不可以跨平臺，靈活性和安全性不如OPC UA，由於OPC DA的會話層和表示層用戶是有權利來使用的。對比OPC DA 和OPC UA的協議規範以下：更多不一樣點，後面會單獨再說。

相關標籤/搜索

每日一句

每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。