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基于C#开发OPC客户端

科控物联

发布于 2022-03-29 12:37:32

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代码可运行

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代码可运行

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 = 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;

            }

        }

    }