PC軟體開發技術之二:用C#開發基於自動化介面的OPC客戶端
OPC全稱是Object Linking and Embedding(OLE) for Process Control,它的出現為基於Windows的應用程式和現場過程控制應用建立了橋樑。OPC作為一整套介面、屬性和方法的協議標準集,與具體的開發語言沒有關係。
1、OPC客戶端介面方式
開發OPC客戶端程式,其訪問介面方式有多種,根據官方提供的資料大約有如下幾種方式:
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使用OPCNetAPI,需要用到OPCNetAPI.dll,OPCNetAPI.Com.dll
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使用自動化介面,需要用到OPCDAAuto.dll
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使用自定義介面,需要用到多個Wrapper:OpcRcw.Ae.dll,OpcRcw.Batch.dll,OpcRcw.Comn.dll,OpcRcw.Da.dll,OpcRcw.Dx.dll,OpcRcw.Hda.dll,OpcRcw.Sec.dll
對於像C++這樣的語言來開發OPC客戶端時,一般需要使用自定義介面的方式。而如果採用VB和C#這樣的語言來開發OPC客戶端時,一般就採用自動化介面。要使用OPC自動化介面,首先要引用OPCDAAuto.dll檔案,並在開發環境中做好相關的引用配置。
2、自動化介面簡介
自動化介面是OPC基金會組織為了方便並統一OPC客戶端開發而釋出的一個介面、屬性和方法的協議集。其訪問伺服器的流程如下:
自動化介面中共定義了6類物件:OPCServer物件、OPCBrowser物件、OPCGroups物件、OPCGroup物件、OPCItems物件、OPCItem物件。接下來簡要描述一下這些物件的主要功能。
(1)、OPCServer物件
由客戶端建立的OPCServer自動化物件。然後客戶端通過其方法實現連線到OPC資料訪問自定義介面。OPCServer物件現在可以用來獲取關於OPC伺服器的一般資訊,並建立和操作OPCGroup物件的集合。
主要的屬性:
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物件
OPCBrowser物件是在伺服器中存在的分支或專案名稱的集合。其是可選的。如果伺服器不支援,將不會建立這個物件。
主要的屬性:
Organization |
Filter |
DataType |
AccessRights |
CurrentPosition |
Count |
主要的方法:
Item |
ShowBranches |
ShowLeafs |
MoveUp |
MoveToRoot |
MoveDown |
MoveTo |
GetItemID |
GetAccessPaths |
(3)、OPCGroups物件
OPCGroups是OPCGroup物件的集合,以及建立、刪除和管理它們的方法。
該物件還具有OPCGroup預設屬性。當新增OPCGroups時,DefaultGroupXXXX屬性設定其初始狀態。可以更改預設值,以新增具有不同初始狀態的opc組。更改預設值並不會影響已經建立的組。新增OPCGroup後,它的屬性可以被修改。這減少了呼叫Add方法所需的引數數量。
主要的屬性:
Parent |
DefaultGroupIsActive |
DefaultGroupUpdateRate |
DefaultGroupDeadband |
DefaultGroupLocaleID |
DefaultGroupTimeBias |
Count |
|
|
主要的方法:
Item |
Add |
GetOPCGroup |
Remove |
RemoveAll |
ConnectPublicGroup |
RemovePublicGroup |
|
|
(4)、OPCGroup物件
OPC組為客戶組織資料提供了一種方式。例如,組可能表示特定操作符顯示或報告中的項。資料可以讀寫。基於異常的連線也可以在客戶端和組中的項之間建立,可以根據需要啟用和禁用。OPC客戶機可以配置OPC伺服器應該向OPC客戶機提供資料更改的速率。
主要的屬性:
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物件
這個物件還具有OPCItem預設的屬性。當新增OPCItem時,DefaultXXXX屬性設定其初始狀態。可以更改預設值,以新增具有不同初始狀態的OPCItems。當然,一旦添加了OPCItem,它的屬性可以被修改。這減少了呼叫Add方法所需的引數數量。
主要的屬性:
Parent |
DefaultRequestedDataType |
DefaultAccessPath |
DefaultIsActive |
Count |
|
主要的方法:
Item |
GetOPCItem |
AddItem |
AddItems |
Remove |
Validate |
SetActive |
SetClientHandles |
SetDataTypes |
(6)、OPCItem物件
OPC項表示與伺服器中的資料來源的連線。與每個專案相關聯的是一個值,質量和時間戳。值以變數的形式出現,質量類似於Fieldbus指定的值。
主要的屬性:
Parent |
ClientHandle |
ServerHandle |
AccessPath |
AccessRights |
ItemID |
IsActive |
RequestedDataType |
Value |
Quality |
TimeStamp |
CanonicalDataType |
EUType |
EUInfo |
|
主要的方法:
Read |
Write |
|
3、客戶端的開發
接下來我們基於C#開發OPC客戶端。上面說明了自動化介面具體情況,我們需要進一步針對自己的具體應用編寫程式碼。
首先,封裝一斜物件、用於存取相關的屬性,如:OPC伺服器資訊(OPCServerInfo)、OPC資料項(OPCDataItem)、組屬性(GroupProperty)等。對於組屬性我們還需要賦予預設值。程式碼如下:
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;
}
}
接下來,為了使用方便我們封裝了一個ClientHelper類用於實現相關的操作,應為在一個客戶端應用中,該物件是唯一的我們為了使用方便將其宣告為靜態類,以便於使用。具體程式碼如下:
public class ClientHelper
{
/// <summary>
/// 獲取可以使用的OPC伺服器
/// </summary>
/// <param name="hostName">獲取OPC伺服器的主機名稱</param>
/// <returns>返回OPC伺服器列表</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>
/// 連線到指定的OPC伺服器
/// </summary>
/// <param name="serverName">伺服器名稱</param>
/// <param name="serverIP">伺服器IP</param>
/// <returns>返回的OPC伺服器</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>
/// 獲取OPC伺服器的相關資訊
/// </summary>
/// <param name="opcServer">OPC伺服器物件</param>
/// <returns>OPC伺服器資訊</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>
/// 展開OPC伺服器的節點
/// </summary>
/// <param name="opcServer">OPC伺服器</param>
/// <returns>返回展開後的節點資料</returns>
public static OPCBrowser RecurBrowse(OPCServer opcServer)
{
OPCBrowser opcBrowser = opcServer.CreateBrowser();
//展開分支
opcBrowser.ShowBranches();
//展開葉子
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;
}
}
}
最後就是使用前述的封裝,實現客戶端應用。
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