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：
-
使用OPCNetAPI，需要用到OPCNetAPI.dll，OPCNetAPI.Com.dll
-
使用自動化介面，需要用到OPCDAAuto.dll
-
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。
歡迎關注：
