開源純C#工控閘道器+組態軟體
一、 前言
在園子潛水也七八年了。說來慚愧,這麼多年雖然一直自稱.NET鐵桿粉絲,然僅限於回幾個不痛不癢的貼,既沒有釋出過程式碼,也沒有寫過文章。
看著.NET和C#在國外風生水起,國內卻日趨沒落,我也早覺得有寫一點東西的必要了。
二、 為什麼要開源,它能做什麼
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開源是大勢所趨
現在已經不是兜售軟體光碟賣授權的時代了。我自己開發這套系統也得益於開源。
起因是因為看到單位用的組態軟體被版權問題困擾,同時系統十分龐大,動輒幾個G,安裝部署除錯都不方便,同時指令碼功能和擴充套件能力也有限。
開始就是自己研發,同事普遍反對,都認為組態軟體是大公司玩的東西,我靠一人一槍,圖樣圖森破。
然而我是個狂熱分子,參考了幾百篇國內論文,下載過幾十上百個開源類庫,反覆研究,經常熬夜。
一段時間之後,拿出來一套半成品,也逐漸為大家所接受,並一發不可收,陸續做了不少工程,逐步取代了原有的組態軟體,系統也不斷成熟、壯大。
但限於精力和水平,系統完善的空間還很大,可以改進的功能還很多,與其敝帚自珍,不如交給社群,共同完善。
這套系統只是提供了一套元件和工具,並沒有給出具體的行業解決方案和控制邏輯(這屬於不能開源的部分)。
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目標和功能
從一開始設計目標就很明確,取代單位現有組態軟體。實現“多快好省”。
系統架構圖如下:
分為閘道器驅動層、平臺服務層、應用層。
閘道器負責轉換各種工業乙太網協議,統一介面。
平臺服務層負責輪詢、儲存、推送資料。提供各種查詢、讀寫介面。
應用層主要是人機介面(HMI)和各種視覺化功能元件,如報警介面、趨勢圖、報表、圖表、下訂單、改引數、查日誌等。
多:就是適應面廣,比如工控閘道器能支援多種工業乙太網、PLC,普適性強,可應用於多個行業。
目前已經支援:
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Modbus TCP/RTU
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OPC DA
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DDE
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AB EtherNetIP
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Mitsubishi
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Siemens S300/200/1200/1500
快:這裡包含三個意思,設計效率高、安裝部署快、執行速度快。
有方便的設計工具。驅動、變數、報警、歸檔管理器,對,就這樣一個簡單的配置器,支援各種格式匯入匯出。
接下來是宇宙第一IDE,Visual Studio,作為組態設計器。組態設計器本來是最難實現的部分,現在VS一出,秒殺一片。
速度按我自己,做一套多工段上位機的畫面,快則一天內,慢也就兩三天。
執行速度:按批量讀寫方式+訂閱-推送模式,幾千個變數,幾百個顯示單元,含動畫,通訊週期500毫秒,很流暢。
好:就是介面美觀、功能齊全、易用性好,擴充套件性好。
目前已完成的功能包括:
工業閘道器:支援多種協議。如有新驅動加入,介面實現非常簡便。
實時資料引擎:實時推送變化的資料,支援遠端伺服器+N個客戶端。
歷史資料歸檔引擎:支援N變數快速歸檔,可為資料分析和資料探勘提供支援。歸檔檔案很小,自帶索引,查詢快速。
人機介面:可以充分利用VS設計器的強大功能,輔之以強大的外掛(自吹一下),完全可以把VS設計器當做組態設計器來用。
擴充套件性:加入新功能很快,因為介面很簡單。但是功能卻不簡單。
省:顧名思義,就是省錢省時間啦。
首先系統環境簡單,就是裝個.NET(因為只要求4.0,WIN7自帶),資料庫可用SQL EXPRESS,沒有采用任何第三方收費元件(開源元件在github列了清單,感謝作者)。
VS作為設計器,強大又好用,可用社群免費版(個人用用沒關係,企業的話最好聯絡微軟買正版授權)。
支援各種PLC,單位老組態軟體很多PLC不支援,在這裡加入一個新的裝置驅動很方便。
三、 三個為什麼
考慮到吹了半天牛B,大家也許會問以下三個問題:
為什麼要用.NET 平臺?
第一,本人是微軟粉絲,.NET忠實碼農,用了十多年了,無往不利。無論是一心為公,還是私活利器。首先.NET本身就是一個多快好省的平臺,配合宇宙第一IDE,開發效率極高。
其二微軟也越來越開放,.NET跨平臺能力也越來越強。至於被很多噴子狂噴的所謂.NET工資低,那是因為國內特殊原因造成JAVA碼農已先入為主。
本人這行業目前沒有公司政治的問題,因此也從來沒考慮轉型(曾經為安卓APP寫過JAVA,也很簡單,但是我要吐槽一下,同樣功能,JAVA實現起來太囉嗦)。
為什麼要用WPF?
WPF是一種宣告式程式設計方式(XAML語言),非常適合工控介面設計。同時微軟提供了Blend設計器,實際上畫這些控制元件的都是不會寫程式碼的機械工程師。
實現了前後臺分離的協作方式。加上有宇宙第一IDE的配合,可以做的非常炫。
為什麼要用Visual Studio?
很簡單,宇宙第一IDE不是蓋的。我見過很多家的組態畫面設計器。無論效果還是易用性還是擴充套件性,和VS沒法比。VS同時還集成了專案管理和編譯器。
關於VS擴充套件性大家很少用到,本人也填過很多坑,找了很多資料,實現之後你才知道它的強大。
四、 下面的計劃
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完善功能。
在社群的協助下,修補Bug,增強安全性穩定性。能用起來就是勝利。然後追求更加“多快好省”。
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寫一系列帖子,把架構、原理講清楚。
提綱和目錄也擬好了。大致如下:
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閘道器層原理、介面說明
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如何實現一個裝置驅動
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如何設計圖元
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VS外掛模組及原理
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歸檔模組及檔案格式
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如何進行功能擴充套件
github地址:https://github.com/GavinYellow/SharpSCADA。
github上面有說明書。下載包裡還包括如何安裝部署、如何用來設計的Word文件。比較粗略,歡迎提問。
原文地址:http://www.cnblogs.com/evilcat/p/7617720.html
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