OPC訪問接口方式以及讀寫方式

OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control 的縮寫，它是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術在過程控制方面的應用。OPC以OLE/COM/DCOM技術為基礎，采用客戶/服務器模式，為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操作系統在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法，采用這項標準后，硬件開發商將取代軟件開發商為自己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作，充分發揮自己的特長，把更多的精力投入到其核心產品的開發上。

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

采用不同的通信方式，通過OPC.SimaticNET，現場數據可以方便地提供給用戶：

OPC的讀寫方式

在實際使用中，主要包括對現場數據的讀寫操作。

OPC讀數有三種方式：同步、異步、訂閱。

同步通訊時，OPC客戶程序向OPC服務器進行請求時，OPC客戶程序必須等到OPC服務器對應的響應全部完成以后才能返回，在此期間OPC客戶程序一直處于等待狀態，若進行讀操作，那么必須等待OPC服務器響應后才返回。因此在同步通訊時，如果有大量數據進行操作或者有很多OPC客戶程序對OPC服務器進行讀操作，必然造成OPC客戶程序的阻塞現象。因此同步通訊適用于OPC客戶程序較少，數據量較小時的場合。

異步通訊時，OPC客戶程序對服務器進行請求時，OPC客戶程序請求后立刻返回，不用等待OPC服務器的響應，可以進行其它操作。OPC服務器完成響應后再通知OPC客戶程序，如進行讀操作，OPC客戶程序通知OPC服務器后離開返回，不等待OPC服務器的讀完成，而OPC服務器完成讀后，會自動的通知OPC客戶程序，把讀結果傳送給OPC客戶程序。因此相對于同步通訊，異步通訊的效率更高。

訂閱方式時，OPC客戶程序對服務器進行請求時，OPC客戶程序操作后立刻返回，不用等待OPC服務器的操作，可以進行其它操作， OPC 服務器的Group組在組內有數據發生改變時，自動根據更新周期刷新相應的客戶端數據，如下圖，客戶端只向OPC服務發送一次請求，之后不再對服務器請求。

OPC寫數有兩種方式：同步、異步。區別與上面講的機制一樣，在生產應用中，如果寫數據參與控制，一般采用同步方式。

OPC訪問接口方式:

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，主要用于采用C++語言的應用程序開發；

自動化接口是一組OLE接口，主要用于采用VB，DELPHI，Excel等基于腳本編程語言的應用程序開發。

許多OPC服務器，包括OPC.SimaticNet，是在COM平臺開發的，從而對于基于.NET 框架下的C#語言，作為客戶端程序語言訪問OPCServer，需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動態鏈接庫，OPC NET COM包裝器和OPC NET API，將OPC復雜的規范封狀成簡單易用的C#類，可以比較容易地實現數據訪問。

本文中通過實驗，逐步講解了通過C#編寫客戶端程序，訪問OPC.SimaticNet，對PLC數據進行讀寫的實現過程。自定義接口及自動化接口都進行了測試，但基于C#的語言特性，建議采用自定義接口訪問，同時有很多OPCServer服務商，對外是不提供自動化接口的，西門子的SimaticNet及WinCC的OPCServer都提供自動化接口。

OPC Server端組態配置:

如上圖建立連接S7_connection_1，然后在OPC Scout測試連接的正確性。

從上面可以看到數據訪問都是正常的。

C#自動化接口

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.Text;

using System.Windows.Forms;

using System.Collections;

using OPCSiemensDAAutomation;//引用連接庫

第一步，添加下列命名空間（首先在COM組件中添加相應組件）

using OPCSiemensDAAutomation;

第二步，定義OPC相關變量

OPCServer MyOpcServer; //定義OPCServer

OPCGroup MyOpcGroup; //定義組

OPCItem MyOpcItem1; //Item

OPCItem MyOpcItem2; //值

long[] ServerHandle = new long[2]; //Item的句柄

第三步，建立連接及對象

MyOpcServer = new OPCServer();

MyOpcServer.Connect("OPC.SimaticNet", "192.168.0.102");

MyOpcGroup = MyOpcServer.OPCGroups.Add("MyGroup1");

MyOpcItem1 = MyOpcGroup.OPCItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]DB10,INT0",1);

MyOpcItem2 = MyOpcGroup.OPCItems.AddItem("S7:[S7 connection_1]DB10,INT2", 2);

ServerHandle[0] = MyOpcItem1.ServerHandle;

ServerHandle[1] = MyOpcItem2.ServerHandle;

第四步，同步讀數據，

private void Btn_Read_S_Click(object sender,EventArgs e)//同步讀數據

{

……

MyOpcItem1.Read(1,out ItemValues,out Qualities, out TimeStamps);

//ItemValues，Qualities，TimeStamps分別是值，質量碼

//也可以通過調用SyncRead函數，參數可參考異步讀函數

……

}

第四步，同步寫數據

private void Btn_Write_S_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

MyOpcItem1.Write(Txt_W1.Text);

//也可以通過調用SyncWrite函數，參數可參考異步寫函數

……

}

第五步，異步事件定義，

在異步操作情況下，需要定義相應的異步事件

MyOpcGroup.DataChange +=new

DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(MyOpcGroup_DataChange); //

//訂閱方式下數據改變

iteComplete +=new

DIOPCGroupEvent_AsyncWriteCompleteEventHandler(MyOpcGroup_WriteComplete);

//寫完成事件

MyOpcGroup.AsyncReadComplete += new

DIOPCGroupEvent_AsyncReadCompleteEventHandler(MyOpcGroup_ReadComplete);

//讀完成事件

MyOpcGroup.AsyncCancelComplete += new

DIOPCGroupEvent_AsyncCancelCompleteEventHandler(MyOpcGroup_CancelComplete);

//取消操作事件

在使用中注意，其事件函數要按照特定接口：

void MyOpcGroup_DataChange(int TransactionID, int NumItems,ref Array ClientHandles,

ref Array ItemValues,ref Array Qualities, ref Array TimeStamps)

void MyOpcGroup_WriteComplete(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles,

ref Array Errors)

void MyOpcGroup_ReadComplete(int TransactionID, int NumItems,ref System.Array

ClientHandles,ref System.Array ItemValues,ref System.Array Qualities,

ref System.Array TimeStamps,ref System.Array Errors)

void MyOpcGroup_CancelComplete(int CancelID)

第六步訂閱方式讀

void MyOpcGroup_DataChange(int TransactionID, int NumItems,ref Array ClientHandles,

ref Array ItemValues,ref Array Qualities, ref Array TimeStamps)

{

……

//注意數據改變時，Item數量要通過NumItems得到，也就是說只有數據改變時，才對一

遍，所以降低了服務器負擔。要注意讀語句寫法。

……

}

第七步異步讀

private void Btn_Read_A_Click(object sender,EventArgs e)//異步讀事件

{

int[] handle = new int[3] {ServerHandle[0], ServerHandle[1],0};//注意方式

Array MyServerHandles = (Array)handle;

Array errors;

int cancelID;

……

MyOpcGroup.AsyncRead(2, ref MyServerHandles, out errors, READASYNC＿ID, out

cancelID);

……

}

void MyOpcGroup_ReadComplete(int TransactionID, int NumItems,ref System.Array

ClientHandles,ref System.Array ItemValues,ref System.Array Qualities,

ref System.Array TimeStamps,ref System.Array Errors)

{

……

//注意TransactionID的對應

……

}

注意array在函數內部做參數時，數據下標是從1開始的，所以要考慮將第0位空出

來，n個Item，就要定義n+1列數組，添加一個0，但在函數使用時，又是從左開始讀的。

否則會報錯。

第八步異步寫

private void Btn_Write_A_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

MyOpcGroup.AsyncWrite(2,ref MyServerHandles, ref Myvalues,out errors,

WRITEASYNC_ID,out cancelID);

……

}

void MyOpcGroup_WriteComplete(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles

ref Array Errors)

{

……

}

同樣要注意Array在函數內部做參數的傳遞。

第九步釋放對象

private void Btn_Disconn_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

}

OPCItem的數據類型:

在通過自定義接口訪問時，

ItemArray[1].szAccessPath = "";

ItemArray[1].szItemID = "S7:[S7 connection_1]DB10,Real4";//地址，不同數據類型表示

ItemArray[1].bActive = 1;//是否激活

ItemArray[1].hClient = 2;//表示ID

ItemArray[1].dwBlobSize = 0;

ItemArray[1].pBlob =IntPtr.Zero;

ItemArray[1].vtRequestedDataType = 5;

ItemArray[2].szAccessPath = "";

ItemArray[2].szItemID = "S7:[S7 connection_1]DB10,STRING26.10";//地址，不同數據類型表

示方法不同

ItemArray[2].bActive = 1;//是否激活

ItemArray[2].hClient = 3;//表示ID

ItemArray[2].dwBlobSize = 0;

ItemArray[2].pBlob =IntPtr.Zero;

ItemArray[2].vtRequestedDataType = 8;