OPC访问接口方式以及读写方式

OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control 的缩写，它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法，采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发统一的OPC接口程序，而软件开发者可免除开发驱动程序的工作，充分发挥自己的特长，把更多的精力投入到其核心产品的开发上。

SimaticNet是西门子全集成自动化系统中的一个重要组成部分，它为完善的工业自动化控制系统的通讯提供部件和网络，同时提供多个OPCServer，为数据的外部访问提供接口，本文主要以OPC.SimaticNET为例说明。

采用不同的通信方式，通过OPC.SimaticNET，现场数据可以方便地提供给用户：

OPC的读写方式

在实际使用中，主要包括对现场数据的读写操作。

OPC读数有三种方式：同步、异步、订阅。

同步通讯时，OPC客户程序向OPC服务器进行请求时，OPC客户程序必须等到OPC服务器对应的响应全部完成以后才能返回，在此期间OPC客户程序一直处于等待状态，若进行读操作，那么必须等待OPC服务器响应后才返回。因此在同步通讯时，如果有大量数据进行操作或者有很多OPC客户程序对OPC服务器进行读操作，必然造成OPC客户程序的阻塞现象。因此同步通讯适用于OPC客户程序较少，数据量较小时的场合。

异步通讯时，OPC客户程序对服务器进行请求时，OPC客户程序请求后立刻返回，不用等待OPC服务器的响应，可以进行其它操作。OPC服务器完成响应后再通知OPC客户程序，如进行读操作，OPC客户程序通知OPC服务器后离开返回，不等待OPC服务器的读完成，而OPC服务器完成读后，会自动的通知OPC客户程序，把读结果传送给OPC客户程序。因此相对于同步通讯，异步通讯的效率更高。

订阅方式时，OPC客户程序对服务器进行请求时，OPC客户程序操作后立刻返回，不用等待OPC服务器的操作，可以进行其它操作， OPC 服务器的Group组在组内有数据发生改变时，自动根据更新周期刷新相应的客户端数据，如下图，客户端只向OPC服务发送一次请求，之后不再对服务器请求。

OPC写数有两种方式：同步、异步。区别与上面讲的机制一样，在生产应用中，如果写数据参与控制，一般采用同步方式。

OPC访问接口方式:

OPC主要包含两种接口：CUSTOM标准接口和OLE自动化标准接口，自定义接口是服务商必须提供的，而自动化接口则是可选的。

自定义接口是一组COM接口，主要用于采用C++语言的应用程序开发；

自动化接口是一组OLE接口，主要用于采用VB，DELPHI，Excel等基于脚本编程语言的应用程序开发。

许多OPC服务器，包括OPC.SimaticNet，是在COM平台开发的，从而对于基于.NET 框架下的C#语言，作为客户端程序语言访问OPCServer，需要解决两个平台间无缝迁移的问题。OPC基金会对会员提供了OpcRcw动态链接库，OPC NET COM包装器和OPC NET API，将OPC复杂的规范封状成简单易用的C#类，可以比较容易地实现数据访问。

本文中通过实验，逐步讲解了通过C#编写客户端程序，访问OPC.SimaticNet，对PLC数据进行读写的实现过程。自定义接口及自动化接口都进行了测试，但基于C#的语言特性，建议采用自定义接口访问，同时有很多OPCServer服务商，对外是不提供自动化接口的，西门子的SimaticNet及WinCC的OPCServer都提供自动化接口。

OPC Server端组态配置:

如上图建立连接S7_connection_1，然后在OPC Scout测试连接的正确性。

从上面可以看到数据访问都是正常的。

C#自动化接口

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;//引用连接库

第一步，添加下列命名空间（首先在COM组件中添加相应组件）

using OPCSiemensDAAutomation;

第二步，定义OPC相关变量

OPCServer MyOpcServer; //定义OPCServer

OPCGroup MyOpcGroup; //定义组

OPCItem MyOpcItem1; //Item

OPCItem MyOpcItem2; //值

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

第三步，建立连接及对象

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，同步读数据，

private void Btn_Read_S_Click(object sender,EventArgs e)//同步读数据

{

……

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

//ItemValues，Qualities，TimeStamps分别是值，质量码

//也可以通过调用SyncRead函数，参数可参考异步读函数

……

}

第四步，同步写数据

private void Btn_Write_S_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

MyOpcItem1.Write(Txt_W1.Text);

//也可以通过调用SyncWrite函数，参数可参考异步写函数

……

}

第五步，异步事件定义，

在异步操作情况下，需要定义相应的异步事件

MyOpcGroup.DataChange +=new

DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(MyOpcGroup_DataChange); //

//订阅方式下数据改变

iteComplete +=new

DIOPCGroupEvent_AsyncWriteCompleteEventHandler(MyOpcGroup_WriteComplete);

//写完成事件

MyOpcGroup.AsyncReadComplete += new

DIOPCGroupEvent_AsyncReadCompleteEventHandler(MyOpcGroup_ReadComplete);

//读完成事件

MyOpcGroup.AsyncCancelComplete += new

DIOPCGroupEvent_AsyncCancelCompleteEventHandler(MyOpcGroup_CancelComplete);

//取消操作事件

在使用中注意，其事件函数要按照特定接口：

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)

第六步订阅方式读

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

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

{

……

//注意数据改变时，Item数量要通过NumItems得到，也就是说只有数据改变时，才对一

遍，所以降低了服务器负担。要注意读语句写法。

……

}

第七步异步读

private void Btn_Read_A_Click(object sender,EventArgs e)//异步读事件

{

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的对应

……

}

注意array在函数内部做参数时，数据下标是从1开始的，所以要考虑将第0位空出

来，n个Item，就要定义n+1列数组，添加一个0，但在函数使用时，又是从左开始读的。

否则会报错。

第八步异步写

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)

{

……

}

同样要注意Array在函数内部做参数的传递。

第九步释放对象

private void Btn_Disconn_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

}

OPCItem的数据类型:

在通过自定义接口访问时，

ItemArray[1].szAccessPath = "";

ItemArray[1].szItemID = "S7:[S7 connection_1]DB10,Real4";//地址，不同数据类型表示

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，不同数据类型表

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;

审核编辑：汤梓红