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如何在C中实现OPC数据访问
如何在C#中实现OPC数据访问.txt41滴水能穿石,只因为它永远打击同一点。
42火柴如果躲避燃烧的痛苦,它的一生都将黯淡无光。
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如何在C#中实现OPC数据访问
HowtoaccomplishdataaccessingthroughOPCbyC#Getting-startedEdition(2009年03月>
摘要本文主要讲述了在C#语言环境下,编程实现通过SimaticNet提供的OPCServer,访问PLC中数据的步骤。
此方法同样适用于WinCC作为OPCServer时的数据访问。
关键词SimaticNet、C#、OPC、WinCCKeyWordsSimaticNet、C#、OPC、WinCC
IA&DTService&Support
Page2-47
如何在C#中实现OPC数据访问……11、概述……41.1OPC介绍……41.2OPC的读写方式……51.3OPC访问接口方式……62、测试环境……72.1硬件要求……72.2软件要求……73、OPCServer端组态配置……74、采用自定义接口过程……94.1同步读写……94.2异步读写……125、采用自动化接口实现过程……196、OPCItem的数据类型……237、小结……238、代码……238.1自动化接口……238.2自定义接口同步读写……288.3自定义接口异步读写……34
IA&DTService&Support
Page3-47
1、概述1.1OPC介绍OPC是ObjectLinkingandEmbedding 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。 图1: SimatcicNet提供的OPCServer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: OPCClient……OPCClient OPC.SimaticNET DPSNMPPNIO…… 图2: 多种数据提供方式 IA&DTService&Support Page4-47 1.2OPC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。 clientmyGroup.SynchRead(>Call server Reply 图3OPC同步读写服务器-客户端数据流图异步通讯时,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。 clienmyGroup.AsyncRead(Cal serve ReplmyGroup_AsyncReadComplete( 图4OPC异步读服务器-客户端数据流图 IA&DTService&SupportPage5-47 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。 clientmyGroup.IsSubscribed server SubscribeNotify myGroup_DataChange(>NotifymyGroup_DataChange(> 图5OPC同步读服务器-客户端数据流图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。 1.3OPC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。 图6自定义接口和自动化接口 IA&DTService&SupportPage6-47 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,OPCNETCOM包装器和OPCNETAPI,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。 2、测试环境2.1硬件要求采用400系列PLC,通过以太网连接到安装有simaticNet的计算机上。 computer: windows2003server192.168.0.102CPU: CPU414-3PN416-3FR05-0AB0192.168.0.12.2软件要求computer: S2007Visualstudio2005Step7V5.4SP43、OPCServer端组态配置 IA&DTService&Support Page7-47 在CPU中定义DB块: DB10 配置PCStation,参考其它文档。 如上图建立连接S7_connection_1,然后在OPCScout测试连接的正确性。 IA&DTService&Support Page8-47 从上面可以看到数据访问都是正常的。 4、采用自定义接口过程4.1同步读写建立同步读写工程: Sync_RW 测试中,对db10.dbw0及db10.dbw2读写操作,在Form窗口做如下设计: ControlButton: Button: Button: Button: nameBtn_ConnBtn_ReadBtn_WriteBtn_DisConnTextConnReadWritedisConn IA&DTService&Support Page9-47 TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: Txt_R1_ValueTxt_R1_QualityTxt_R1_TimeStampTxt_R2_ValueTxt_R2_QualityTxt_R2_TimeStampTxt_W1Txt_W2Txt_WriteStatus 第一步,添加下面命名空间: <首先需要在工程中添加相应的引用) usingOpcRcw.Comn。 usingOpcRcw.Da。 第二步,定义OPC相关变量, OpcRcw.Da.IOPCServerSrverObj。 //定义OPCServer对象OpcRcw.Da.IOPCSyncIOIOPCSyncIO2Obj=null。 //同步读对象OpcRcw.Da.IOPCGroupStateMgtIOPCGroupStateMgtObj=null。 //管理OPCGroup组对象internalconstintLOCALE_ID=0x407。 //OPCServer语言码-英语ObjectMyobjGroup1=null。 //OPCGroup对象int[]ItemServerHandle。 //Item句柄数组intpSvrGroupHandle=0。 //OPCGroup句柄 第三步,连接OPCServer,建立相应OPCGroup组,并添加需要读写的Item privatevoidBtn_Conn_Click(objectsender,System.EventArgse>{……//定义变量 IA&DTService&Support Page10-47 svrComponenttyp=Type.GetTypeFromProgID("OPC.SimaticNet","192.168.0.102">。 ServerObj=(OpcRcw.Da.IOPCServer>Activator.CreateInstance(svrComponenttyp>。 //"OPC.SimaticNet","192.168.0.102"是OPCServer名称及所在computer地址//CreateInstance创建一个OPCSerer的实例ServerObj.AddGroup(……>//增加相应的组,定义组的特性,并输出组的句柄IOPCSyncIO2Obj=(IOPCSyncIO>MyobjGroup1。 //为组同步读写定义句柄IOPCGroupStateMgtObj=(IOPCGroupStateMgt>MyobjGroup1。 //组管理对象ItemArray[0].szAccessPath=""。 ItemArray[0].szItemID="S7: [S7connection_1]DB10,INT0"。 //地址,不同数据类型表示方法不同ItemArray[0].bActive=1。 //是否激活ItemArray[0].hClient=1。 //标示ID,不同的Item不一样ItemArray[0].dwBlobSize=0。 ItemArray[0].pBlob=IntPtr.Zero。 ItemArray[0].vtRequestedDataType=2。 ……((OpcRcw.Da.IOPCItemMgt>MyobjGroup1>.AddItems(2,ItemArray,outpResults,outpErrors>。 //将定义的OPCTtem加入组内,注意数量……} 这里需要注意两个地方,对于hClient每个Item是不一样的。 根据读写的数据类型,需更改vtRequestedDataType的值,具体区分在后面说明。 第四步,同步读数据 privatevoidBtn_Read_Click(objectsender,EventArgse>{IOPCSyncIO2Obj.Read(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE,2,ItemServerHandle,outpItemValues,outpErrors>。 //读数据……Txt_R1_Value.Text=String.Format("{0}",pItemState[0].vDataValue>。 //读值Txt_R1_Quality.Text=GetQuality(pItemState[0].wQuality>。 //质量码DateTimedt=ToDateTime(pItemState[0].ftTimeStamp>。 Txt_R1_TimeStamp.Text=dt.ToString(>。 //读取时间} 在这里要注意pItemValues返回指向值信息的指针,要通过OPCITEMSTATE[]pItemState获得信息,其中OPCITEMSTATE是一个结构体,包含值,质量码,时间等。 publicstructOPCITEMSTATE{publicFILETIMEftTimeStamp。 publicinthClient。 IA&DTService&Support Page11-47 publicobjectvDataValue。 publicshortwQuality。 publicshortwReserved。 } 第五步,同步写数据 privatevoidBtn_Write_Click(objectsender,EventArgse>{……IOPCSyncIO2Obj.Write(2,ItemServerHandle,values,outpErrors>。 …… } 这里注意,如果数据类型不正确,数据是不能正确写入的。 第六步,注销相应实例 privatevoidBtn_Disconn_Click(objectsender,EventArgse>{……} 参考第8节代码。 4.2异步读写注意,订阅也是异步方式。 建立异步读写工程 测试中,对db10.dbw0及db10.dbw2读写操作,在Form窗口做如下设计: Control IA&DTService&Support name Text Page12-47 Button: Button: Button: Button: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: TextBox: Btn_ConnBtn_ReadBtn_WriteBtn_DisConnTxt_R1_ValueTxt_R1_Quality ConnReadWritedisConn Txt_R1_TimeStampTxt_R2_ValueTxt_R2_QualityTxt_R2_TimeStampTxt_R3_ValueTxt_R3_QualityTxt_R3_TimeStampTxt_R4_ValueTxt_R4_QualityTxt_R4_TimeStampTxt_W1Txt_W2Txt_WriteStatus CheckBox: CHK_Btn IA&DTService&Support Page13-47 第一步,添加下面命名空间: <首先需要在工程中添加相应的引用) usingOpcRcw.Comn。 usingOpcRcw.Da。 第二步,定义OPC相关变量 OpcRcw.Da.IOPCServerSrverObj。 //定义OPCServer对象OpcRcw.Da.IOPCAsyncIO2IOPCAsyncIO2Obj=null。 //异步读对象OpcRcw.Da.IOPCGroupStateMgtIOPCGroupStateMgtObj=null。 //管理OPCGroup组对象IConnectionPointContainerpIConnectionPointContainer=null。 //异步事件点IConnectionPointpIConnectionPoint=null。 //internalconstintLOCALE_ID=0x407。 //OPCServer语言码-英语ObjectMyobjGroup1=null。 //OPCGroup对象int[]ItemServerHandle。 //Item句柄数组intpSvrGroupHandle=0。 //OPCGroup句柄Int32dwCookie=0。 //thisclient'ssink 第三步,连接OPCServer,建立相应OPCGroup组,并添加需要读写的Item privatevoidBtn_Conn_Click(objectsender,System.EventArgse>{……//定义变量svrComponenttyp=Type.GetTypeFromProgID("OPC.SimaticNet","192.168.0.102">。 ServerObj=(OpcRcw.Da.IOPCServer>Activator.CreateInstance(svrComponenttyp>。 //"OPC.SimaticNet","192.168.0.102"是OPCServer名称及所在computer地址//CreateInstance创建一个OPCSerer的实例ServerObj.AddGroup(……>//增加相应的组,定义组的特性,并输出组的句柄IOPCAsyncIO2Obj=(IOPCAsyncIO2>MyobjGroup1。 //为组异步读写定义句柄IOPCGroupStateMgtObj=(IOPCGroupStateMgt>MyobjGroup1。 //组管理对象与同步不同,考虑增加如下语句: pIConnectionPointContainer=(IConnectionPointContainer>MyobjGroup1。 //定义特定组的异步调用连接Guidiid=typeof(IOPCDataCallback>.GUID。 //为所有的异步调用创建回调pIConnectionPointContainer.FindConnectionPoint(refiid,outpIConnectionPoint>。 //为OPCServer的连接点与客户端接收点之间建立连接pIConnectionPoint.Advise(this,outdwCookie>。 ItemArray[0].szAccessPath=""。 ItemArray[0].szItemID="S7: [S7connection_1]DB10,INT0"。 //地址,不同数据类型表示方法不同ItemArray[0].bActive=1。 //是否激活ItemArray[0].hClient=1。 //标示ID,不同的Item不一样ItemArray[0].dwBlobSize=0。 ItemArray[0].pBlob=IntPtr.Zero。 IA&DTService&Support Page14-47 ItemArray[0].vtRequestedDataType=2。 ……((OpcRcw.Da.IOPCItemMgt>MyobjGroup1>.AddItems(4,ItemArray,outpResults,outpErrors>。 //将定义的OPCTtem加入组内,注意数量……} 这里同样需要注意两个地方,对于hClient每个Item是不一样的。 根据读写的数据类型,需更改vtRequestedDataType的值,定义如上文。 另外,要注意理解异步调用时的服务器与客户端反馈关系。 第四步,异步读数据方式 privatevoidbtn_Read_A_Click(objectsender,System.EventArgse>{……IOPCAsyncIO2Obj.Read(4,ItemServerHandle,2,outnCancelid,outpErrors>。 //异步读,nCancelid、dwTransactionID都是为了客户端服务器的对应……} 调用异步读回调函数 publicvirtualvoidOnReadComplete(System.Int32dwTransid,System.Int32hGroup,System.Int32hrMasterquality,System.Int32hrMastererror,System.Int32dwCount,int[]phClientItems,//读数据句柄object[]pvValues,//返回值short[]pwQualities,//返回质量码OpcRcw.Da.FILETIME[]pftTimeStamps,//返回时间戳int[]pErrors>//错误码{……Txt_R1_Value.Text=String.Format("{0}",pvValues[0]>。 Txt_R1_Quality.Text=GetQuality(pwQualities[0]>。 DateTimedt=ToDateTime(pftTimeStamps[0]>。 Txt_R1_TimeStamp.Text=dt.ToString(>。 ……} 编译执行,程序会几方面的报错。 第五步,订阅方式读回调函数及实现COM映射上面程序会有以下几种情况的报错: IA&DTService&SupportPage15-47 问题1: 程序执行后,弹出如下错误,Addgroup报错 主要原
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