OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control 的縮寫，它是微軟公司的對(duì)象鏈接和嵌入技術(shù)在過(guò)程控制方面的應(yīng)用。OPC以O(shè)LE/COM/DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶/服務(wù)器模式，為工業(yè)自動(dòng)化軟件面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機(jī)之間交換自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法，采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后，硬件開(kāi)發(fā)商將取代軟件開(kāi)發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的OPC接口程序，而軟件開(kāi)發(fā)者可免除開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的工作，充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，把更多的精力投入到其核心產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上。

SimaticNet是西門子全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它為完善的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通訊提供部件和網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)提供多個(gè)OPCServer，為數(shù)據(jù)的外部訪問(wèn)提供接口，本文主要以O(shè)PC.SimaticNET為例說(shuō)明。

采用不同的通信方式，通過(guò)OPC.SimaticNET，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可以方便地提供給用戶：

OPC的讀寫方式

在實(shí)際使用中，主要包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的讀寫操作。

OPC讀數(shù)有三種方式：同步、異步、訂閱。

同步通訊時(shí)，OPC客戶程序向OPC服務(wù)器進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，OPC客戶程序必須等到OPC服務(wù)器對(duì)應(yīng)的響應(yīng)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(tài)，若進(jìn)行讀操作，那么必須等待OPC服務(wù)器響應(yīng)后才返回。因此在同步通訊時(shí)，如果有大量數(shù)據(jù)進(jìn)行操作或者有很多OPC客戶程序?qū)PC服務(wù)器進(jìn)行讀操作，必然造成OPC客戶程序的阻塞現(xiàn)象。因此同步通訊適用于OPC客戶程序較少，數(shù)據(jù)量較小時(shí)的場(chǎng)合。

異步通訊時(shí)，OPC客戶程序?qū)Ψ?wù)器進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，OPC客戶程序請(qǐng)求后立刻返回，不用等待OPC服務(wù)器的響應(yīng)，可以進(jìn)行其它操作。OPC服務(wù)器完成響應(yīng)后再通知OPC客戶程序，如進(jìn)行讀操作，OPC客戶程序通知OPC服務(wù)器后離開(kāi)返回，不等待OPC服務(wù)器的讀完成，而OPC服務(wù)器完成讀后，會(huì)自動(dòng)的通知OPC客戶程序，把讀結(jié)果傳送給OPC客戶程序。因此相對(duì)于同步通訊，異步通訊的效率更高。

訂閱方式時(shí)，OPC客戶程序?qū)Ψ?wù)器進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，OPC客戶程序操作后立刻返回，不用等待OPC服務(wù)器的操作，可以進(jìn)行其它操作， OPC 服務(wù)器的Group組在組內(nèi)有數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，自動(dòng)根據(jù)更新周期刷新相應(yīng)的客戶端數(shù)據(jù)，如下圖，客戶端只向OPC服務(wù)發(fā)送一次請(qǐng)求，之后不再對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求。

OPC寫數(shù)有兩種方式：同步、異步。區(qū)別與上面講的機(jī)制一樣，在生產(chǎn)應(yīng)用中，如果寫數(shù)據(jù)參與控制，一般采用同步方式。

OPC訪問(wèn)接口方式:

OPC主要包含兩種接口：CUSTOM標(biāo)準(zhǔn)接口和OLE自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口，自定義接口是服務(wù)商必須提供的，而自動(dòng)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(yǔ)言的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)；

自動(dòng)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(yǔ)言的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。

許多OPC服務(wù)器，包括OPC.SimaticNet，是在COM平臺(tái)開(kāi)發(fā)的，從而對(duì)于基于.NET 框架下的C#語(yǔ)言，作為客戶端程序語(yǔ)言訪問(wèn)OPCServer，需要解決兩個(gè)平臺(tái)間無(wú)縫遷移的問(wèn)題。OPC基金會(huì)對(duì)會(huì)員提供了OpcRcw動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，OPC NET COM包裝器和OPC NET API，將OPC復(fù)雜的規(guī)范封狀成簡(jiǎn)單易用的C#類，可以比較容易地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

本文中通過(guò)實(shí)驗(yàn)，逐步講解了通過(guò)C#編寫客戶端程序，訪問(wèn)OPC.SimaticNet，對(duì)PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。自定義接口及自動(dòng)化接口都進(jìn)行了測(cè)試，但基于C#的語(yǔ)言特性，建議采用自定義接口訪問(wèn)，同時(shí)有很多OPCServer服務(wù)商，對(duì)外是不提供自動(dòng)化接口的，西門子的SimaticNet及WinCC的OPCServer都提供自動(dòng)化接口。

OPC Server端組態(tài)配置:

如上圖建立連接S7_connection_1，然后在OPC Scout測(cè)試連接的正確性。

從上面可以看到數(shù)據(jù)訪問(wèn)都是正常的。

C#自動(dòng)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(kù)

第一步，添加下列命名空間（首先在COM組件中添加相應(yīng)組件）

using OPCSiemensDAAutomation;

第二步，定義OPC相關(guān)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(duì)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(shù)據(jù)，

private void Btn_Read_S_Click(object sender,EventArgs e)//同步讀數(shù)據(jù)

{

……

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

//ItemValues，Qualities，TimeStamps分別是值，質(zhì)量碼

//也可以通過(guò)調(diào)用SyncRead函數(shù)，參數(shù)可參考異步讀函數(shù)

……

}

第四步，同步寫數(shù)據(jù)

private void Btn_Write_S_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

MyOpcItem1.Write(Txt_W1.Text);

//也可以通過(guò)調(diào)用SyncWrite函數(shù)，參數(shù)可參考異步寫函數(shù)

……

}

第五步，異步事件定義，

在異步操作情況下，需要定義相應(yīng)的異步事件

MyOpcGroup.DataChange +=new

DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(MyOpcGroup_DataChange); //

//訂閱方式下數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)改變時(shí)，Item數(shù)量要通過(guò)NumItems得到，也就是說(shuō)只有數(shù)據(jù)改變時(shí)，才對(duì)一

遍，所以降低了服務(wù)器負(fù)擔(dān)。要注意讀語(yǔ)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(duì)應(yīng)

……

}

注意array在函數(shù)內(nèi)部做參數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)下標(biāo)是從1開(kāi)始的，所以要考慮將第0位空出

來(lái)，n個(gè)Item，就要定義n+1列數(shù)組，添加一個(gè)0，但在函數(shù)使用時(shí)，又是從左開(kāi)始讀的。

否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。

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(shù)內(nèi)部做參數(shù)的傳遞。

第九步釋放對(duì)象

private void Btn_Disconn_Click(object sender,EventArgs e)

{

……

}

OPCItem的數(shù)據(jù)類型:

在通過(guò)自定義接口訪問(wèn)時(shí)，

ItemArray[1].szAccessPath = "";

ItemArray[1].szItemID = "S7:[S7 connection_1]DB10,Real4";//地址，不同數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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;