如何在 C#中实现 OPC 数据访问
How to accomplish data accessing through OPC by C#
Getting-started
Edition (2009 年 03 月)
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109481353
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 OPC Server,
访问 PLC 中数据的步骤。此方法同样适用于 WinCC 作为 OPC Server 时的数据访问。
关键词 SimaticNet、C#、OPC、WinCC
Key Words SimaticNet、C#、OPC、WinCC
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如何在 C#中实现 OPC 数据访问 ............................................................................................... 1
1、概述 ............................................................................................................................... 4
1.1 OPC 介绍 .................................................................................................................. 4
1.2 OPC 的读写方式 ........................................................................................................ 5
1.3 OPC 访问接口方式 .................................................................................................... 6
2、测试环境 ........................................................................................................................ 7
2.1 硬件要求 .................................................................................................................... 7
2.2 软件要求 .................................................................................................................... 7
3、OPC Server 端组态配置 ................................................................................................ 7
4、采用自定义接口过程 ...................................................................................................... 9
4.1 同步读写 .................................................................................................................... 9
4.2 异步读写 .................................................................................................................. 12
5、采用自动化接口实现过程 ............................................................................................. 19
6、OPCItem 的数据类型 ................................................................................................... 23
7、小结 ............................................................................................................................. 23
8、代码 ............................................................................................................................. 23
8.1 自动化接口 .............................................................................................................. 23
8.2 自定义接口同步读写 ................................................................................................ 28
8.3 自定义接口异步读写 ................................................................................................ 34
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1、概述
1.1 OPC 介绍
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。
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:
OPC Client ……
OPC Client
OPC.SimaticNET
SNMP PNIO ……
DP
图 2:多种数据提供方式
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1.2 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。
myGroup.SynchRead()
client
server
Call
Reply
图 3 OPC 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。
myGroup.AsyncRead(
)
clien
t
serve
r
Cal
Repl
myGroup_AsyncReadComplete(
图 4 OPC 异步读服务器-客户端数据流图
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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。
myGroup.IsSubscribed
client
server
Subscribe
myGroup_DataChange()
myGroup_DataChange()
Notify
Notify
图 5 OPC 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。
1.3 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。
图 6 自定义接口和自动化接口
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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。
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:windows 2003 server--------192.168.0.102
CPU:CPU414-3PN ------416-3FR05-0AB0--------192.168.0.1
2.2 软件要求
computer:
ü Simatic.net 2007
ü Visual studio 2005
ü Step7 V5.4 SP4
3、OPC Server 端组态配置
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在 CPU 中定义 DB 块:DB10
配置 PC Station,参考
其它文档。
如上图建立连接 S7_connection_1,然后在 OPC Scout 测试连接的正确性。
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