C#.Net平台与OPC服务器通讯

最近，我们Ndolls工作室承接了山大某个自动化控制项目，主要做了一套工控信息化系统，其中有一个功能模块是将系统管理的一部分数据参数发送至OPC服务器，由OPC服务器接收数据后执行相应工控操作。第一次接触OPC的项目，有点头大，与大家分享一点经验，希望对大家有所帮助。

一、开发调试环境

1、系统环境：win7 64位

2、开发工具：Microsoft Visual Studio 2010(.Net4.0)

3、OPC组件：Interop.OPCAutomation.dll

下载地址：http://www.ndolls.net/doc/OPCAutomation.zip

4、OPC Server仿真软件：ICONICS Simulator OPC Server 3.12

下载地址（需要登陆后下载）：http://www.ndolls.net/doc/ICONICSSimulatorOPCServer3.12.zip

二、注意事项

1、Interop.OPCAutomation.dll需要在系统进行注册，可以直接运行如下命令：

regsvr32 Interop.OPCAutomation.dll存放路径

如因为win7系统权限问题无法注册成功，请使用如下命令：

runas /user:administrator regsvr32 Interop.OPCAutomation.dll存放路径

2、请将项目设置成X86模式，不然Interop.OPCAutomation.dll会调用失败。

3、使用仿真软件ICONICS Simulator OPC Server需要开启Distributed Transaction Coordinator服务。

4、在调用Interop.OPCAutomation.dll过程中，如遇到返回错误码，可参考以下地址进行分析解决：

https://www.cnblogs.com/heroius/p/7401026.html

5、Interop.OPCAutomation.dll中文文档可从以下地址下载：

http://www.ndolls.net/doc/OPC_API.pdf

三、Demo界面以及代码分析（下载地址：http://www.ndolls.net/doc/OPCManage.zip）

Demo主要实现了向OPC服务器指定的分组和标签定向发送数据。

下图为demo的winform界面

下图为仿真软件界面

下面贴上代码，请注意首先需要添加引用using OPCAutomation

        #region 变量

        //OPCServer的IP
        private String strHostIP;
        //OPCServer的主机名
        private String strHostName;
        //是否和OPCServer建立连接
        private Boolean opc_connected;
        //建立的OPCServer对象
        private OPCServer myServer;
        //OPCServer节点浏览器
        private OPCBrowser myOPCBrowser;
        //分组集合
        private OPCGroups myGroups;
        //分组实例
        private OPCGroup myGroup;
        //分组的TAG节点
        private OPCItems myItems;
        //服务端句柄
        int itmHandleServer = 0;
        //要写入的叶子节点
        private OPCItem[] myItemArray;

        #endregion

        #region 触发事件

        /// <summary>
        /// 每当项数据有变化时执行的事件
        /// </summary>
        /// <param name="TransactionID">处理ID</param>
        /// <param name="NumItems">项个数</param>
        /// <param name="ClientHandles">项客户端句柄</param>
        /// <param name="ItemValues">TAG值</param>
        /// <param name="Qualities">品质</param>
        /// <param name="TimeStamps">时间戳</param>
        void myGroup_DataChange(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles, ref Array ItemValues, ref Array Qualities, ref Array TimeStamps)
        {
            for (int i = 1; i <= NumItems; i++)
            {
                txtValue.Text = ItemValues.GetValue(i).ToString();
            }

            //为方便测试，显示到状态栏输出
            lblState.Text = "TransactionID:" + TransactionID.ToString() + "--" + "NumItems:" + NumItems.ToString();
        }

        /// <summary>
        /// 写入TAG值时执行的事件
        /// </summary>
        /// <param name="TransactionID">处理ID</param>
        /// <param name="NumItems">项个数</param>
        /// <param name="ClientHandles">项客户端句柄</param>
        /// <param name="Errors">服务器返回的错误信息</param>
        void myGroup_AsyncWriteComplete(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles, ref Array Errors)
        {
            //为方便测试，显示到状态栏输出
            for (int i = 1; i <= NumItems; i++)
            {
                lblState.Text = "TransactionID:" + TransactionID.ToString() + "--" + "ClientHandle:" + ClientHandles.GetValue(i).ToString() + "--" + "ErrorValue: " + Errors.GetValue(i).ToString();
            }
        }

        #endregion

        #region 按钮事件


        /// <summary>
        /// 连接服务器
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnConIP_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //根据输入获取OPC服务器IP地址
            strHostIP = txtIP.Text;

            //通过IP来获取OPC服务器主机名
            IPHostEntry ipHostEntry = Dns.GetHostEntry(strHostIP);
            strHostName = ipHostEntry.HostName.ToString();

            try
            {
                //实例化OPC服务
                myServer = new OPCServer();

                //获取OPCServer列表
                object serverList = myServer.GetOPCServers(strHostName);

                //将OPCServer展示到ComboBox
                foreach (string turn in (Array)serverList)
                {
                    cmbServer.Items.Add(turn);
                }
                cmbServer.SelectedIndex = 0;

                //开启OPC连接按钮
                btnOPC.Enabled = true;
            }
            catch (Exception err)
            {
                MessageBox.Show("枚举OPC服务出错：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 连接OPC服务器
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnOPC_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //根据选择的OPCServer进行连接
                myServer.Connect(cmbServer.Text, strHostIP);

                //根据连接成功与否输出状态信息
                if (myServer.ServerState == (int)OPCServerState.OPCRunning)
                {
                    lblState.Text = "已连接到:" + myServer.ServerName;
                    //显示服务器信息
                    lblState.Text += "----开始时间:" + myServer.StartTime.ToString();
                    lblState.Text += "----版本:" + myServer.MajorVersion.ToString() + "." + myServer.MinorVersion.ToString() + "." + myServer.BuildNumber.ToString();
                }
                else
                {
                    lblState.Text = "状态：" + myServer.ServerState.ToString();
                }

                //已连接标记
                opc_connected = true;

                //开启获取标签按钮
                btnGetGrps.Enabled = true;

                MessageBox.Show("链接OPC成功");
            }
            catch (Exception err)
            {
                MessageBox.Show("初始化出错：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 获取OPC服务器所有分组和标签
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnGetGrps_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //实例化Tag浏览器
            myOPCBrowser = myServer.CreateBrowser();

            //展开分组
            myOPCBrowser.ShowBranches();

            //展开标签
            myOPCBrowser.ShowLeafs(true);

            //将所有分支和叶子节点显示到ListBox
            lstItems.Items.Clear();
            foreach (object turn in myOPCBrowser)
            {
                lstItems.Items.Add(turn.ToString());
            }

            //开启定位标签按钮
            btnSetItem.Enabled = true;
        }


        /// <summary>
        /// 根据列表中选中的当前标签，定位到需要发送数据的标签
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnSetItem_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                /**
                 * 需要注意，不同的OPC服务器的标签格式也是不同的
                 * 测试时，使用的是ICONICS Simulator OPC Server，标签格式如：Textual.Memory
                 * 生产环境时，使用的是SimaticNet_V13Sp1，标签格式如：S7:[S7_Connection_1]MReal120
                 * **/

                //根据ListBox选中的标签，处理得到分组名称
                string groupName = lstItems.Text;

                //实例化组
                myGroups = myServer.OPCGroups;
                myGroup = myGroups.Add(groupName);

                //设置缺省的组属性
                myServer.OPCGroups.DefaultGroupIsActive = true;
                myServer.OPCGroups.DefaultGroupDeadband = 0;
                myGroup.UpdateRate = 250;
                myGroup.IsActive = true;
                myGroup.IsSubscribed = true;

                //定位需要发送数据的目标项
                myItems = myGroup.OPCItems;

                //实例化组内标签
                myItemArray = new OPCItem[1];

                //填充项目组
                myItemArray[0] = myItems.AddItem(lstItems.Text, 1);

                //获取服务端句柄
                itmHandleServer = myItemArray[0].ServerHandle;

                //监听组内数据变化
                myGroup.DataChange += new DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(myGroup_DataChange);
                myGroup.AsyncWriteComplete += new DIOPCGroupEvent_AsyncWriteCompleteEventHandler(myGroup_AsyncWriteComplete);

                //开启发送参数按钮
                btnWrite.Enabled = true;
            }
            catch (Exception err)
            {
                MessageBox.Show("创建组出现错误：" + err.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 写入值
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnWrite_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //获取之前定位的标签
            OPCItem bItem = myItems.GetOPCItem(itmHandleServer);

            //根据用户界面输入生成数据对象
            int[] temp = new int[2] { 0, bItem.ServerHandle };
            Array serverHandles = (Array)temp;
            object[] valueTemp = new object[2] { "", txtMyValue.Text };
            Array values = (Array)valueTemp;
            Array Errors;
            int cancelID;

            //异步写入到OPC服务器
            myGroup.AsyncWrite(1, ref serverHandles, ref values, out Errors, 2009, out cancelID);

            //回收资源
            GC.Collect();
        }


        /// <summary>
        /// 关闭窗体时，关闭链接
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void OPCManage_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (!opc_connected)
            {
                return;
            }

            if (myGroup != null)
            {
                myGroup.DataChange -= new DIOPCGroupEvent_DataChangeEventHandler(myGroup_DataChange);
            }

            if (myServer != null)
            {
                myServer.Disconnect();
            }

            opc_connected = false;
        }

        #endregion

四、生产环境

真实的生产环境中，工控终端采用西门子数控系统(SINUMERIK 808)，OPC服务器采用SimaticNet_V13Sp1。由工控人员预先在OPC服务的S7:[S7_Connection_1]M分组下，创建MReal120—MReal140共6个寄存节点，用于接收软件写入的工艺参数。本系统用户根据需要从我们的软件中检索工艺参数，并定向写入到OPC服务器的S7:[S7_Connection_1]M节点下，由数控人员控制数控系统从OPC服务器获取到最新参数进行生产。