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OPC通信从入门到精通_2_OPC通信详解和C#客户端编程(OPC基础概念；OPC通信仿真（KepServer作为OPC服务器；使用Modbus Slave和另外软件仿真2个PLC设备）；C#程序)_opc通讯

作者：我家小花儿 | 2024-05-29 10:18:58

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opc通讯

文章目录

1. OPC基础概念
2. OPC通信仿真和编程

1. OPC基础概念

OPC诞生缘由：OPC诞生之前，软件工程师是不了解硬件和协议的
OPC解决的是软件和硬件之间的问题，让软件工程师无需了解协议及底层硬件，例如串口协议等
OPC起到了桥梁的作用：软件工程师对接OPC，OPC对接硬件
OPC是一种通讯方式，落到实处就是一个软件，就需要开发相应的软件，比较大的公司开发的OPC软件有KepServer 、西门子、NI等，有些是对接自己的产品，像KepServer是对接很多自动化公司的产品，采集数据到OPC软件，OPC软件也是一个服务器，使得软件工程师通过对接OPC软件就可以间接获取到PLC等硬件数据。
有了OPC软件，软件工程师都可以不用懂PLC，对于软件工程师就变成了OPC变量
OPC变量是节点式的，不是一个一个的，而是一节一节的，也就是级别，设备（通道）->组->变量，下图就是OPC结构的示意图
首先明确OPC != KepServer， KepServer只是一个OPC软件

上面是一个概念上的认识，如果要落到实处，最好是使用代码敲出来

2. OPC通信仿真和编程

选择硬件，但是没有硬件，可以使用仿真方式进行。

2.1 采用Modbus Slave软件作为模拟实际设备进行Modbus的通信仿真

此处采用Modbus Slave软件作为模拟设备，假设进行Modbus的通信仿真
在这里插入图片描述
下图仿真的就是保持寄存器0开始的10个，40001是相对地址，通讯一般使用相对地址，说明书中会写绝对地址，每个寄存器的含义需要查看说明书

2.1.1 Modbus通信中如何存储不同类型数据

（1）浮点数
Modbus是以寄存器为单位，一个寄存器占16位，当想要表示浮点数时就需要使用两个寄存器进行拼接，下面是表示浮点数的方法
在这里插入图片描述
设置之后40001和40002就用来存储浮点数，其他寄存器中存储的数据类型不受影响

上图中44、3和1均是int16类型，取值范围为-32768~+32767

（2）double
以下是用来表示double类型
在这里插入图片描述

（3）int32
当想表示int32的话，设置如下：

利用这10个寄存器，区定义如下的5个参数

2.2 KepServer软件作为OPC服务器

现在想要对上面的5个参数进行读取，就得使用KepServer软件（学习时使用），软件可以通过“dotNet工控上位机”公众号获取，关于软件的安装破解可以参考OPC底层原理剖析1。

软件安装完后的界面如下图所示：
在这里插入图片描述

2.2.1 如何将KepServer与Modbus Slave（模拟实际设备）进行配置及通信

首先可以看到Modbus Slave是没有通过报文与其他进行交互
在这里插入图片描述
在KepServer中添加通道，根据通信类型选择对应的驱动（其中有多种品牌的通讯方式等）如下图所示

起名字，只是起到标识的作用

一直点“下一步”到如下界面

“单击添加设备”->起设备名

填写设备IP和ID
在这里插入图片描述
设备ID的查询方式如下

一直点“下一页”至“完成”

创建“组”和“标记”：组和标记可以是同级，也可以使用组来管理标记，一般创建一个组来管理“标记”就够用了

按照Modbus Slave中的名称、地址、数据类型新建标记
在这里插入图片描述
创建好标记之后，界面如下图所示：

利用上图中配置的标记验证前面的设置是否正确，如果正确就可以配置其他的标记了。
保存设置->运行->连接->确定，通过下图中小眼镜的标志可以打开如下界面，再在Modbus Slave中Display->Communication查看是否存在报文，如果存在报文发送接收，就代表连接成果
在这里插入图片描述
由于视频中介绍的时候，一直连接不上，后期是没有建组，直接在通道1下创建了设备1来查看压力

当两个的数据无法对应时，可以通过调整Modbus Slave中数据的格式来显示一致
在这里插入图片描述
当实际中Modbus Slave代表的硬件中的数据无法修改时，可以在KepServer中双击对应的设备1来修改数据的大小端顺序等

此时就模拟了数据从PLC读取到OPC服务器中

2.3 基于C#利用VS写一个客户端同时读多个设备变量值

可以发现，只有打开OPC Quick Client的打开情况下发送请求后，才会与Modbus Slave通信，当关闭OPC Quick Client通信就会断开（OPC Quick Client扮演客户端，Modbus Slave扮演服务器），这里就是客户端OPC Quick Client通过KepServer与Modbus Slave进行通信。
在这里插入图片描述
此时就需要写一个客户端与KepServer进行通信。

2.3.1 库文件导入

基于库进行开发，视频提供的dll文件进行开发
在这里插入图片描述
将.dll文件复制到根目录下

添加引用

2.3.2 如何连接OPC服务器

首先有个问题：KepServer本质上是一个服务，将软件关闭之后，OPC是否还在运行呢？

关闭KepServer软件，使用“新阁教育配置一体化软件”模仿客户端（起到的作用与OPC Quick Client是一样的）进行如下测试：
在这里插入图片描述

可以发现值是一值在读取的，报文也是一直存在的，说明其是一直以服务的形式存在（软件可以关，服务一直在跑）

我们自己写软件进行连接，其实连接的是一个服务，服务是有名字的，连接某个服务其实是连接某个计算机的某个服务，OPC服务是可以在不同电脑中，只要在一个局域网中，OPC在一个服务器中，客户端在另一个电脑中，是可以跨网络的。

以前的框架中会有专门的电脑做OPC服务器，想要连接某个服务就需去找某个电脑的某个指定服务名称

在这里插入图片描述

2.3.2.1 服务名称查找方法

“我的电脑”右键选择“管理”->“服务和应用程序”->“服务”，在其中找
在这里插入图片描述
此时其实是看不到服务名称的，Kepware.KEPServerEX.V6这个名字其实是通过获取得到的，v6代表版本号，如果你的KepServer是4.x，那么就是v4

2.3.2.2 写代码得到服务名称

以下代码是在一个“combox”中添加OPC服务节点
在这里插入图片描述
运行后在“combox”中可以看到由于博主安装了很多软件，所以会添加很多的OPC服务节点

一般服务器名称和服务名称都是写死的，获取到之后就可以写死

以下是此时对应的原始界面
在这里插入图片描述

2.3.2.2 写代码连接OPC服务器

给“连接OPC服务器”按钮下写代码

可以看到连接也是使用的OPCServer OPCServer = new OPCServer()中的OPCServer，后面的操作都是围绕着这个去做，相当于句柄或者说通信对象。
在这里插入图片描述
运行之后效果如下：

下来需要读数据，验证确实是连接成功

2.3.3 读数据验证是否连接成果

首先我们知道OPC读取数据的3种方式：同步、异步、订阅

同步理解：你到现场去做项目，一步步的在现场去解决问题，这就是同步；异步理解：去现场遇到难得问题，交给别人去做，自己跳过难得问题去解决其他问题，别人把难得问题解决了告诉你，此时项目解决的问题会更多一些，而不会因为难得问题卡住；订阅理解：不去现场，将项目分配给某个人，他做好之后告诉你，做的过程中不会有任何交互，这就是订阅
通信也是，同步就是读一次，有返回了才读第二次；异步就是我只管读，读完之后会通过事件告诉我读好了，你来进行解析；订阅就是有100个变量，我只读10个变量，如果不发生变化就不会通知，一旦发生变化就会通过事件来进行通知
以其课程为例：采用订阅，如果课程更新了就会通知学员课程更新了；如果采用异步，就是安排别人去刷，有更新了再告诉你；同步就是你不停的去刷

显然以上述理解，订阅和异步的效率会更高些

今天只讲效率最高的一种方式：订阅方式

做订阅，首先需要有变量，OPC中存在很多集，很多东西，以下是不好理解的

创建对象
OPCGroup OPCGroup ; OPCGroups OPCGroups ;

句柄：就是一个整型值，是个代号，Windows底层想要窗体之间传递各种信息，靠窗体名称去传很浪费资源，所以给每个窗体创建一个代号就方便很多

Item ID获取并写入代码中
在这里插入图片描述
通过以下代码会在值发生变化的时候去触发事件，当第一次连接之后，先会将所有值都读一遍，从而触发private void OPCGroup_DataChange(…)``

经过实验看到触发成功

触发了成功也就代表订阅成功，下来就要对事件传的数据根据句柄进行解析