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运用C#编程通过OPC方式实现PC机与西门子PLC通讯

发布时间:2019-06-11

1、 OPC服务介绍

  西门子提供的最新软件:Simatic Net PC-Software CD 2005为各种组态软件的开发提供了一个统一的平台,它建立的PC站既为一些组态软件,如:WinCC、Protol等提供了与PLC的通讯平台,也提供了一套接口,可使用高级语言编程通过Simatic Net访问PLC数据。本文讨论的主要就是这个编程接口,最新版的Simatic NET支持五种编程方式:

<1>、ActiveX控件

  提供了一系列数据访问控件,以便于向VB6这种语言使用控件的方式与PLC通讯。

<2>、OPC自动化

为VB6、Dephi等语言运用OLE 自动化的方式进行编程。

<3>、OPC用户接口

  这是专门为VC++提供的一种高效编程方式,其灵活程度与执行效率比前面的两种方式均要高得多。

<4>、针对微软的.NET平台的OPC用户接口

  这也是一种非常灵活的编程接口,不过它针对的是.NET平台,其提供了大量的.NET类库,以便于像VC#、VB.NET等高级语言编程。本文将详细的介绍该接口。

<5>、OPL XML接口

  顾名思义,主要是针对XML编程的。

  对于<2>、<3>、<4>编程方式,他们各自又可以分为同步访问方式和异步访问方式。按西门子的文档解释:同步通讯指的是当一个客户在访问服务器时,其他客户的访问必须等待,直到服务器处理完该客户的请求,才能继续进行下一个服务,异步访问与之正好相反,本文主要讲的是同步编程篇,异步篇以后再提供。

2、 配置OPC服务器

  要进行编程,必须先配置服务器。本文以Prfibus DP网络为例,介绍PC站的配置。其内容主要来自西门子文档。

需要的软件:

Step7 V5.3
Simatic Net PC-Software CD 2005

需要的硬件:

  至少为CP5611或以上级别,笔记本可以为CP5511,带DP口的S7-300 PLC(若使用Simatic NET的仿真功能可以不需要这些硬件,后面会介绍到)

  <1>、组态一个S7站,配置Profibus DP网络,其DP地址设为3,并下载到PLC,然后把网线由MPI口转到DP口。S7站的配置这里就不介绍了。

  <2>、在 Step7 V5.3中建立一个新工程,插入一个PC站,并把该PC站的名字改成与你的计算机名字相同。打开该PC站的硬件组态界面。插入OPC服务器和连接卡CP5611(或者CP5511),他们在PC槽中处的位置可以任意,如下图:

 

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  注:在插入CP5611时,应该选择与组态S7站一样的Profibus网络,并将网络地址设为2,一定不要与PLC的地址冲突。

  然后点击下面工具条标为红色的按钮:

 

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  选中”OPC Server”,然后插入一个新的连接,如下图:

 

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  在弹出的对话框中选择连接类型为S7 Connection,如下图:

 

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  在OK后,然后在新对话框的红色标志位置输入3,表示PLC的地址,如下图:

 

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  并选择Address Details…,设置CPU的槽号为2,如下图:

 

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  OK后,然后编译并保存。

  <3>、然后建立OPC服务器,有两种方式,本文介绍较简单的一种。

  打开,Simatic Net中的Station Configurator,一般安装后,他会自动启动,并点击Import Station…按钮,找到你刚才在Step 7中建立PC站时创建的

  XDBs文件夹下的XDB文件,然后导入成功。

  <4>、可以使用Simatic Net中的OPC Scout,并选择Simatic NET服务,然后在它下面创建组,然后在组下创建变量,这样可以监控PLC数据,VC#编程不需要使用该程序,但熟悉使用OPC Scout有利于了解Simatic Net中的编程结构。

  说明:打开Simatic Net中的Configuration Console,选中S7进行如下的配置后,可以不需要PLC、CP5611等并可以模拟,如下图:

 

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  上面的所有步骤,均可在Configuration Console下,PC Station的根树下,选择相应的帮助文档得到。

3、 OPC编程

<1>、西门子的变量结构如下:

----------------------服务器------------------------------
/ OPC.SimaticNet OPCServer.Wincc .... (一系列类型的服务器)
/ Group1 Group2 Group3 ...(把更新时间一致的变量统一为一个组)
/ Item1 Item2 ... (变量:I、Q、M、DB等,指向网络中某个PC站OPC Server服务的某个连接)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  第一层是不同种类的服务器,如:OPC.SimaticNET类型,OPC.SimaticNET.DP类型,OPCServer.WinCC等一系列类型,这里选择OPC.SimaticNET类型。

第二层是Group,一个服务器下可以有多个组,可以把组理解为扫描周期相同的一系列变量的集合。在开发组态界面时,可以把一个界面中的所有变量统一到一个组中。

第三层是Item,项是指向网络中某个PC站OPC Server服务的某个连接的一系列变量,如:I、Q、M、DB等

<2>、项的命名

  项即Item,在S7连接中针对的直接是PLC中的变量,因此它的命名很重要:

  格式: :[]
其中的protocolID表示连接类型,在上面的组态PC站时可以选择,这里应该与它一致,类型有9种,最常用的为S7,即S7连接,其他类型请参看文档。

  Connectionname:顾名思义,即在上面的组态PC站时产生的连接名,如果使用仿真功能,连接名为DEMO Variablename:变量名有一系列规则,这里举例说明,读者也可以使用OPC Scout创建变量,学习程序是如何生成变量名的。

S7:[DEMO]MB1 :表示连接类型为S7,连接名为DEMO(这里为仿真),变量为MB1
S7:[DEMO]QB0,3: 表示为从QB0开始的三个连续变量。
S7:[DEMO]DB10,X4.6 :表示DB10的DBX4.6。

<3>、添加引用

  在VC#开发环境中添加对OpcRcw.Da库的引用引用,该库属于.NET库,不属于COM库,西门子虽然编写了类库,以提供对.NET平台的支持,但这些类库仍然难于编程,

  里面包含了大量的在托管和非托管区传输数据,因此我们需要在它的基础上再开发一个类库,以简化以后的编程,首先在类的开头使用命名空间:
using System.Runtime.InteropServices;
using OpcRcw.Da;
using System.Collections;

<4>、编程

1、 在类的开头部分生名变量

private string serverType="";
private IOPCServer pIOPCServer; // OPC server接口
private Object pobjGroup1; // Pointer to group object
private int nSvrGroupID; // server group handle for the added group
private System.Collections.Hashtable groupsID=new Hashtable(11); //用于记录组名和组ID号
private System.Collections.Hashtable hitemsID=new Hashtable(17); //用于记录项名和项ID号
private Guid iidRequiredInterface;
private int hClientGroup = 0; //客户组号
private int hClientItem=0; //Item号

2、 创建服务器,编写Open()方法
///


/// 创建一个OPC Server接口
///
///
/// 若为true,创建成功,否则创建失败
public bool Open(out string error)
{
error="";bool success=true;
Type svrComponenttyp ;
//获取 OPC Server COM 接口
iidRequiredInterface = typeof(IOPCItemMgt).GUID;
svrComponenttyp = System.Type.GetTypeFromProgID(serverType);
t
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