Java實現OPC通信

不回復任何問題，有問題可以評論。

錄屏簡單說了一下文章內容，視頻地址：https://www.bilibili.com/video/BV13V411f7Ch/

1.PLC和OPC

使用的PLC：西門子的S7-300，具體型號如下圖

使用的OPC server軟件：

• 項目使用KEPServer V6（450M，中文）：百度網盤?，密碼: ykj2
• 模擬仿真用的 MatrikonOPCSimulation（50M），百度網盤，密碼: mcur

2.連接測試

什么是OPC

OPC是工業(yè)控制和生產自動化領域中使用的硬件和軟件的接口標準，以便有效地在應用和過程控制設備之間讀寫數據。O代表OLE(對象鏈接和嵌入)，P (process過程)，C (control控制)。

OPC服務器包括3類對象(Object)：服務器對象(Server)、項對象(Item)和組對象(Group)。

OPC標準采用C/S模式，OPC服務器負責向OPC客戶端不斷的提供數據。

來源：OPC-(二)-什么是OPC

OPC server軟件使用

• MatrikonOPC： 使用Matrikon OPC Server Simulation
• KEPServer V6： 使用KEPServerEX 6

Server和Client

要實現的是Client（Java）和Client（PLC）之間的通信

中間借助OPCServer，Server上設定好地址變量，不同的Client讀寫這些變量值實現通信。

示意圖如下

配置Server和Client

OPC和DCOM配置：通信不成功都是配置的問題。。。

配置OPCserver
一般一個電腦（win10）同時安裝Server（比如KEPServer）和Client(Java編寫的)，就配置這個電腦就行
如果是在兩個電腦上，那就都需要配置。

3.通信實現

• 圖片來源

Utgard

• 官網：http://openscada.org/projects/utgard/
• 編程指導
• 源碼：https://github.com/ctron/org.openscada.utgard

Github上的

• 最全面的測試（Utgard和JeasyOPC測試）：OPC_Client
• Utgard測試

博客參考

• 最重要參考：Java OPC client開發(fā)踩坑記
• Github上的：資料下載
• Java語言開發(fā)OPC之Utgard的數據訪問方式
• Utgard訪問OPC server

4.實現過程

1.補充學習了一下OPC的概念：

• OPC 協議認識
• OPC技術學習總結

2.使用MatrikonOPC，了解OPCserver是怎么用的

• OPC測試常用的OPCClient和OPCServer軟件推薦
• 我的目的就是寫一個類似的Java版的Client來連接OPC Server： 使用Matrikon OPC Server Simulation

3.關于OPC UA

• 支持的OPC UA的西門子PLC至少是s7-1500
• 我的s7-300是沒法用的，所以就不需要搜集OPC UA的資料了

4.關于用Java實現

• C#和C++都不用配置DCOM，直接調用函數
• 既然是非要用Java，那就別想太方便，需要配置DCOM。

5.關于Utgard

• utgard是一個開源的項目，基于j-interop做的，用于和OPC SERVER通訊。
• j-interop是純java封裝的用于COM/DCOM通訊的開源項目，這樣就不必使用JNI

6.關于JeasyOPC

• JeasyOPC源碼下載
• 借助一個dll庫來實現的和OPCServer的通信，但是JCustomOpc.dll，，太老了，而且支持只32位系統(tǒng)

7.最終實現

• 當然選Utgard
• 過程就是把需要的jar包找到，
• 然后復制編程指導里的讀寫代碼，讀就是啟動線程一直對相應地址變量讀取數值，寫就是對相應地址變量寫入數值

8.測試

• 參考OPC_Client里的例子
• 關于配置文件的代碼直接復制用了
• 例子實際也用不到，試了試，，因為實際只需要對地址變量讀寫數值就可以了

9.關于訂閱方式數據采集

參考：https://www.hifreud.com/2014/12/27/opc-3-main-feature-in-opc/#訂閱方式數據采集
并不需要OPC應用程序向OPC服務器要求，就可以自動接到從OPC服務器送來的變化通知的訂閱方式數據采集（Subscription）。服務器按一定的更新周期（UpdateRate）更新OPC服務器的數據緩沖器的數值時，如果發(fā)現數值有變化時，就會以數據變化事件（DataChange）通知OPC應用程序。

因為沒有使用這種訂閱方式，所以當時沒試過，后來嘗試使用Async20Access，會報錯。參考上面文章，說是：還必須設置身份標識，，我沒試成功。

10.問題：

• 在虛擬機里用localhost一直報錯，要寫固定IP才行
• 配置里的IP是安裝OPCServer軟件的電腦的IP，如果使用無線連接，請查看無線的IP地址
• 能不能循環(huán)對一個組(group)監(jiān)控？好像不可以，官方Demo里有兩種數據讀取方式：1.循環(huán)監(jiān)控item；2.item添加到group,只讀取一次
• 如果Java寫的client和安裝OPCServer軟件是兩臺電腦：那兩個電腦都要配置相同DCOM，包括賬號密碼都要一樣
• win10家庭版是否可以？可以，有些麻煩，主要是用戶管理部分配置，有人已經驗證過可以，我就不試了。建議虛擬機裝win10專業(yè)版，參考
• 關于組態(tài)王，作為OPCSerever，我怎么嘗試都沒連接上，，有人能連上，我就不試了。
• 關于異步：我使用的同步讀取數據，，異步讀取沒試過，別問我異步的問題。
• group是客戶端維護還是服務端維護：服務端可以建自己的分組，但是客戶端看到的還是一個個單獨的item，group是客戶端自己的分組。我是這樣理解的。
• 客戶端能不能讀到服務端的所有item列表：當然可以，請參考

關于KEPServer的注冊表ID

11.maven依賴

<!--utgard --><dependency><groupId>org.openscada.external</groupId><artifactId>org.openscada.external.jcifs</artifactId><version>1.2.25</version><exclusions><exclusion><groupId>org.bouncycastle</groupId><artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId></exclusion></exclusions></dependency><dependency><groupId>org.openscada.jinterop</groupId><artifactId>org.openscada.jinterop.core</artifactId><version>2.1.8</version></dependency><dependency><groupId>org.openscada.jinterop</groupId><artifactId>org.openscada.jinterop.deps</artifactId><version>1.5.0</version><exclusions><exclusion><groupId>org.bouncycastle</groupId><artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId></exclusion></exclusions></dependency><dependency><groupId>org.openscada.utgard</groupId><artifactId>org.openscada.opc.dcom</artifactId><version>1.5.0</version></dependency><dependency><groupId>org.openscada.utgard</groupId><artifactId>org.openscada.opc.lib</artifactId><version>1.5.0</version></dependency><dependency><groupId>org.bouncycastle</groupId><artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId><version>1.61</version></dependency><dependency><groupId>ch.qos.logback</groupId><artifactId>logback-core</artifactId></dependency><dependency><groupId>ch.qos.logback</groupId><artifactId>logback-classic</artifactId></dependency>

5.代碼

下載代碼：

• 百度網盤?，密碼: ermn
• 藍奏云
• 可以參考的代碼：OPC-(四)-OPC Client Java調用之Utgard

截圖：

說明

對地址變量進行讀取數值和寫入數值操作，一般分循環(huán)和批量兩種方式，(同步和異步就不討論了)：

• 循環(huán)讀取：Utgard提供了一個AccessBase類來循環(huán)讀取數值
• 循環(huán)寫入：啟動一個線程來循環(huán)寫入數值

• 批量讀取：通過組(Group)，增加項(Item)到組，然后對Item使用read()
• 批量寫入：通過組(Group)，增加項(Item)到組，然后對Item使用write()

根據實際使用，對例子加了注釋，方便理解

讀取數值

import java.util.concurrent.Executors;import org.jinterop.dcom.common.JIException; import org.jinterop.dcom.core.JIString; import org.jinterop.dcom.core.JIVariant; import org.openscada.opc.lib.common.ConnectionInformation; import org.openscada.opc.lib.da.AccessBase; import org.openscada.opc.lib.da.DataCallback; import org.openscada.opc.lib.da.Item; import org.openscada.opc.lib.da.ItemState; import org.openscada.opc.lib.da.Server; import org.openscada.opc.lib.da.SyncAccess;public class UtgardTutorial1 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 連接信息final ConnectionInformation ci = new ConnectionInformation(); ci.setHost("192.168.0.6"); // 本機IPci.setDomain(""); // 域，為空就行ci.setUser("OPCUser"); // 本機上自己建好的用戶名ci.setPassword("123456"); // 密碼// 使用MatrikonOPC Server的配置// ci.setClsid("F8582CF2-88FB-11D0-B850-00C0F0104305"); // MatrikonOPC的注冊表ID，可以在“組件服務”里看到// final String itemId = "u.u"; // MatrikonOPC Server上配置的項的名字按實際// 使用KEPServer的配置ci.setClsid("7BC0CC8E-482C-47CA-ABDC-0FE7F9C6E729"); // KEPServer的注冊表ID，可以在“組件服務”里看到，上面有圖片說明final String itemId = "u.u.u"; // KEPServer上配置的項的名字，沒有實際PLC，用的模擬器：simulator// final String itemId = "通道 1.設備 1.標記 1";// 啟動服務final Server server = new Server(ci, Executors.newSingleThreadScheduledExecutor());try {// 連接到服務server.connect();// add sync access, poll every 500 ms，啟動一個同步的access用來讀取地址上的值，線程池每500ms讀值一次// 這個是用來循環(huán)讀值的，只讀一次值不用這樣final AccessBase access = new SyncAccess(server, 500);// 這是個回調函數，就是讀到值后執(zhí)行這個打印，是用匿名類寫的，當然也可以寫到外面去access.addItem(itemId, new DataCallback() {@Overridepublic void changed(Item item, ItemState itemState) {int type = 0;try {type = itemState.getValue().getType(); // 類型實際是數字，用常量定義的} catch (JIException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("監(jiān)控項的數據類型是：-----" + type);System.out.println("監(jiān)控項的時間戳是：-----" + itemState.getTimestamp().getTime());System.out.println("監(jiān)控項的詳細信息是：-----" + itemState);// 如果讀到是short類型的值if (type == JIVariant.VT_I2) {short n = 0;try {n = itemState.getValue().getObjectAsShort();} catch (JIException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("-----short類型值： " + n); }// 如果讀到是字符串類型的值if(type == JIVariant.VT_BSTR) { // 字符串的類型是8JIString value = null;try {value = itemState.getValue().getObjectAsString();} catch (JIException e) {e.printStackTrace();} // 按字符串讀取String str = value.getString(); // 得到字符串System.out.println("-----String類型值： " + str); }}});// start reading，開始讀值access.bind();// wait a little bit，有個10秒延時Thread.sleep(10 * 1000);// stop reading，停止讀取access.unbind();} catch (final JIException e) {System.out.println(String.format("%08X: %s", e.getErrorCode(), server.getErrorMessage(e.getErrorCode())));}} }

讀取數值與寫入數值

import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit;import org.jinterop.dcom.common.JIException; import org.jinterop.dcom.core.JIVariant; import org.openscada.opc.lib.common.ConnectionInformation; import org.openscada.opc.lib.da.AccessBase; import org.openscada.opc.lib.da.DataCallback; import org.openscada.opc.lib.da.Group; import org.openscada.opc.lib.da.Item; import org.openscada.opc.lib.da.ItemState; import org.openscada.opc.lib.da.Server; import org.openscada.opc.lib.da.SyncAccess;public class UtgardTutorial2 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 連接信息 final ConnectionInformation ci = new ConnectionInformation();ci.setHost("192.168.0.1"); // 電腦IPci.setDomain(""); // 域，為空就行ci.setUser("OPCUser"); // 用戶名，配置DCOM時配置的ci.setPassword("123456"); // 密碼// 使用MatrikonOPC Server的配置// ci.setClsid("F8582CF2-88FB-11D0-B850-00C0F0104305"); // MatrikonOPC的注冊表ID，可以在“組件服務”里看到// final String itemId = "u.u"; // 項的名字按實際// 使用KEPServer的配置ci.setClsid("7BC0CC8E-482C-47CA-ABDC-0FE7F9C6E729"); // KEPServer的注冊表ID，可以在“組件服務”里看到final String itemId = "通道 1.設備 1.標記 1"; // 項的名字按實際，沒有實際PLC，用的模擬器：simulator// final String itemId = "u.u.u";// create a new server，啟動服務final Server server = new Server(ci, Executors.newSingleThreadScheduledExecutor());try {// connect to server，連接到服務server.connect();// add sync access, poll every 500 ms，啟動一個同步的access用來讀取地址上的值，線程池每500ms讀值一次// 這個是用來循環(huán)讀值的，只讀一次值不用這樣final AccessBase access = new SyncAccess(server, 500);// 這是個回調函數，就是讀到值后執(zhí)行再執(zhí)行下面的代碼，是用匿名類寫的，當然也可以寫到外面去access.addItem(itemId, new DataCallback() {@Overridepublic void changed(Item item, ItemState state) {// also dump valuetry {if (state.getValue().getType() == JIVariant.VT_UI4) { // 如果讀到的值類型時UnsignedInteger，即無符號整形數值System.out.println("<<< " + state + " / value = " + state.getValue().getObjectAsUnsigned().getValue());} else {System.out.println("<<< " + state + " / value = " + state.getValue().getObject());}} catch (JIException e) {e.printStackTrace();}}});// Add a new group，添加一個組，這個用來就讀值或者寫值一次，而不是循環(huán)讀取或者寫入// 組的名字隨意，給組起名字是因為，server可以addGroup也可以removeGroup，讀一次值，就先添加組，然后移除組，再讀一次就再添加然后刪除final Group group = server.addGroup("test"); // Add a new item to the group，// 將一個item加入到組，item名字就是MatrikonOPC Server或者KEPServer上面建的項的名字比如：u.u.TAG1，PLC.S7-300.TAG1final Item item = group.addItem(itemId);// start reading，開始循環(huán)讀值access.bind();// add a thread for writing a value every 3 seconds// 寫入一次就是item.write(value)，循環(huán)寫入就起個線程一直執(zhí)行item.write(value)ScheduledExecutorService writeThread = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();writeThread.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {@Overridepublic void run() {final JIVariant value = new JIVariant("24"); // 寫入24try {System.out.println(">>> " + "寫入值： " + "24");item.write(value);} catch (JIException e) {e.printStackTrace();}}}, 5, 3, TimeUnit.SECONDS); // 啟動后5秒第一次執(zhí)行代碼，以后每3秒執(zhí)行一次代碼// wait a little bit ，延時20秒Thread.sleep(20 * 1000);writeThread.shutdownNow(); // 關掉一直寫入的線程// stop reading，停止循環(huán)讀取數值access.unbind();} catch (final JIException e) {System.out.println(String.format("%08X: %s", e.getErrorCode(), server.getErrorMessage(e.getErrorCode())));}} }

數組類型

如果地址變量的數據類型是數組類型呢？

// 讀取Float類型的數組 if (type == 8196) { // 8196是打印state.getValue().getType()得到的JIArray jarr = state.getValue().getObjectAsArray(); // 按數組讀取Float[] arr = (Float[]) jarr.getArrayInstance(); // 得到數組String value = "";for (Float f : arr) {value = value + f + ",";}System.out.println(value.substring(0, value.length() - 1); // 遍歷打印數組的值，中間用逗號分隔，去掉最后逗號 }// 寫入3位Long類型的數組 Long[] array = {(long) 1,(long) 2,(long) 3}; final JIVariant value = new JIVariant(new JIArray(array)); item.write(value);

數據類型

讀取和寫入數值需要按數據類型來操作

這是常用的數據類型

值（十進制）數據類型描述

0	VT_EMPTY	默認/空（無）
2	VT_I2	2字節(jié)有符號整數
3	VT_I4	4字節(jié)有符號整數
4	VT_R4	4字節(jié)實數
5	VT_R8	8字節(jié)實數
6	VT_C	currency
7	VT_DATE	日期
8	VT_BSTR	文本
10	VT_ERROR	錯誤代碼
11	VT_BOOL	布爾值（TRUE = -1，FALSE = 0）
17	VT_I1	1個字節(jié)有符號字符
18	VT_UI1	1個字節(jié)無符號字符
19	VT_UI2	2字節(jié)無符號整數
20	VT_UI4	4字節(jié)無符號整數
+8192	VT_ARRAY	值數組（即8200 =文本值數組）

標簽: OPC

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java实现OPC通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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