java 连接OPC服务器之 utgard 连接 KepServer

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

我要做一个java开发的项目，这个在网上很少案例，大家基本都是做web开发的，我其实之前也是。但是现在有这个需求，就干了。

我这里使用的是西门子的Smart200系列的PLC, 最初的版本其实是使用java代码定时去读取PLC的数据，找到该类型的最小地址和最大地址，批量读取，然后缓存起来，另一个线程定时把缓存里的数据刷新到各个用到的具体地址。项目完成后，我拿去给用户演示，在演示的过程中，我连续点击一个invertbit的按钮，点了很多下，然后机器在我不点击后10几秒还在执行之前的命令。这个有点尴尬了。肯定是自己的代码写的不好，在写数据这里有出了问题，排队执行命令，一个一个执行完为止。然后就是偶尔还会出现连接中断的问题。不过不影响使用，就是日志里记录了而已。

后来我了解到有个叫OPC服务器的东西，他可以和PLC等设备进行通信，把数据缓存到OPC服务器里，然后OPC Client对 OPC Server 的数据进行读写， OPC Server 再对连接设备进行读写。

使用这东西主要好处是不用考虑不同厂厂的基础设备的连接问题了， OPC Server 基本包含了所有知名厂商的连接驱动。我们只需要对OPC Server 进行读写就好了。另外，它确实可以解决直接连接基层设备响应慢的问题，毕竟在底层设备连接方面，人家才是专家。我们的java 程序读写OPC Server 的数据其实是很快的，不会出现排队执行的问题。

这里以 utgard ，kep Server , 西门子的PCL 为例

我按照西门子PCL 200 系列的数据类型，把kepServer 分为 boolean -> V0.0, char(对应 byte) VB0, short VW0, int VD0, float VD0, 没有长整型，没有双精度浮点数。
基层实体

package com.kep.entity.generated;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.apache.log4j.Logger;
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.Group;
import org.openscada.opc.lib.da.Item;
import org.openscada.opc.lib.da.ItemState;
import org.openscada.opc.lib.da.Server;

import com.kep.entity.KBoolean;
import com.kep.entity.KChar;
import com.kep.entity.KFloalt;
import com.kep.entity.KInt;
import com.kep.entity.KShort;
import com.utils.KCollectionUtils;
import com.utils.KLoggerUtils;

多通道或多个CPU需要编程人员自己去给没个连接变量赋值（group）,比较麻烦单个CPU的话只要变量名就好了，这里会根据连接名+变量名，
分析出组名， kepServer里的对应变量名 kepServer的命名规范，通道.连接.组（V/VB/M/BM/MW…）.具体位置，
例如：conn.start10.VB.0;conn.start10.Q.0_0
@author root

// 所有创建了的连接类实体， 全部缓存起来， 以便定时刷新数据 private static Set<KEntity> entitySet = new HashSet<KEntity>(); private static Set<Group> groupSet = new HashSet<Group>(); private static Map<Group, Set<Item>> groupItmeMap = new HashMap<Group, Set<Item>>(); private static Logger logger = KLoggerUtils.getLogger(KEntity.class); private static Timer initServerTimer; // 延时写入数据， 其实主要目的是开启另外一个线程写数据， 这样就不会导致页面卡死 private static Timer wirteDataTimer; // 读取数据的timer, 也是开启另一个线程去读取数据， 这样就不会导致页面卡住， 如果有数据有误的话 private static Timer readDataTimer; // 每隔200毫秒读取一次数据 private static final long readDataTime = 100; private static ConnectionInformation ci; // 默认连接名 private static String defaultConnName; private static final String ciId = "7BC0CC8E-482C-47CA-ABDC-0FE7F9C6E729"; // 例如 ：conn.smart.Q.0_0, 那么conn.smart 就是连接名， conn.smart.Q就是组名， 默认自己分组， 不需要手动调整 private static Server server; // 命名规范： 例如：Q0.0, 这里会转为 通道.连接.Q.0_0, 比如：conn.smart10.Q.0_0, 同时会把它分到 // conn.start10.Q组去 private String name; private String connName; private Group group; private Item item; protected KEntityType type; private Object value; public enum KEntityType {// 目前仅支持这几种数据类型 Boolean, Char, Short, Int, Float } private static void createReadSchedule() { readDataTimer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { try { readData(); } catch (Exception e) { logger.error(e.getMessage(), e); } createReadSchedule(); } }, readDataTime); } private static void readData() {// 刷新数据 refresh(); } / * 初始化连接， 并启动循环读取数据的timer * * @param host OPC 服务器的 IP地址 * @param userName OPC 服务器的电脑系统的用户名 * @param password OPC 服务器的电脑系统的用户名对应的密码 * @param connName OPC Server 的某个连接名 */ public static void initDefaultConn(String host, String userName, String password, String connName) { if (null == readDataTimer) { readDataTimer = new Timer(); createReadSchedule();// 启动循环读取数据 } if (null == ci) { ci = new ConnectionInformation(); ci.setHost(host); ci.setUser(userName);// 计算机的登录名 ci.setPassword(password);// 计算机的密码 ci.setClsid(ciId);// kepServer的ciId, 这个比较特殊 } defaultConnName = connName; if (null == server) { server = new Server(ci, Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()); } try { server.connect(); } catch (Exception e) { logger.error(e.getMessage(), e); reInitServer(); } } / * 重新初始化一下Server */ private static void reInitServer() { if (null == initServerTimer) { initServerTimer = new Timer(); } initServerTimer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { server = new Server(ci, Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()); try { server.connect(); } catch (Exception e) { server = null; logger.error(e.getMessage(), e); reInitServer();// 连接失败， 再来过， 直到成功为止 } } }, 2000); } public KEntity(String name) { this.name = name; this.connName = defaultConnName; entitySet.add(this); initEntity(); } public KEntity(String name, String connName) { this.name = name; this.connName = connName; entitySet.add(this); initEntity(); } / * 初始化连接实体 */ private void initEntity() { // 初始化实体类型 if (this instanceof KBoolean) { this.type = KEntityType.Boolean; } else if (this instanceof KChar) { this.type = KEntityType.Char; } else if (this instanceof KShort) { this.type = KEntityType.Short; } else if (this instanceof KInt) { this.type = KEntityType.Int; } else if (this instanceof KFloalt) { this.type = KEntityType.Float; } if (null == server) { return; } // 解析组名 String itgName = null; // boolean 类型的，截取第一个字符， 这样容错性强一些 例如 vb0.2->V0.2的效果 switch (this.type) { case Boolean: itgName = name.substring(0, 1); break; case Char: itgName = name.substring(0, 1) + "B"; break; case Short: itgName = name.substring(0, 1) + "W"; break; case Int: itgName = name.substring(0, 1) + "D"; break; case Float: itgName = name.substring(0, 1) + "D"; break; } String groupName = connName + "." + itgName.toUpperCase(); // 先找一下有没有初始化过这个组 try { group = server.findGroup(groupName); } catch (Exception e) { logger.error("查找组失败 ： " + groupName, e); } // 没有初始化过的组， 初始化它 try { if (null == group) { group = server.addGroup(groupName); } } catch (Exception e) { logger.error("添加组失败 ： " + groupName, e); } if (null != group) {// 把组缓存起来 groupSet.add(group); } else { return; } // 获取或者初始化组对应的itemSet Set<Item> itemSet = groupItmeMap.get(group); if (null == itemSet) { itemSet = new HashSet<Item>(); groupItmeMap.put(group, itemSet); } // 解析item实际对应kepServer里的变量名 String addr = name.replaceAll("[a-z,A-Z]", "").replaceAll("[.]", "_"); String itemName = groupName + "." + addr; try { item = group.addItem(itemName); // 收集item, 用于后面定时刷新数据时批量刷新， 如果不批量刷新，反应会很慢很慢， 我写过遍历实体刷新的，2秒才刷新完， 不能接受 itemSet.add(item); } catch (Exception e) { logger.error("添加Item失败 ： " + groupName + "." + addr, e); } } / * 刷新所有连接实体的数据 */ private static void refresh() { if (KCollectionUtils.notEmpty(groupSet)) { for (Group group : groupSet) { Set<Item> itemSet = groupItmeMap.get(group); if (KCollectionUtils.notEmpty(itemSet)) { try { // 按组进行刷新数据， 批量刷新 Map<Item, ItemState> itemMap = group.read(true, itemSet.toArray(new Item[itemSet.size()])); // 把数据刷新进对应的连接实体 for (KEntity entity : entitySet) { ItemState state = itemMap.get(entity.item); if (null != state) { JIVariant var = state.getValue(); switch (entity.type) { case Boolean: entity.value = var.getObjectAsBoolean(); break; case Char: entity.value = var.getObjectAsChar(); break; case Short: entity.value = var.getObjectAsShort(); break; case Int: entity.value = var.getObjectAsInt(); break; case Float: entity.value = var.getObjectAsFloat(); break; } } } } catch (Exception e) { logger.error(e.getMessage(), e); if (e instanceof JIException) {// 如果是连接问题， 那把移除server, 并重新来过， 不然不会自动连接的 for (KEntity entity : entitySet) { entity.value = null; entity.item = null; entity.group = null; } server = null; groupSet.clear(); groupItmeMap.clear(); reInitServer(); } } } } } } public Object getVal() { return this.value; } public void setVal(Object obj) { if (null == server) { return; } if (null == item) { initEntity();// 刷新group和item } if (null == wirteDataTimer) { wirteDataTimer = new Timer(); } // 延时100毫秒去写入数据， 主要目的是使用另一个线程写数据， 不影响界面的刷新， 防止界面卡顿 wirteDataTimer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { JIVariant jiv = null; switch (type) { case Boolean: jiv = new JIVariant((Boolean) obj); break; case Char: jiv = new JIVariant((Character) obj); break; case Short: jiv = new JIVariant((Short) obj); break; case Int: jiv = new JIVariant((Integer) obj); break; case Float: jiv = new JIVariant((Float) obj); break; } try { item.write(jiv); } catch (Exception e) { value = null; logger.error(e.getMessage(), e); if (e instanceof JIException) {// 如果是连接问题， 那把移除server, 并重新来过， 不然不会自动连接的 group = null; item = null; server = null; groupSet.clear(); groupItmeMap.clear(); reInitServer(); initEntity();// 刷新group和item } } } }, 100); }

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}

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