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基于Python读/写OPC服务器tag值的方法

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作者：thx

01.前言

最近在研究这样一个需求，通过OPC服务器的方式把多个PLC的数据集成到一个监控画面，OPC服务器通过硬件驱动获取设备的数据，上位监控再获取OPC服务器的数据，数据获取的方式可以是第三方成熟的OPCClient，也可以基于python开发来读/写数据，本文介绍了一种基于python开发的思路，当然这里要借助OpenOPC这样的python插件。

 

02.实验环境

OPC原理

OPC是工业控制和生产自动化领域中使用的硬件和软件的接口标准，以便有效地在应用和过程控制设备之间读写数据。O代表OLE(对象链接和嵌入)，P (process过程)，C (control控制)。

OPC标准采用C／S模式，OPC服务器负责向OPC客户端不断的提供数据。OPC服务器包括3类对象(Object)：服务器对象(Server)、组对象(Group)和项对象(Item)。

1）OPC服务器对象维护有关服务器信息，并作为OPC组对象的包容器，它提供了对数据源进行读／写和通信的接口方法，可以动态地创建或释放组对象。

2）OPC组对象由客户端定义和维护，它维护有关其自身的信息，提供包容OPC项对象的机制，从逻辑上实现对OPC项的管理。

3）OPC项对象包含在OPC组中，可由客户端定义和维护。项代表了与数据源的连接，所有的OPC项的操作都是通过包容此项的OPC组对象完成的。

KEPServerEX

KEPServerEX是第三方的OPC服务器，各不同厂家多种设备下位PLC与上位机之间通讯。

真实实验环境的搭建如下图：

工具：python、OpenOPC、

工控设备：博智工控安全实验箱，提供s71200、omron 2个PLC，运行了5种工艺场景，本实验中以锅炉热水系统为实验的工艺场景。s71200、omron PLC的IP地址分别为172.16.28.112、172.16.28.111.

opc服务器：KEPServerEX V5，IP地址为172.16.28.252

上位监控：IP地址为172.16.28.197

PC操作系统：opc服务器及上位机都采用windows XP SP3

 

03.服务端KEPServer搭建

新建通道：New Channel

1）在OPC服务器中打开“KEPServerEX 5 Configuration”软件，新建一个工程，再单击软件界面“Click to add a channel.”或者工具栏上的“New Channel”，新建一个通道，修改通道名“Channel name”或不作修改：

2）选择你想分配给本通道的设备驱动“Device driver”，这里选择“Siemens TCP/IP Ethernet”，另外的omron PLC可以选择“Omron FINS Ethernet”：

3）完成通道的建立

新建设备：New Device

1）单击软件界面“Click to add a device”或者工具栏上的“New Device”，进行设备设置，修改设备名称为”s71200”。

2）选择设备模型“Device model”, 这里我们选择“S7-1200”，如果是omron PLC则选择“CS1”。

3）选择设备ID“Device ID”, 这里指的是所要连接的PLC设备的IP地址。假如IP地址为：172.16.28.112，则设置如下：

4）完成新设备的添加。

新建标签：New Tag

1）单击软件界面“Click to add a static tag”，或者工具栏“New Tag”增加一个标签。设置Tag属性，定义名称，和地址。这里的地址要与PLC中定义的变量地址对应，例如，在博智工控安全实验箱中的S71200PLC中定义了一个如下的变量，在本通讯实例中我们只应用红框中的3个变量。

2）在KEPServer中创建3个tag与上面的s71200 PLC的3个变量对应，如下图。Omron PLC的创建方法类似。

4）最小化KEPServer。

 

04.DCOM配置

在这里需要针对客户端（上位机）和服务端（OPC服务器）都要进行DCOM的配置，DCOM的配置资料网上较多，可以自行参考。

 

05.OPC客户端开发工具配置

1）在需安装pyhton工具，实验中使用的版本为V2.7.17。另外还要准备OpenOPC，OpcOpen是一个开源的软件，通过安装一个服务，允许远程的TCP/IP链接传输OPC数据，从而越过DCOM来访问远程OPC服务器。

2）运行OpenOPC-1.3.1.win32-py2.7.exe安装文件，默认安装选择，如下图：

2）再运行pywin32-221.win32-py2.7.exe文件，点击“下一步”如下图：

3）完成客户端的配置。

06.pyhton运行环境读取OPC服务的值

1）根据05章节的建立的3个tag：

2）在OPC客户端编写读/写tag name为sp的值脚本如下：

3）逐行运行后，先写入tag值再获取tag位号的当前值：

4）操作时，用wireshark获取的流量，如下：

5）同时我们可以观察博智工控安全实验箱中锅炉热水系统场景中，频率设定值已被修改为40，原来值为30。

6）获取tag name为start的值脚本如下：

7）最后我们也可以第三方OPCClient的获取，方式如下：

 

05.总结

本文只是以Python作为开发平台，利用Python的第三方OPC支持组件，逐步构建OPCClient的一种方式，更多的工作量还需前端显示界面的开发等。