基于C#的OPC DA客户端实现源码解析

一、环境配置与基础依赖

开发环境要求
- .NET Framework 4.6.1+ 或 .NET Core 3.1+
- Visual Studio 2019+
- OPC Foundation库（通过NuGet安装）
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```
Install-Package OpcFoundation.OpcDa
```

关键依赖项

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using Opc.Da;      // OPC DA核心接口
using Opc.Com;     // COM互操作支持
using System;
using System.Collections.Generic;

二、核心功能实现

1. OPC服务器连接管理

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public class OpcDaClient : IDisposable
{
    private Server _server;
    private Connection _connection;
    private Group _group;
    
    public bool Connect(string serverUrl)
    {
        try
        {
            _connection = new Connection();
            _connection.URL = serverUrl;
            _connection.Timeout = 5000;  // 5秒超时
            
            _server = new Server(_connection);
            _server.Connect();
            
            if (_server.ServerState == Opc.Da.ServerState.Connected)
            {
                InitializeGroup();
                return true;
            }
            return false;
        }
        catch (OpcCom.Da.ServerException ex)
        {
            Console.WriteLine($"连接失败: {ex.Message}");
            return false;
        }
    }
    
    private void InitializeGroup()
    {
        _group = _server.AddGroup("ClientGroup");
        _group.IsActive = true;
        _group.UpdateRate = 1000;  // 1秒更新周期
    }
    
    public void Disconnect()
    {
        _group?.Dispose();
        _server?.Disconnect();
    }
}

2. 数据项订阅与读取

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public class OpcDaClient
{
    // ... 上文代码
    
    public void AddItems(IEnumerable<string> itemIds)
    {
        var items = new List<Item>();
        foreach (var id in itemIds)
        {
            var item = new Item(id);
            item.ClientHandle = Guid.NewGuid().GetHashCode();  // 唯一客户端句柄
            item.Active = true;
            items.Add(item);
        }
        
        _group.AddItems(items.ToArray());
        SubscribeDataChanges();
    }
    
    private void SubscribeDataChanges()
    {
        _group.DataChange += (sender, e) => 
        {
            for (int i = 1; i < e.NumItems; i++)
            {
                var value = e.ItemValues.GetValue(i);
                var quality = e.Qualities.GetValue(i);
                var timestamp = e.TimeStamps.GetValue(i);
                Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] {e.ItemIDs.GetValue(i)}: {value} ({quality})");
            }
        };
    }
    
    public object ReadItem(string itemId)
    {
        var item = _group.Items.Find(i => i.ItemID == itemId);
        if (item != null)
        {
            return item.Value;
        }
        return null;
    }
}

三、完整使用示例

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class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        using (var client = new OpcDaClient())
        {
            if (client.Connect("opc.da://localhost/Kepware.KEPServerEX.V6"))
            {
                // 添加监控项
                client.AddItems(new[] { "Random.Real8", "Machine.Status" });
                
                // 同步读取示例
                var value = client.ReadItem("Random.Real8");
                Console.WriteLine($"同步读取值: {value}");
                
                Console.WriteLine("按任意键退出...");
                Console.ReadKey();
            }
        }
    }
}

四、高级功能实现

1. 异步数据读取

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public async Task<object> ReadItemAsync(string itemId)
{
    var item = _group.Items.Find(i => i.ItemID == itemId);
    if (item == null) return null;
    
    return await Task.Run(() => item.Value);
}

2. 批量写入操作

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public void WriteItems(Dictionary<string, object> values)
{
    var items = new List<Item>();
    foreach (var kvp in values)
    {
        var item = _group.Items.Find(i => i.ItemID == kvp.Key);
        if (item != null)
        {
            item.Value = kvp.Value;
            items.Add(item);
        }
    }
    
    _group.WriteItems(items.ToArray());
}

五、异常处理与最佳实践

连接异常处理

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try
{
    client.Connect("opc.da://invalid-server");
}
catch (OpcCom.Da.ServerNotFoundException)
{
    Console.WriteLine("服务器未找到");
}
catch (OpcCom.Da.UnauthorizedAccessException)
{
    Console.WriteLine("认证失败");
}

资源释放

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public void Dispose()
{
    _group?.Dispose();
    _server?.Dispose();
    _connection?.Dispose();
}

多线程安全

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private readonly object _lock = new object();

public void SafeWrite(string itemId, object value)
{
    lock (_lock)
    {
        var item = _group.Items.Find(i => i.ItemID == itemId);
        item?.Value = value;
    }
}

六、依赖项配置说明

NuGet包管理

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<!-- .csproj文件 -->
<ItemGroup>
  <PackageReference Include="OpcFoundation.OpcDa" Version="3.0.0" />
</ItemGroup>

COM组件注册
- 若使用OPCDAAuto.dll：
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```
regsvr32 OPCDAAuto.dll
```
- 在代码中引用：
  csharp 复制代码
```
using OPC.Automation;
```

参考代码 OPC DA(客户端)源码 www.youwenfan.com/contentcsq/46008.html

七、调试与测试

日志记录

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public void Log(string message)
{
    File.AppendAllText("opc_log.txt", $"{DateTime.Now}: {message}{Environment.NewLine}");
}

模拟服务器测试

使用Matrikon OPC Server Simulation进行单元测试：

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[Test]
public void TestConnect()
{
    var client = new OpcDaClient();
    Assert.IsTrue(client.Connect("opc.da://localhost/Matrikon.Server.1"));
}