開源純C#工控網關+組態軟體

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一、   前言

在園子潛水也七八年了。說來慚愧，這麼多年雖然一直自稱.NET鐵杆粉絲，然僅限於回幾個不痛不癢的貼，既沒有發布過代碼，也沒有寫過文章。

看著.NET和C#在國外風生水起，國內卻日趨沒落，我也早覺得有寫一點東西的必要了。

二、   為什麼要開源，它能做什麼

• 開源是大勢所趨

現在已經不是兜售軟體光碟片賣授權的時代了。我自己開發這套系統也得益於開源。

起因是因為看到單位用的組態軟體被著作權問題困擾，同時系統十分龐大，動輒幾個G，安裝部署調試都不方便，同時指令碼功能和擴充能力也有限。

開始就是自己研發，同事普遍反對，都認為組態軟體是大公司玩的東西，我靠一人一槍，圖樣圖森破。

然而我是個狂熱分子，參考了幾百篇國內論文，下載過幾十上百個開源類庫，反覆研究，經常熬夜。

一段時間之後，拿出來一套半成品，也逐漸為大家所接受，並一發不可收，陸續做了不少工程，逐步取代了原有的組態軟體，系統也不斷成熟、壯大。

但限於精力和水平，系統完善的空間還很大，可以改進的功能還很多，與其敝帚自珍，不如交給社區，共同完善。

這套系統只是提供了一套組件和工具，並沒有給出具體的行業解決方案和控制邏輯（這屬於不能開源的部分）。

• 目標和功能

從一開始設計目標就很明確，取代單位現有組態軟體。實現“多快好省”。

系統架構圖如下：

 

分為網關驅動層、平台服務層、應用程式層。

網關負責轉換各種工業乙太網路協議，統一介面。

平台服務層負責輪詢、儲存、推送資料。提供各種查詢、讀寫介面。

應用程式層主要是人機介面（HMI）和各種可視化功能組件，如警示介面、趨勢圖、報表、圖表、下訂單、改參數、查日誌等。

 

多：就是適應面廣，比如工控網關能支援多種工業乙太網路、PLC，普適性強，可應用於多個行業。

目前已經支援：

• Modbus TCP/RTU
• OPC DA
• DDE
• AB EtherNetIP
• Mitsubishi
• Siemens S300/200/1200/1500

快：這裡包含三個意思，設計效率高、安裝部署快、運行速度快。

 

 

有方便的設計工具。驅動、變數、警示、歸檔管理器，對，就這樣一個簡單的配置器，支援各種格式匯入匯出。

接下來是宇宙第一IDE,Visual Studio，作為組態設計器。組態設計器本來是最難實現的部分，現在VS一出，秒殺一片。

 

 

速度按我自己，做一套多工段上位機的畫面，快則一天內，慢也就兩三天。

運行速度：按批量讀寫方式+訂閱-推送模式，幾千個變數，幾百個顯示單元，含動畫，通訊周期500毫秒，很流暢。

好：就是介面美觀、功能齊全、易用性好，擴充性好。

目前已完成的功能包括：

工業網關：支援多種協議。如有新驅動加入，介面實現非常簡便。

即時資料引擎：即時推送變化的資料，支援遠程伺服器+N個用戶端。

曆史資料歸檔引擎：支援N變數快速歸檔，可為資料分析和資料採礦提供支援。歸檔檔案很小，內建索引，查詢快速。

人機介面：可以充分利用VS設計器的強大功能，輔之以強大的外掛程式（自吹一下），完全可以把VS設計器當做組態設計器來用。

擴充性：加入新功能很快，因為介面很簡單。但是功能卻不簡單。

 

省：顧名思義，就是省錢省時間啦。

首先系統內容簡單，就是裝個.NET（因為只要求4.0，WIN7內建），資料庫可用SQL EXPRESS，沒有採用任何第三方收費組件（開源組件在github列了清單，感謝作者）。

VS作為設計器，強大又好用，可用社區免費版（個人用用沒關係，企業的話最好聯絡微軟買正版授權）。

支援各種PLC，單位老組態軟體很多PLC不支援，在這裡加入一個新的裝置驅動很方便。

     

三、   三個為什麼

    考慮到吹了半天牛B，大家也許會問以下三個問題：

為什麼要用.NET 平台？

第一，本人是微軟粉絲，.NET忠實碼農，用了十多年了，無往不利。無論是一心為公，還是私活利器。首先.NET本身就是一個多快好省的平台，配合宇宙第一IDE，開發效率極高。

其二微軟也越來越開放，.NET跨平台能力也越來越強。至於被很多噴子狂噴的所謂.NET工資低，那是因為國內特殊原因造成JAVA碼農已先入為主。

本人這行業目前沒有公司政治的問題，因此也從來沒考慮轉型（曾經為安卓APP寫過JAVA，也很簡單，但是我要吐槽一下，同樣功能，JAVA實現起來太囉嗦)。

為什麼要用WPF?

WPF是一種聲明式編程方式（XAML語言），非常適合工控介面設計。同時微軟提供了Blend設計器，實際上畫這些控制項的都是不會寫代碼的機械工程師。

實現了前後台分離的協作方式。加上有宇宙第一IDE的配合，可以做的非常炫。

 

為什麼要用Visual Studio？

很簡單，宇宙第一IDE不是蓋的。我見過很多家的組態畫面設計器。無論效果還是易用性還是擴充性，和VS沒法比。VS同時還整合了專案管理和編譯器。

關於VS擴充性大家很少用到，本人也填過很多坑，找了很多資料，實現之後你才知道它的強大。

 

四、   下面的計劃

• 完善功能。

在社區的協助下，修補Bug,增強安全性穩定性。能用起來就是勝利。然後追求更加“多快好省”。

• 寫一系列文章，把架構、原理講清楚。

       提綱和目錄也擬好了。大致如下：

1. 網關層原理、介面說明
2. 如何?一個裝置驅動
3. 如何設計圖元
4. VS外掛程式模組及原理
5. 歸檔模組及檔案格式
6. 如何進行功能擴充

github地址：https://github.com/GavinYellow/SharpSCADA。

github上面有說明書。下載包裡還包括如何安裝部署、如何用來設計的Word文檔。比較粗略，歡迎提問。

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