來源：https://www.jianshu.com/p/26391f0cbb6f
最近一個項目中需要用到OPC client，從OPC Server中獲取數據。主要的編程語言使用Java實現。實際開發中遇到了各種坑，其實也和自己沒有這方面的經驗有關，現在寫一篇文章分享下整個項目中遇到的一些問題。
准備知識
開發OPC Client之前需要一些准備知識，需要一些知識儲備，否則根本搞不清楚里面的門道。現在對一些預先准備的知識點做一概述。OPC是什么就不說了。
OPC Server端的協議
OPC Server端目前常見的有以下幾種協議:
- OPC DA: Data Access協議，是最基本的OPC協議。OPC DA服務器本身不存儲數據，只負責顯示數據收集點的當前值。客戶端可以設置一個refresh interval，定期刷新這個值。目前常見的協議版本號為2.0和3.0，兩個協議不完全兼容。也就是用OPC DA 2.0協議的客戶端連不上OPC DA 3.0的Server
- OPC HDA: Historical Data Access協議。前面說過DA只顯示當前狀態值，不存儲數據。而HDA協議是由數據庫提供，提供了歷史數據訪問的能力。比如價格昂貴的Historian數據庫，就是提供HDA協議接口訪問OPC的歷史數據。HDA的Java客戶端目前我沒找到免費的。
- OPC UA: Unified Architecture統一架構協議。誕生於2008年，摒棄了前面老的OPC協議繁雜，互不兼容等劣勢，並且不再需要
COM口訪問，大大簡化了編程的難度。基於OPC UA的開源客戶端非常多。不過由於誕生時間較晚，目前在國內工業上未大規模應用，並且這個協議本身就跟舊的DA協議不兼容，客戶端沒法通用。
我們的目標環境絕大多數是OPC DA 2.0的Server，極個別可能有OPC DA 3.0。當時找到的很多類庫實現的都是OPC UA的。
第一坑: 基於JAVA開發的OPC Client非常少，大部分是商業的，售價不菲。現場環境又是OPC DA的Server，開源client只有兩個可選，找工具和評估就花了不少時間。
OPC存儲格式
OPC存儲和傳統的關系型數據庫存儲格式有很大的不同，不同於關系型數據庫的表存儲，OPC存儲格式是樹形結構，Server端的存儲格式如下:
host
`-- OPC Server Name `-- tag1: value, type, timestamp, ..., `-- tag2: value, type, timestamp, ..., `-- tag3: ... ... 每個主機上可能存在多個OPC Server，每個Server下面有若干個tag，就是各個數據收集點當前的值，會定期更新。每個tag包含的內容大致有當前值，值類型，時間戳等等數據。是一種樹形結構。所以客戶端連接的時候需要指明服務器的ip或主機名，需要連接的OPC服務名，以及監聽哪些tag的數據。
Client端存儲的格式如下:
Group1
`-- tag1 `-- tag2 `-- tag3 Group2 `-- tag4 `-- tag5 ... 這個就比較有意思了，Client是可以自己維護一個存儲層級Group。也就是服務端存儲的都是一個個tag，客戶端可以自己維護一個個Group，分類存放這些tag。所以OPC的Client就和傳統的關系型數據庫有很大的不同。客戶端除了指明上述Server端的信息之外，還需要創建一個個Group，將Server端的tag一個個放到這些Group中，然后對應的tag才能持續的獲得數據。
第二坑: 這種存儲格式在其他數據庫十分罕見，當時這里就迷茫了好一陣子，通過了解協議的人講解，才明白原來客戶端還可以維護一套存儲結構。當時沒理清楚Group和tag的關系，從服務端看不到Group，客戶端卻要填一個Group，不知道這個Group從哪來。后來才搞清楚。
COM
Component Object Model對象組件模型，是微軟定義的一套軟件的二進制接口，可以實現跨編程語言的進程間通信，進而實現復用。
DCOM
Microsoft Distributed Component Object Model，坑最多的一個玩意。字面意思看起來是分布式的COM，簡單理解就是可以利用網絡傳輸數據的COM協議，客戶端也可以通過互聯網分布在各個角落，不再限制在同一台主機上了。
上面描述來看這玩意好像挺美好是吧？實際操作開發中才發現，這玩意簡直是坑王之王，對於不熟悉的人來說充滿了坑，十分折騰。配置過程可以參考一些文章
- DCOM是windows上的服務，使用前需要啟用
- DCOM是遠程連接的協議，需要配置相關的權限，以及防火牆規則放行
- 特別注意這一點，前兩項配置在網上都能找到，這一條是我在經歷無數次痛之后才意識到的。DCOM遠程連接和http不同，是通過本地用戶認證的，需要以本地用戶身份登錄服務器，拿到相應的權限，才能使用DCOM。有點繞是吧？你可以類比Windows的遠程桌面登錄，需要拿到服務器的用戶名密碼才能登錄並操作系統，權限受到登錄用戶的權限所限制。而DCOM就是用的這種方式。關於各種錯誤網上能找出一大堆解決方案，可能還沒一個能解決你的問題的。甚至可能
progID無論無何也通不了，始終報錯，不得不改用CLSID這種方法，十分坑。
神坑: DCOM。從配置開始就充滿了陷阱和坑。不但配置繁瑣復雜，還會受到各種權限以及防火牆規則的影響。最惡心的是這玩意隨時可能報各種奇葩的錯誤，由於缺乏足夠的錯誤信息，很難解決，基本憑借經驗解決DCOM的故障。
開發過程
收集到足夠的准備知識后，就可以開工了。OPC Server是DA 2.0的，因此找到了以下兩個開源類庫。
JEasyOPC Client
- 底層依賴JNI，只能跑在windows環境，不能跨平台
- 整個類庫比較古老，使用的dll是32位的，整個項目只能使用32位的JRE運行
- 同時支持DA 2.0與3.0協議，算是亮點
- OpenSCADA項目底下的子項目
- 純Java編寫，具有跨平台特性
- 全部基於
DCOM實現(划重點) - 目前只支持DA 2.0協議，3.0協議的支持還在開發中
這兩個類庫都試過，JEasyOPC底層用了JNI，調用代碼量倒不是很大，使用也足夠簡單，坑也遇到了點，就是64位的JRE運行會報錯，說dll是ia32架構的，不能運行於AMD64平台下，換了32位版本的JRE之后運行起來了，但是一直報錯Unknown Error，從JNI報出來的，不明所以，實在無力解決，只能放棄。
只剩下Utgard一種選擇了，也慶幸目標Server是DA 2.0的，用這個類庫完全夠用。這個類庫全部使用DCOM協議連接OPC Server，所以對於本地連接OPC Server，理論上不需要COM口，但是這個類庫全部使用DCOM協議連接，所以依舊需要配置主機名，以及登錄的用戶名密碼。使用之前必須先配置DCOM，其中痛苦不足為外人道也，在上面准備知識部分已經寫道了。
經過一番折騰，總算將項目跑起來了，最終參考的工程代碼如下(項目實用Gradle構建，代碼使用Utgard官方的tutorial范例):
build.gradle:
apply plugin: 'java'
apply plugin: 'application'
repositories {
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/' }
jcenter()
maven { url 'http://neutronium.openscada.org/maven/' }
}
dependencies {
compile 'org.openscada.utgard:org.openscada.opc.lib:1.3.0-SNAPSHOT'
compile 'org.openscada.utgard:org.openscada.opc.dcom:1.2.0-SNAPSHOT'
compile 'org.jinterop:j-interop:2.0.4'
compile 'ch.qos.logback:logback-core:1.2.3'
compile 'org.slf4j:slf4j-api:1.7.25'
}
mainClassName = 'UtgardTutorial1'
src/main/java/UtgardTutorial1.java:
import org.jinterop.dcom.common.JIException; import org.openscada.opc.lib.common.ConnectionInformation; import org.openscada.opc.lib.da.AccessBase; import org.openscada.opc.lib.da.Server; import org.openscada.opc.lib.da.SyncAccess; import java.util.concurrent.Executors; public class UtgardTutorial1 { public static void main(String[] args) throws Exception { // create connection information final ConnectionInformation ci = new ConnectionInformation(); ci.setHost("localhost"); ci.setUser("Administrator"); ci.setPassword("mypassword"); ci.setProgId("TLSvrRDK.OPCTOOLKIT.DEMO"); // ci.setClsid("08a3cc25-5953-47c1-9f81-efe3046f2d8c"); // if ProgId is not working, try it using the Clsid instead final String itemId = "tag1"; // create a new server final Server server = new Server(ci, Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()); try { // connect to server server.connect(); // add sync access, poll every 500 ms final AccessBase access = new SyncAccess(server, 500); access.addItem(itemId, (item, state) -> System.out.println("Resut: " + state.toString())); // start reading access.bind(); // wait a little bit Thread.sleep(10 * 1000); // stop reading access.unbind(); } catch (final JIException e) { System.out.println(String.format("%08X: %s", e.getErrorCode(), server.getErrorMessage(e.getErrorCode()))); e.printStackTrace(); } } } 最終項目運行輸出如下:
Recieved RESPONSE
Resut: Value: [[]]], Timestamp: 星期三 七月 05 00:32:29 CST 2017, Quality: 192, ErrorCode: 00000000 七月 05, 2017 12:32:27 上午 rpc.DefaultConnection processOutgoing 信息: Sending REQUEST 七月 05, 2017 12:32:27 上午 rpc.DefaultConnection processIncoming 信息: Recieved RESPONSE Resut: Value: [[]]], Timestamp: 星期三 七月 05 00:32:29 CST 2017, Quality: 192, ErrorCode: 00000000 七月 05, 2017 12:32:28 上午 rpc.DefaultConnection processOutgoing 信息: Sending REQUEST 七月 05, 2017 12:32:28 上午 rpc.DefaultConnection processIncoming 信息: Recieved RESPONSE Resut: Value: [[U]], Timestamp: 星期三 七月 05 00:32:30 CST 2017, Quality: 192, ErrorCode: 00000000 七月 05, 2017 12:32:28 上午 rpc.DefaultConnection processOutgoing 信息: Sending REQUEST 七月 05, 2017 12:32:28 上午 rpc.DefaultConnection processIncoming 信息: Recieved RESPONSE Resut: Value: [[U]], Timestamp: 星期三 七月 05 00:32:30 CST 2017, Quality: 192, ErrorCode: 00000000 七月 05, 2017 12:32:29 上午 rpc.DefaultConnection processOutgoing 信息: 總算跑起來了。
作者：馮宇Ops
鏈接：https://www.jianshu.com/p/26391f0cbb6f
來源：簡書
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。