纯 C#工控网关+组态软件

一、前言

说来惭愧，这么多年虽然一直自称.NET铁杆粉丝，然仅限于回几个不痛不痒的贴，既没有发布过代码，也没有写过文章。

看着.NET和C#在国外风生水起，国内却日趋没落，我也早觉得有写一点东西的必要了。

二、为什么要开源，它能做什么

开源是大势所趋

现在已经不是兜售软件光盘卖授权的时代了。我自己开发这套系统也得益于开源。

起因是因为看到单位用的组态软件被版权问题困扰，同时系统十分庞大，动辄几个G，安装部署调试都不方便，同时脚本功能和扩展能力也有限。

开始就是自己研发，同事普遍反对，都认为组态软件是大公司玩的东西，我靠一人一枪，图样图森破。

然而我是个狂热分子，参考了几百篇国内论文，下载过几十上百个开源类库，反复研究，经常熬夜。

一段时间之后，拿出来一套半成品，也逐渐为大家所接受，并一发不可收，陆续做了不少工程，逐步取代了原有的组态软件，系统也不断成熟、壮大。

但限于精力和水平，系统完善的空间还很大，可以改进的功能还很多，与其敝帚自珍，不如交给社区，共同完善。

这套系统只是提供了一套组件和工具，并没有给出具体的行业解决方案和控制逻辑（这属于不能开源的部分）。

目标和功能

从一开始设计目标就很明确，取代单位现有组态软件。实现“多快好省”。

系统架构图如下：

分为网关驱动层、平台服务层、应用层。

网关负责转换各种工业以太网协议，统一接口。

平台服务层负责轮询、储存、推送数据。提供各种查询、读写接口。

应用层主要是人机界面（HMI）和各种可视化功能组件，如报警界面、趋势图、报表、图表、下订单、改参数、查日志等。

多：就是适应面广，比如工控网关能支持多种工业以太网、PLC，普适性强，可应用于多个行业。

目前已经支持：

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

快：这里包含三个意思，设计效率高、安装部署快、运行速度快。

有方便的设计工具。驱动、变量、报警、归档管理器，对，就这样一个简单的配置器，支持各种格式导入导出。

接下来是宇宙第一IDE,Visual Studio，作为组态设计器。组态设计器本来是最难实现的部分，现在VS一出，秒杀一片。

速度按我自己，做一套多工段上位机的画面，快则一天内，慢也就两三天。

运行速度：按批量读写方式+订阅-推送模式，几千个变量，几百个显示单元，含动画，通讯周期500毫秒，很流畅。

好：就是界面美观、功能齐全、易用性好，扩展性好。

目前已完成的功能包括：

工业网关：支持多种协议。如有新驱动加入，接口实现非常简便。

实时数据引擎：实时推送变化的数据，支持远程服务器+N个客户端。

历史数据归档引擎：支持N变量快速归档，可为数据分析和数据挖掘提供支持。归档文件很小，自带索引，查询快速。

人机界面：可以充分利用VS设计器的强大功能，辅之以强大的插件（自吹一下），完全可以把VS设计器当做组态设计器来用。

扩展性：加入新功能很快，因为接口很简单。但是功能却不简单。

省：顾名思义，就是省钱省时间啦。

首先系统环境简单，就是装个.NET（因为只要求4.0，WIN7自带），数据库可用SQL EXPRESS，没有采用任何第三方收费组件（开源组件在github列了清单，感谢作者）。

VS作为设计器，强大又好用，可用社区免费版（个人用用没关系，企业的话最好联系微软买正版授权）。

支持各种PLC，单位老组态软件很多PLC不支持，在这里加入一个新的设备驱动很方便。

三、3个为什么

考虑到吹了半天牛B，大家也许会问以下三个问题：

为什么要用.NET 平台？

第一，本人是微软粉丝，.NET忠实码农，用了十多年了，无往不利。无论是一心为公，还是私活利器。首先.NET本身就是一个多快好省的平台，配合宇宙第一IDE，开发效率极高。

其二微软也越来越开放，.NET跨平台能力也越来越强。至于被很多喷子狂喷的所谓.NET工资低，那是因为国内特殊原因造成JAVA码农已先入为主。

本人这行业目前没有公司政治的问题，因此也从来没考虑转型（曾经为安卓APP写过JAVA，也很简单，但是我要吐槽一下，同样功能，JAVA实现起来太啰嗦)。

为什么要用WPF?

WPF是一种声明式编程方式（XAML语言），非常适合工控界面设计。同时微软提供了Blend设计器，实际上画这些控件的都是不会写代码的机械工程师。

实现了前后台分离的协作方式。加上有宇宙第一IDE的配合，可以做的非常炫。

为什么要用Visual Studio？

很简单，宇宙第一IDE不是盖的。我见过很多家的组态画面设计器。无论效果还是易用性还是扩展性，和VS没法比。VS同时还集成了项目管理和编译器。

关于VS扩展性大家很少用到，本人也填过很多坑，找了很多资料，实现之后你才知道它的强大。

四、下面的计划

完善功能

在社区的协助下，修补Bug,增强安全性稳定性。能用起来就是胜利。然后追求更加“多快好省”。

写一系列帖子，把架构、原理讲清楚

提纲和目录也拟好了。大致如下：

1. 网关层原理、接口说明
2. 如何实现一个设备驱动
3. 如何设计图元
4. VS插件模块及原理
5. 归档模块及文件格式
6. 如何进行功能扩展

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

github上面有说明书。下载包里还包括如何安装部署、如何用来设计的Word文档。比较粗略，欢迎提问。