工控组态也能这么炫?WPF自定义控件实现管道流动与风扇旋转

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前言

在工业控制领域,WPF 以其丰富灵活的控件样式设计,成为工控组态软件开发中的首选。相较于传统的WinForm,WPF提供更强大的图形处理能力和更加灵活的UI设计方式。

本文将通过两个简单的例子——表示水流的管道和转动的冷却风扇,介绍如何使用WPF进行工控组态软件的设计与开发。

设计知识点

本示例中涉及了多个重要的WPF设计知识点,包括自定义用户控件、WPF形状与动画的应用、依赖属性等。通过这些知识点的应用,可以实现高度定制化的控件,并且能够很好地与业务逻辑解耦。

自定义用户控件

用户可以根据业务需要自定义控件,将普通的控件进行组合,封装,以满足特定的功能,并达到复用的目的。

WPF 形状与动画

可以通过选择,移动,变形等相关功能,改变控件的呈现形状。

依赖属性

WPF可以通过依赖属性进行数据的绑定,实现UI与业务逻辑的解耦。

效果预览

示例主要实现了管道,和冷却扇,然后通过不同的旋转,移动并加以组合,如下所示:

管道Pipeline

1、控件布局

管道采用Border控件,并设置渐变背景色,模拟出管道的外观效果。

水流则使用Line控件,通过虚线形式表现水流的效果。

以下是相关代码片段:

<Border CornerRadius="{Binding CapRadius, RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=UserControl}}">  
    <Border.Background>  
        <LinearGradientBrush StartPoint="0.5,0" EndPoint="0.5,1">  
            <GradientStop Color="#FFCBCBCB" Offset="0.1"></GradientStop>  
            <GradientStop Color="White" Offset="0.5"></GradientStop>  
            <GradientStop Color="#FFCBCBCB" Offset="0.8"></GradientStop>  
        </LinearGradientBrush>  
    </Border.Background>  
    <!-- 其他代码 -->  
</Border>

2、状态管理

管道控件支持两种流向状态:东西流向(WEFlowState)和西东流向(EWFlowState)。

通过VisualStateManager来管理这两种状态,实现动态效果。

<VisualStateManager.VisualStateGroups>  
    <VisualStateGroup>  
        <VisualState x:Name="WEFlowState">  
            <Storyboard RepeatBehavior="Forever">  
                <DoubleAnimation Duration="0:0:1" From="0" To="-5" Storyboard.TargetName="liquidline" Storyboard.TargetProperty="StrokeDashOffset">  
                      
                </DoubleAnimation>  
            </Storyboard>  
        </VisualState>  
        <VisualState x:Name="EWFlowState">  
            <Storyboard RepeatBehavior="Forever">  
                <DoubleAnimation Duration="0:0:1" From="0" To="5" Storyboard.TargetName="liquidline" Storyboard.TargetProperty="StrokeDashOffset">  
  
                </DoubleAnimation>  
            </Storyboard>  
        </VisualState>  
    </VisualStateGroup>  
</VisualStateManager.VisualStateGroups>

3、依赖属性

流向方向和水流颜色被设定为依赖属性,允许用户根据需要进行绑定设置。

namespace WpfControl.UserControls  
{  
   /// <summary>  
   /// Pipeline.xaml 的交互逻辑  
   /// </summary>  
   publicpartialclassPipeline : UserControl  
   {  
  
       /// <summary>  
       /// 流水方向  
       /// </summary>  
       public WaterDirection Direction  
       {  
           get { return (WaterDirection)GetValue(DirectionProperty); }  
           set { SetValue(DirectionProperty, value); }  
       }  
  
       // Using a DependencyProperty as the backing store for Direction.  This enables animation, styling, binding, etc...  
       publicstaticreadonly DependencyProperty DirectionProperty =  
           DependencyProperty.Register("Direction"typeof(WaterDirection), typeof(Pipeline), new PropertyMetadata(default(WaterDirection),new PropertyChangedCallback(OnDirectionChanged)));  
  
       private static void OnDirectionChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)  
       {  
           WaterDirection value =(WaterDirection) e.NewValue;  
           VisualStateManager.GoToState(d as Pipeline, value == WaterDirection.WE ? "WEFlowState" : "EWFlowState"false);  
       }  
       /// <summary>  
       /// 颜色  
       /// </summary>  
       public Brush LiquidColor  
       {  
           get { return (Brush)GetValue(LiquidColorProperty); }  
           set { SetValue(LiquidColorProperty, value); }  
       }  
  
       // Using a DependencyProperty as the backing store for LiquidColor.  This enables animation, styling, binding, etc...  
       publicstaticreadonly DependencyProperty LiquidColorProperty =  
           DependencyProperty.Register("LiquidColor"typeof(Brush), typeof(Pipeline), new PropertyMetadata(Brushes.Orange));  
       publicint CapRadius  
       {  
           get { return (int)GetValue(CapRadiusProperty); }  
           set { SetValue(CapRadiusProperty, value); }  
       }  
  
       // Using a DependencyProperty as the backing store for CapRadius.  This enables animation, styling, binding, etc...  
       publicstaticreadonly DependencyProperty CapRadiusProperty =  
           DependencyProperty.Register("CapRadius"typeof(int), typeof(Pipeline), new PropertyMetadata(0));  
       public Pipeline()  
       {  
           InitializeComponent();  
       }  
   }  
}

冷却风扇

1、风扇布局

风扇是通过Path控件绘制而成,利用iconfont网站获取的形状数据。

风扇的旋转动画通过Loaded事件触发,实现持续旋转的效果。

<Border>  
    <Path Stretch="Fill" Fill="Goldenrod"  Data="M261.851429 528.822857c-43.885714-24.868571-84.845714-23.405714-121.417143 5.851429-35.108571 26.331429-49.737143 62.902857-43.885715 106.788571 5.851429 38.034286 19.017143 74.605714 40.96 108.251429 21.942857 35.108571 46.811429 59.977143 76.068572 74.605714 78.994286 40.96 147.748571 29.257143 207.725714-35.108571 19.017143-20.48 33.645714-43.885714 46.811429-73.142858 14.628571-32.182857 23.405714-61.44 24.868571-90.697142 0-14.628571 7.314286-21.942857 19.017143-21.942858s19.017143 5.851429 24.868571 16.091429c17.554286 51.2 14.628571 99.474286-10.24 143.36-24.868571 43.885714-21.942857 84.845714 4.388572 119.954286 26.331429 35.108571 62.902857 49.737143 106.788571 42.422857 38.034286-5.851429 74.605714-19.017143 108.251429-40.96 35.108571-21.942857 59.977143-46.811429 74.605714-76.068572 40.96-78.994286 29.257143-147.748571-36.571428-206.262857-20.48-19.017143-43.885714-35.108571-73.142858-48.274285-32.182857-14.628571-61.44-23.405714-90.697142-24.868572-14.628571 0-21.942857-7.314286-21.942858-19.017143s5.851429-20.48 17.554286-23.405714c20.48-7.314286 40.96-11.702857 62.902857-11.702857 27.794286 0 54.125714 7.314286 78.994286 20.48 43.885714 24.868571 84.845714 23.405714 121.417143-4.388572 35.108571-26.331429 49.737143-62.902857 43.885714-106.788571-5.851429-38.034286-19.017143-74.605714-40.96-108.251429-21.942857-35.108571-46.811429-59.977143-76.068571-74.605714-78.994286-40.96-147.748571-29.257143-207.725715 35.108572-19.017143 20.48-33.645714 45.348571-46.811428 73.142857-14.628571 32.182857-23.405714 62.902857-24.868572 90.697143 0 13.165714-7.314286 20.48-19.017142 21.942857s-20.48-5.851429-24.868572-16.091429c-7.314286-20.48-10.24-40.96-10.24-64.365714 0-27.794286 7.314286-54.125714 20.48-78.994286 24.868571-43.885714 21.942857-84.845714-4.388571-119.954286-26.331429-35.108571-61.44-49.737143-105.325715-43.885714-38.034286 5.851429-74.605714 19.017143-108.251428 40.96-35.108571 21.942857-59.977143 46.811429-76.068572 76.068572-40.96 78.994286-29.257143 147.748571 36.571429 207.725714 20.48 19.017143 45.348571 35.108571 73.142857 48.274286 32.182857 14.628571 61.44 21.942857 90.697143 23.405714 14.628571 0 21.942857 7.314286 21.942857 19.017143s-5.851429 20.48-17.554286 24.868571c-49.737143 17.554286-98.011429 14.628571-141.897142-10.24m279.405714-46.811428c8.777143 8.777143 11.702857 17.554286 11.702857 29.257142s-4.388571 21.942857-11.702857 30.72c-8.777143 7.314286-17.554286 11.702857-29.257143 11.702858s-21.942857-4.388571-30.72-11.702858c-8.777143-8.777143-11.702857-19.017143-11.702857-30.72s4.388571-21.942857 11.702857-29.257142c8.777143-8.777143 19.017143-13.165714 30.72-13.165715 11.702857 1.462857 20.48 4.388571 29.257143 13.165715z">  
        <Path.RenderTransform>  
            <TransformGroup>  
                <RotateTransform Angle="0" CenterX="{Binding CenterX, RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=UserControl}}" CenterY="{Binding CenterY, RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=UserControl}}"></RotateTransform>  
            </TransformGroup>  
        </Path.RenderTransform>  
        <Path.Triggers>  
            <EventTrigger RoutedEvent="UserControl.Loaded">  
                <BeginStoryboard>  
                    <Storyboard Duration="0:0:2" RepeatBehavior="Forever" Storyboard.TargetProperty="RenderTransform.Children[0].Angle">  
                        <DoubleAnimation Duration="0:0:2" From="0" To="360" BeginTime="0:0:0" ></DoubleAnimation>  
                    </Storyboard>  
                </BeginStoryboard>  
            </EventTrigger>  
        </Path.Triggers>  
    </Path>  
</Border>

2、依赖属性

风扇旋转中心点也被设定为依赖属性,方便在使用时进行调整。

namespace WpfControl.UserControls  
{  
    /// <summary>  
    /// CoolingPie.xaml 的交互逻辑  
    /// </summary>  
    publicpartialclassCoolingPie : UserControl  
    {  
  
        publicint CenterX  
        {  
            get { return (int)GetValue(CenterXProperty); }  
            set { SetValue(CenterXProperty, value); }  
        }  
        // Using a DependencyProperty as the backing store for CWidth.  This enables animation, styling, binding, etc...  
        publicstaticreadonly DependencyProperty CenterXProperty =  
            DependencyProperty.Register("CenterX"typeof(int), typeof(CoolingPie), new PropertyMetadata(0));  
        publicint CenterY  
        {  
            get { return (int)GetValue(CenterYProperty); }  
            set { SetValue(CenterYProperty, value); }  
        }  
  
        // Using a DependencyProperty as the backing store for CHeight.  This enables animation, styling, binding, etc...  
        publicstaticreadonly DependencyProperty CenterYProperty =  
            DependencyProperty.Register("CenterY"typeof(int), typeof(CoolingPie), new PropertyMetadata(0));  
        public CoolingPie()  
        {  
            InitializeComponent();  
        }  
    }  
}

整体布局

在控件定义好后,就是将控件拼接组合,以达到预期的效果,如下所示:

<Grid>  
    <ScrollViewer Margin="10" HorizontalScrollBarVisibility="Auto" VerticalScrollBarVisibility="Auto" CanContentScroll="True">  
        <Canvas Margin="10">  
            <uctrl:Pipeline x:Name="top" Panel.ZIndex="4" Canvas.Top="-10" Canvas.Left="0" Width="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualWidth}"  Direction="WE" LiquidColor="Red" Height="30" CapRadius="20"></uctrl:Pipeline>  
            <uctrl:Pipeline x:Name="right" Panel.ZIndex="3" Margin="0" Canvas.Right="-10" Canvas.Top="10" Width="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualHeight}" Direction="WE" LiquidColor="Red" Height="30" CapRadius="20">  
                <uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
                    <TransformGroup>  
                        <TranslateTransform X="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualHeight}" Y="0"></TranslateTransform>  
                        <RotateTransform Angle="90" CenterX="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualHeight}" CenterY="0"></RotateTransform>  
                    </TransformGroup>  
                </uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
            </uctrl:Pipeline>  
            <uctrl:Pipeline x:Name="bottom" Panel.ZIndex="2" Canvas.Bottom="-15" Canvas.Right="0" Direction="EW" LiquidColor="Red" Height="30" Width="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualWidth}" CapRadius="20"></uctrl:Pipeline>  
            <uctrl:Pipeline x:Name="left" Panel.ZIndex="1" Canvas.Left="15" Canvas.Top="0"   Direction="EW" LiquidColor="Red" Height="30" Width="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualHeight}" CapRadius="20">  
                <uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
                    <TransformGroup>  
                        <RotateTransform Angle="90" ></RotateTransform>  
                    </TransformGroup>  
                </uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
            </uctrl:Pipeline>  
            <uctrl:Pipeline x:Name="middle" Panel.ZIndex="1" Canvas.Left="360" Canvas.Top="0"   Direction="EW" LiquidColor="Red" Height="30" Width="{Binding RelativeSource={RelativeSource Mode=FindAncestor, AncestorType=Canvas}, Path=ActualHeight}" CapRadius="20">  
                <uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
                    <TransformGroup>  
                        <RotateTransform Angle="90" ></RotateTransform>  
                    </TransformGroup>  
                </uctrl:Pipeline.RenderTransform>  
            </uctrl:Pipeline>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Right="-10" Canvas.Top="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Right="-10" Canvas.Bottom="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Left="-10" Canvas.Top="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Left="-10" Canvas.Bottom="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Left="325" Canvas.Top="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
            <uctrl:CoolingPie Canvas.Left="325" Canvas.Bottom="-10" Panel.ZIndex="5" Width="40" Height="40" CenterX="20" CenterY="20"></uctrl:CoolingPie>  
        </Canvas>  
    </ScrollViewer>  
</Grid>

上述内容详细介绍了如何利用WPF的强大功能创建工控组态软件中的关键组件,如管道和冷却风扇。这些组件不仅具有美观的界面设计,还具备良好的交互性和扩展性,非常适合用于实际项目中。

总结

通过本文的例子可以看出,WPF为开发提供一种高效且灵活的方式来进行工控组态软件的设计。

不管是复杂的动画效果还是精细的数据绑定,WPF都能轻松应对。希望本文能给大家带来一些启发,帮助大家更好地理解和应用WPF技术。

关键词

#WPF#自定义用户控件#形状与动画#依赖属性#工控组态#管道#冷却风扇

最后

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作者:老马识途

出处:cnblogs.com/hsiang/p/16790188.html

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