OPC UA编程实现 — 基于Python
FreeOpcUa,是使用Python开发基于OPC统一架构的优选第三方库,项目链接:https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua
创建一个OPC服务器的步骤非常简单:
from opcua import Server
server = Server() # 实例化一个UA服务器
server.set_endpoint("opc.tcp://0.0.0.0:48400/freeopcua/server/") # 设定服务器URI
server.start() # 启动UA服务器
测试所创建的UA服务器,建议可以使用UaExpert,它可以实现UA客户端的功能,下载链接:https://www.unified-automation.com
软件打开后,右键“Servers”,添加新连接

在“Custom Discovery”下双击,并填入上面代码中设定的服务器URI
 
上步添加完URI后,会扫描到Python中创建的UA服务器,选择“Anonymous”,建立连接
 
连接成功后在主页面能够看到OPC UA规范定义的标准地址空间结构
 
对于如何通过FreeOpcUa,创建自己的地址空间,项目源代码Examples文件夹下的server-example.py文件进行了举例。这里要介绍的是如何通过XML文件来编辑地址空间。
在XML文件中创建节点和分配引用,是非常非常棒的一种方法。
编写XML文件,首先添加命名空间,主要包括节点类、数据类型以及W3C标准。
1. 创建对象节点
填写正确的NodeId,用于明确标识节点
填写BrowseName,作为浏览地址空间时的非本地化名称
填写ParentNodeId,在实例化时非常关键,与ModelParent相关,如果不对实例声明进行明确指定,会导致无法实例化
分配引用,需要注意每种引用可以使用的次数(在节点类学习心得中进行了总结中)
2. 创建变量节点
AccessLevel,设定访问方式,可读可写或其他
Value,定义节点Value属性
一个简单的例子
from opcua import Server
server = Server()
server.set_endpoint("opc.tcp://0.0.0.0:48400/freeopcua/server/") # 设定服务器URI
server.import_xml("custom_nodes.xml") # 导入XML文件
server.start()

A custom folder.
i=61
i=85
A custom object node.
i=58
i=30001
i=63
i=30002
StringValue
i=68
i=30002
76
在上例中,首先添加了一个类型为文件夹的对象节点MyXMLFolder,通过HasTypeDefinition设定其类型为FolderType,用于组织地址空间中的节点,并使用Organizes引用将它组织到Root下的Objects节点下
然后在文件夹节点下添加了一个名为MyXMLObject的对象节点,通过HasTypeDefinition引用设定其类型为BaseObjectType,并使用Organizes引用将它组织到MyXMLFolder节点下
在MyXMLObject对象节点下创建一个变量MyXMLVariable,数据类型设定为字符串型,节点类型为BaseVariableType,设定Value属性来赋予初始值“StringValue”
在MyXMLObject对象节点下添加一个特性MyXMLProperty,需要使用HasProperty引用,节点类型设定为PropertyType,数据类型为32位的UInt,并赋予初始值76

一个复杂的例子
创建一个自定义的对象类型节点,然后通过实例化该类型节点得到一个复杂的对象节点。
 
from opcua import Server
server = Server()
server.set_endpoint("opc.tcp://0.0.0.0:48400/freeopcua/server/") # 设定服务器URI
uri = 'http://examples.freeopcua.github.io'
idx = server.register_namespace(uri) # 注册地址空间
server.import_xml("test.xml") # 导入自定义的节点类型
my_sensor_type = server.get_root_node().get_child([
"0:Types", "0:ObjectTypes", "0:BaseObjectType", "0:TemperatureSensorType"]).nodeid
my_sensor = server.nodes.objects.add_object(idx, "TemperatureSensor", my_sensor_type)
server.start()
在XML文件中创建自定义的类型定义节点MyTemperatureSensorType
 
编程实例化该节点,得到地址空间结构如图:
 
XML文件代码:
MyTemperatureSensorType
温度传感器类型
i=58
配置
i=58
i=78
i=30000
EngineeringUnit
温度工程单位
i=63
i=78
i=30001
℃
温度测试
i=58
i=78
i=30000
Temperature
温度
i=63
i=78
i=30003
0.0
EngineeringUnit
温度工程单位
i=68
i=78
i=30004
℃