【Python】使用OPC UA创建数据服务器

目录

• • • 准备工作
    • 服务器设置
    • 创建或获取节点
    • 设置节点值
    • 启动服务器
    • 查看服务器
    • 客户端
    • 总结

在工业自动化和物联网（IoT）领域，OPC UA（开放平台通信统一架构）已经成为一种广泛采用的数据交换标准。它提供了一种安全、可靠且独立于平台的方式来访问实时数据。在本文中，我们将探讨如何使用Python和OPC UA库来创建一个高效的数据服务器，该服务器能够从CSV文件读取数据，并允许OPC UA客户端访问这些数据。

准备工作

首先，确保你已经安装了opcua库。如果没有安装，可以使用pip进行安装：

pip install opcua

服务器设置

我们将创建一个简单的OPC UA服务器，它将从CSV示例文件(下载)中读取数据，并将这些数据作为OPC UA节点上的变量公开。

from opcua import Server, ua, uamethod
CSV_FILE = "opcua_data.csv"
SERVER_URL = "opc.tcp://0.0.0.0:4840/"
# 创建服务器实例
server = Server()
# 设置服务器端口
server.set_endpoint(SERVER_URL)
# 创建一个命名空间
uri = "http://opcua.simulator.com"
idx = server.register_namespace(uri)
# 获取对象节点，它通常是根节点的第一个孩子
objects = server.get_objects_node()
node_dict = {}

创建或获取节点

为了管理服务器中的节点，我们定义了一个帮助函数get_or_create_node，它将根据需要创建新的节点或返回已存在的节点。

def get_or_create_node(parent, node_name, value):
    children = parent.get_children()
    for child in children:
        if child.get_browse_name().Name == node_name:
            return child  # 返回已存在的节点
    # 如果节点不存在，创建它
    return parent.add_variable(idx, node_name, ua.Variant(value, ua.VariantType.String))

设置节点值

我们还需要一个函数来更新节点的值。这个函数将确保节点的值是最新的，并且反映了CSV文件中的数据。

def set_node_value(node_path, value):
    try:
        if node_path.startswith("/Server/"):
            return
        if node_path not in node_dict:
            parent = objects
            parts = node_path.split("/")
            for part in parts[:-1]:
                if part == "":
                    continue
                parent = get_or_create_node(parent, part, value)
            last_node_name = parts[-1]
            node_dict[node_path] = get_or_create_node(parent, last_node_name, value)
        node_dict[node_path].set_value(ua.Variant(value, ua.VariantType.String))
    except Exception as e:
        print(f"Error setting node value: {e}")

启动服务器

最后，我们将启动服务器，并让它在一个无限循环中不断更新节点的值。

# 启动服务器
try:
    server.start()
    # 启动服务器
    print("Server started at opc.tcp://0.0.0.0:4840/")
    # 每秒读取csv中的一行，更新节点值
    with open(CSV_FILE, "r") as csvfile:
        csvreader = csv.reader(csvfile)
        header = next(csvreader)
        while True:
            try:
                row = next(csvreader)
                for i in range(len(header)):
                    set_node_value(header[i], row[i])
                time.sleep(1)
            except StopIteration:
                csvfile.seek(0)  # 回到文件开头
                next(csvreader)  # 跳过表头
finally:
    server.stop()

查看服务器

可以使用 UA Sample Client (下载链接)软件连接到创建的opcua服务器查看结构和数据。

数据监控：

客户端

【Python】OPC UA 服务器与客户端的实现

总结

通过使用Python和OPC UA库，我们创建了一个能够从CSV文件读取数据并将其作为OPC UA节点值提供的服务器。这种方法在工业数据集成和监控应用中非常有用，因为它允许不同系统和设备之间进行标准化和安全的数据交换。