C#实现OPC客户端

C#实现OPC客户端,结合OPC DA与OPC UA两种协议

一、环境配置与依赖库

1. 基础环境
  • 开发工具:Visual Studio 2019+(.NET Framework 4.6+ 或 .NET Core 3.1+)

  • 核心库

    • OPC DAInterop.OpcDa.dll(需OPC Core Components Redistributable)
    • OPC UAWorkstation.UaClient(NuGet安装)
    csharp 复制代码
    Install-Package Workstation.UaClient
2. 初始化配置
  • OPC DA :注册COM组件(如Matrikon.OPC.Simulator

  • OPC UA:配置安全策略(匿名/证书认证)

    csharp 复制代码
    var endpoint = new EndpointDescription("opc.tcp://localhost:4840") 
    {
        SecurityPolicyUri = SecurityPolicyUris.None // 匿名连接
    };

二、核心功能实现

1. 连接OPC服务器
  • OPC DA 连接

    csharp 复制代码
    Opc.Da.Server server = new Opc.Da.Server();
    server.Connect("Matrikon.OPC.Simulation.1", null); // 服务器ProgID
  • OPC UA 连接(异步):

    csharp 复制代码
    var channel = new UaTcpSessionChannel(
        new ApplicationDescription { ApplicationName = "MyClient" },
        endpoint
    );
    await channel.OpenAsync(); // 建立连接
2. 数据读写操作
  • 读取数据项(OPC UA):

    csharp 复制代码
    var readRequest = new ReadRequest {
        NodesToRead = new[] {
            new ReadValueId { NodeId = NodeId.Parse("ns=2;s=Temperature") }
        }
    };
    var readResult = await channel.ReadAsync(readRequest);
    Console.WriteLine($"温度值: {readResult.Results[0].Value}");
  • 写入数据项(OPC DA):

    csharp 复制代码
    ItemValue value = new ItemValue { ItemName = "Bucket Brigade.Int4", Value = 100 };
    server.Write(new ItemValue[] { value }); // 写入整数值
3. 实时数据订阅
  • OPC UA 变更订阅

    csharp 复制代码
    var subscription = channel.CreateSubscription();
    subscription.ItemChanged += (sender, e) => 
    {
        Console.WriteLine($"{e.ItemName} 新值: {e.Value}");
    };
    subscription.Subscribe("ns=2;s=Pressure"); // 订阅压力值变化
  • OPC DA 数据刷新

    csharp 复制代码
    Subscription sub = (Subscription)server.CreateSubscription(1000); // 1秒刷新
    sub.AddItems(new[] { new Item("Bucket Brigade.Int4") });
    sub.DataChanged += (handle, values) => 
    {
        Console.WriteLine($"实时数据: {values[0].Value}");
    };

三、高级功能实现

1. 异常处理与重连
csharp 复制代码
try
{
    await channel.ReadAsync(readRequest);
}
catch (ServiceResultException ex)
{
    if (ex.StatusCode == StatusCodes.BadConnectionClosed)
    {
        await channel.ReconnectAsync(); // 自动重连
    }
}
2. 节点浏览与元数据获取(OPC UA)
csharp 复制代码
BrowseDescription browseDesc = new BrowseDescription {
    NodeId = NodeId.Parse(ObjectIds.ObjectsFolder),
    BrowseDirection = BrowseDirection.Forward
};
var browseResult = await channel.BrowseAsync(browseDesc);
foreach (var reference in browseResult.References)
{
    Console.WriteLine($"节点: {reference.DisplayName} | ID: {reference.NodeId}");
}
3. 安全认证(OPC UA证书)
csharp 复制代码
var channel = new UaTcpSessionChannel(
    appDescription: new ApplicationDescription { ... },
    userIdentity: new UserIdentity("admin", "password"), // 用户名密码认证
    endpoint: new EndpointDescription { SecurityPolicyUri = SecurityPolicyUris.Basic256Sha256 }
);

五、完整源码结构

csharp 复制代码
OPCClient/
├── Services/
│   ├── OpcDaService.cs      -- OPC DA连接管理
│   ├── OpcUaService.cs      -- OPC UA会话控制
├── Models/
│   ├── DataItem.cs          -- 数据项模型(名称/值/时间戳)
│   ├── Subscription.cs      -- 订阅配置
├── Utilities/
│   ├── ErrorLogger.cs       -- 异常日志记录
│   ├── ConfigLoader.cs      -- 配置文件解析
└── Program.cs               -- 主程序入口

参考源码

扩展方向

  • 工业4.0集成:将OPC数据转发至MQTT/云平台(Azure IoT Hub)
  • 边缘计算:在OPC客户端嵌入机器学习模型(如设备故障预测)
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