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。
服务器模拟
1. 环境准备
确保您的Python环境中已安装opcua
库。如果未安装,请使用以下命令进行安装:
pip install opcua
导入python库
import argparse
import csv
import time
from typing import List
from opcua import Server, Node, ua
2. 服务器设置
首先,我们定义命令行参数来配置服务器地址、端口和数据源路径。
parser = argparse.ArgumentParser(description="OPCUA模拟服务器")
# 添加参数
parser.add_argument("--ip", "-i", default="0.0.0.0", help="服务器地址")
parser.add_argument("--port", "-p", default=4840, type=int, help="服务器端口")
parser.add_argument("--source", "-s", default="opcua_data.csv", help="数据源路径")
parser.add_argument("--type", "-t", default="fanuc", help="模拟类型")
# 解析命令行参数
args = parser.parse_args()
CSV_FILE = args.source
SERVER_URL = "opc.tcp://" + str(args.ip) + ":" + str(args.port)
SERVER_TYPE: str = args.type
参数:
3. 服务器初始化
接着,我们初始化OPC UA服务器,并设置命名空间。
# 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)
4. 节点操作
定义函数来处理节点信息,并添加或更新节点。
# 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_cache_dict = {}
def get_node_dict(node_info: str):
pairs = node_info.split(";")
if len(pairs) <= 1:
return {"ns": idx, "s": node_info}
data = {}
for pair in pairs:
key, value = pair.split("=")
data[key] = value
return data
def add_node(parent: Node, node_name, value, node_dict: dict, node_type="obj"):
node_path = node_dict.get("s")
node_ns = node_dict.get("ns")
node_id = node_dict.get("i")
# 检查节点是否已经存在
children: List[Node] = parent.get_children()
for child in children:
browse_name: ua.QualifiedName = child.get_browse_name()
if 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
if node_type == "var":
if SERVER_TYPE.upper() == "FANUC":
node_idx = f"ns={node_ns};i={node_id}" if node_id else idx
else:
node_idx = f"ns={node_ns};s={node_path}"
new_node = parent.add_variable(node_idx, node_name, str(value))
else:
new_node: Node = parent.add_object(idx, node_name)
# new_node.set_writable() # 设置变量为可写
return new_node
def set_node_value(node_info: str, value):
node_dict = get_node_dict(node_info)
node_path: str = node_dict.get("s")
if node_path.startswith("/Server/"):
return
try:
last_node: Node = node_cache_dict.get(node_path)
if last_node is None:
# 递归查找或创建节点
parent = objects
parts = node_path.split("/")
for part in parts[:-1]: # 遍历除了最后一个节点的所有节点
if part == "":
continue
parent = add_node(
parent, part, value, node_dict
) # 创建节点(如果不存在)
# 设置或更新最后一个节点的值
last_node_name = parts[-1]
last_node = add_node(parent, last_node_name, value, node_dict, "var")
node_cache_dict[node_path] = last_node
last_node.set_value(str(value))
except Exception as e:
print(f"Error setting node value: {e}")
5. 读取CSV文件
使用csv
模块读取CSV文件,并更新OPC UA节点的值。
csv.field_size_limit(500 * 1024 * 1024)
try:
with open(CSV_FILE, "r") as csvfile:
csvreader = csv.reader(csvfile)
header = next(csvreader)
row = next(csvreader)
for i in range(len(header)):
set_node_value(header[i], row[i]) # 首次创建节点
server.start() # 启动服务器(先创建结构再启动server)
print(f"Server started at {SERVER_URL}")
# 每秒读取csv中的一行,更新节点值
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() if server else None
6. 运行服务器
执行脚本,服务器将启动,并开始从CSV文件读取数据更新OPC UA节点。
python opcua_simulator.py --ip 0.0.0.0 --port 4840 --source opcua_data.csv
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文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-861712.html
总结
本文介绍了如何使用Python和OPC UA库创建一个模拟服务器。通过读取CSV文件,服务器能够动态更新OPC UA节点的值,这对于开发和测试OPC UA客户端应用程序非常有用。您可以按照上述步骤进行实践,并根据具体需求调整代码。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-861712.html
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