OPC-UA 驱动

概述

基于 OPC Unified Architecture (IEC 62541) 的工业数据标准协议。

项目	值
opc_type	OPCUA
实现类	plantpulse.driver.protocol.opcua.OPCUA_34_Driver
库	Eclipse Milo (milo-sdk-client)
read	✅
write	❌ (Phase 3 / 与 Sparkplug NCMD 一起)
安全	Username/Password, Anonymous

与 Kepware、Matrikon、Prosys 等大多数 OPC-UA 服务器兼容。

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OPC 注册表单

字段	含义	示例
opc_agent_ip	OPC-UA 服务器 IP	192.168.0.40
opc_agent_port	OPC-UA 服务器 TCP 端口	49320 (Kepware 默认)
timecycle	轮询周期 (ms)	1000
options.servername	endpoint 末尾的服务器名	(Kepware 则留空)
options.username	认证用户	kopens
options.password	认证密码	***
options.discovery	是否使用 discovery endpoint	false (为 true 时自动检索 endpoints)

生成的 endpoint URL 格式：

opc.tcp://<opc_agent_ip>:<opc_agent_port>/<servername>

username 与 password 同时存在时使用 UsernameProvider，否则使用 AnonymousProvider。

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标签 plc_address 格式

OPC-UA 标准 NodeId 表示法。例如：

表示	含义
ns=2;s=Simulator.Sine1	namespace 2, string identifier Simulator.Sine1
ns=2;i=1234	numeric identifier 1234
ns=3;g=09087e75-8e5e-499b-954f-f2a8624db28a	GUID identifier
ns=2;b=Mb=	opaque (bytestring) identifier

Kepware 通常为 ns=2;s=<Channel>.<Device>.<Tag> 格式。

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data_type / format 映射

将 OPC-UA 变量节点的 Value 转换为 String 后返回。data_type 供后续环节 (PLCValueFomula、Sparkplug 发布等) 在类型转换时使用。

data_type	行为
Float / Double	数值原样
Int / Integer / Int32 / Short / Long	数值原样
Boolean / Bool	true/false 字符串
String / Text	UTF-8 字符串
DateTime	ISO 字符串

format 在 OPC-UA 中通常不使用。如需后处理运算，请使用 fomula。

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常见错误与解决

消息 / 现象	原因	解决
connection refused	服务器未运行、端口被阻断	用 telnet <ip> <port> 确认通信
Bad_UserAccessDenied	username/password 错误、不允许匿名	在服务器侧注册用户或启用 anonymous
Bad_SecurityChecksFailed	安全策略不匹配	在服务器确认 None / Basic256Sha256 等策略。Phase 1 优先使用 MessageSecurityMode.None
endpointUrl 不匹配	为 discovery=false 但服务器返回了其他主机名	保持为 discovery=true 或在 hosts 文件中做映射
值始终为 0 / null	NodeId 拼写错误、namespace 编号不一致	用 UA Expert 等客户端对同一 NodeId 进行 read 验证

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curl 注册示例

curl -X POST http://<edge-host>/api/v1/opc \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "opc_id": "OPC_UA_Kepware",
    "opc_type": "OPCUA",
    "opc_name": "Kepware",
    "opc_agent_ip": "192.168.0.40",
    "opc_agent_port": "49320",
    "site_id": "SITE_00001",
    "auto_collect": true,
    "timecycle": 1000,
    "options": {
      "username": "kopens",
      "password": "***",
      "discovery": "false"
    },
    "tag_list": [
      {
        "tag_id": "OPC_UA_Kepware_TAG_00001",
        "tag_name": "Sine1",
        "plc_address": "ns=2;s=Simulator.Sine1",
        "data_type": "Float",
        "description": "Sine wave"
      },
      {
        "tag_id": "OPC_UA_Kepware_TAG_00002",
        "tag_name": "Random1",
        "plc_address": "ns=2;s=Simulator.Random1",
        "data_type": "Integer"
      }
    ]
  }'

读取值：

curl -s http://<edge-host>/api/v1/tag/OPC_UA_Kepware_TAG_00001/value | jq

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参考：Kepware 快速配置指南

1. Kepware Server → Project → 添加通道 (例如 Simulator)。
2. 添加设备 (例如 Simulator) → 模型 = 16 Bit Device。
3. 添加标签 → Sine1，type Float，scan rate 100ms 等。
4. 在 Project Properties → OPC UA → Server Endpoint 中启用端口 49320。
5. 启用 Anonymous 或用户账户。

→ Edge 注册表单：

字段	值
opc_agent_ip	Kepware 服务器 IP
opc_agent_port	49320
options.servername	(留空)
options.username/password	上面创建的账户
plc_address	ns=2;s=Simulator.Simulator.Sine1

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示例集 (按数据类型)

OPC-UA 将变量节点的值(Variant)转换为 String 后返回。data_type 供后处理 (PLCValueFomula、Sparkplug DataTypeMapper) 在类型转换时使用。format 通常不使用。

Boolean

data_type	plc_address 示例	备注
Boolean	ns=2;s=Simulator.Boolean1	Kepware Simulator 的 Boolean tag
Boolean	ns=2;s=PLC.Status.Running	Kepware Channel.Device.Tag
Boolean	ns=2;i=1003	numeric NodeId

16/32-bit 整数

data_type	plc_address 示例	备注
Integer	ns=2;s=Simulator.Random1	Random integer 模拟
Integer	ns=2;s=Simulator.Counter1	Counter
Integer	ns=2;s=PLC.D100	Kepware MELSEC 通道暴露

64-bit 整数

data_type	plc_address 示例	备注
Long	ns=2;s=Simulator.LongCounter	UInt64 / Int64 节点
Long	ns=2;s=PLC.Cycle.Total	累计计数器

实数

data_type	plc_address 示例	备注
Float	ns=2;s=Simulator.Sine1	sine wave 模拟
Float	ns=2;s=Simulator.Ramp1	ramp wave
Double	ns=2;s=PLC.Pressure	精密测量值

字符串

data_type	plc_address 示例	备注
String	ns=2;s=Simulator.User1.Name	字符串节点
String	ns=2;s=PLC.Recipe.Active	配方名

按 NodeId 格式

identifier 类型	plc_address 示例
String (s=)	ns=2;s=Simulator.Sine1
Numeric (i=)	ns=2;i=1234
GUID (g=)	ns=3;g=09087e75-8e5e-499b-954f-f2a8624db28a
Opaque (b=)	ns=2;b=Mb=

Formula 应用

用途	data_type	fomula	备注
单位换算	Float	${VALUE}*0.001	g → kg 等
零点校正	Float	${VALUE}-${TAG_ZERO}	可引用其他 OPCUA 标签
类型转换	Float	${VALUE}*1.0	Integer → Float 强制转换
多项式	Float	${VALUE}*${VALUE}*0.0001	非线性

curl 综合示例 (所有类型)

curl -X POST http://<edge-host>/api/v1/opc \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "opc_id": "OPC_UA_FULL",
    "opc_type": "OPCUA",
    "opc_name": "Kepware Full",
    "opc_agent_ip": "192.168.0.40",
    "opc_agent_port": "49320",
    "site_id": "SITE_00001",
    "auto_collect": true,
    "timecycle": 1000,
    "options": { "discovery": "false" },
    "tag_list": [
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T01", "tag_name":"BoolTag",    "plc_address":"ns=2;s=Simulator.Boolean1",        "data_type":"Boolean"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T02", "tag_name":"IntTag",     "plc_address":"ns=2;s=Simulator.Random1",         "data_type":"Integer"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T03", "tag_name":"LongTag",    "plc_address":"ns=2;s=Simulator.LongCounter",     "data_type":"Long"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T04", "tag_name":"FloatTag",   "plc_address":"ns=2;s=Simulator.Sine1",           "data_type":"Float"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T05", "tag_name":"DoubleTag",  "plc_address":"ns=2;s=PLC.Pressure",              "data_type":"Double"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T06", "tag_name":"StringTag",  "plc_address":"ns=2;s=Simulator.User1.Name",      "data_type":"String"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T07", "tag_name":"NumIdTag",   "plc_address":"ns=2;i=1234",                       "data_type":"Integer"},
      {"tag_id":"OPC_UA_FULL_T08", "tag_name":"ScaledTag",  "plc_address":"ns=2;s=Simulator.Sine1",           "data_type":"Float", "fomula":"${VALUE}*100"}
    ]
  }'