🌟 一、什么是 OPC 协议？

OPC（OLE for Process Control） 是一种工业通信标准，用于在工业设备（如PLC、传感器、仪表）和软件系统（如SCADA、MES、HMI）之间交换数据。

简单理解：OPC 就是工业设备和软件之间“说话”的通用语言。

常见的 OPC 协议分类：

类型 说明
OPC DA（Data Access） 用于实时数据读写（经典OPC，基于COM/DCOM）
OPC UA（Unified Architecture） 新一代OPC协议，跨平台、安全、支持复杂数据模型

我们今天重点讲的是 OPC UA，因为它是目前主流，支持现代工业通信需求。

🧠 二、OPC 的作用及功能

OPC 的核心作用是：

  • 统一通信标准：不同厂商的设备可以使用统一接口通信。
  • 读写设备数据：从PLC、传感器等设备中读取或写入数据。
  • 报警与事件：接收设备的异常信息或事件通知。
  • 历史数据访问：查询设备的历史数据记录。
  • 方法调用：调用设备上的函数或方法（如启动、停止等）。

🔧 三、OPC UA 的工作原理（通俗理解）

OPC UA 使用 客户端-服务器（Client-Server）架构：

  • OPC UA 服务器：运行在设备或本地计算机上，提供数据。
  • OPC UA 客户端：运行在你的程序中，用来访问服务器的数据。

你可以想象成：

你（客户端）打电话给 工厂的控制室（服务器），说：“请告诉我1号传感器的温度是多少？”
控制室查了一下，告诉你：“1号传感器现在是25.3°C。”

这就是 OPC UA 的基本通信过程。

🛠️ 四、在实际工作中如何使用 OPC UA？

在实际项目中，你可能会：

  • 从 PLC 读取温度、压力等数据
  • 向设备写入控制命令
  • 监控设备状态
  • 将数据传给上位机系统（如 MES）

💻 五、C# 实现 OPC UA 通信（完整示例 + 逐行解释）

我们将使用 Opc.UaFx.Client 这个库来实现 OPC UA 通信。

1️⃣ 安装 NuGet 包

在 Visual Studio 中打开 NuGet 包管理器，安装：

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Install-Package Opc.UaFx.Advanced

2️⃣ 示例代码：读取 OPC UA 服务器上的温度值

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using System;
using Opc.UaFx.Client;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建 OPC UA 客户端，指定服务器地址
        using (var client = new OpcClient("opc.tcp://localhost:4840"))
        {
            try
            {
                // 连接到 OPC UA 服务器
                client.Connect();

                // 输出连接成功信息
                Console.WriteLine("已连接到 OPC UA 服务器。");

                // 读取节点值：假设温度传感器的节点是 ns=2;s=TemperatureSensor
                string nodeId = "ns=2;s=TemperatureSensor";
                object value = client.ReadNode(nodeId);

                // 输出读取到的值
                Console.WriteLine($"读取到的温度值为: {value}");

                // 如果你知道数据类型是 double，可以这样强转
                double temperature = client.ReadNode(nodeId).GetValue<double>();
                Console.WriteLine($"温度值（double类型）: {temperature} °C");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"发生错误: {ex.Message}");
            }
            finally
            {
                // 断开连接
                if (client.Connected)
                {
                    client.Disconnect();
                    Console.WriteLine("已断开与 OPC UA 服务器的连接。");
                }
            }
        }

        Console.WriteLine("按任意键退出程序...");
        Console.ReadKey();
    }
}

🧾 六、代码逐行解释（通俗易懂）

代码 解释
using Opc.UaFx.Client; 引入 OPC UA 客户端库
using (var client = new OpcClient("opc.tcp://localhost:4840")) 创建 OPC UA 客户端，连接到本机的 OPC UA 服务器（端口 4840）
client.Connect(); 建立连接
string nodeId = "ns=2;s=TemperatureSensor"; 指定你要读取的节点地址（命名空间 2，节点名称 TemperatureSensor）
object value = client.ReadNode(nodeId); 读取该节点的值（返回的是 object 类型）
double temperature = client.ReadNode(nodeId).GetValue<double>(); 强转为 double 类型
Console.WriteLine(...) 输出结果
client.Disconnect(); 断开连接
try...catch...finally 异常处理和资源释放

📌 七、运行前你需要知道的事

  • OPC UA 服务器必须运行，比如你可以使用：
  • 确保 OPC UA 服务器上有节点，比如 "ns=2;s=TemperatureSensor"，否则会报错。
  • 如果你连接的是远程服务器，请把地址改成 "opc.tcp://192.168.x.x:4840"。

✅ 八、总结一句话

OPC UA 是工业设备与软件之间通信的通用协议，使用 C# 可以轻松实现数据读写。你只需要创建客户端、连接服务器、读写节点，就能实现与PLC、传感器等设备的通信。