C# 读写opc ua服务器，浏览所有节点，读写节点，读历史数据，调用方法，订阅，批量订阅操作

OPC UA简介

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OPC是应用于工业通信的，在windows环境的下一种通讯技术，原有的通信技术难以满足日益复杂的环境，在可扩展性，安全性，跨平台性方面的不足日益明显，所以OPC基金会在几年前提出了面向未来的架构设计的OPC 统一架构，简称OPC UA，截止目前为止，越来越多公司将OPC UA作为开放的数据标准，在未来工业4.0行业上也将大放异彩。

在OPC UA的服务器端。会公开一些数据节点，或是方法等信息，允许第三方使用标准的OPC协议来进行访问，在传输层已经安全的处理所有的消息，对于客户端的访问来说，应该是非常清楚简单的。

本篇文章是讲述如何开发C#的OPC UA客户端的方式，关于如何开发OPC UA可配置的服务器，请参照另一篇博客：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/8976955.html 这篇博客讲述了如何创建基于三菱，西门子，欧姆龙，ModbusTcp客户端，异形ModbusTcp客户端的OPC UA服务器引擎。

联系作者及加群方式（激活码在群里发放）：http://www.hslcommunication.cn/Cooperation

2.0版本说明

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2018年8月18日 20:09:24  基于OPC UA的最新官方库，重新调整了订阅的代码实现，开源地址：https://github.com/dathlin/OpcUaHelper 除了组件的源代码之外，还包含了一个服务器的示例，就是下面的的示例操作。

更加详细的代码说明可以参照GitHub上的readme文件

前期准备

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准备好开发的IDE，首选Visual Studio2017版本，新建项目，或是在你原有的项目上进行扩展。注意：项目的.NET Framework版本最低为4.6

打开NuGet管理器，输入指令（如果不明白，参考http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7705014.html）：

Install-Package OpcUaHelper

或者：

然后在窗体的界面新增引用：

using OpcUaHelper;

接下就可以愉快码代码了。

OPC UA服务器准备

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此处有一个供网友测试的服务器：opc.tcp://118.24.36.220:62547/DataAccessServer

当然，一般的网友都会使用Kepware软件，在此处介绍一个我自己开发的OPC UA网关服务器，支持三菱，西门子，欧姆龙，modbustcp客户端转化成OPC UA服务器，支持创建modbus服务器，异形服务器，地址是

https://github.com/dathlin/SharpNodeSettings

节点浏览器

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我们在得到一个OPC UA的服务器之后，第一件事就是使用节点浏览器对所有的节点进行访问，不然你根本就不知道服务器公开了什么东西，此处我使用了一个测试服务器，该地址为云端地址，不保证以后会不会继续支持访问，目前来说还是可以访问的。

比如这个地址：opc.tcp://118.24.36.220:62547/DataAccessServer

OK，然后我们可以使用代码来显示这个服务器到底有什么数据了！在窗体上新增一个按钮，双击它进入点击事件，写上

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            using (FormBrowseServer form = new FormBrowseServer())
            {
                form.ShowDialog();
            }
        }

然后就会显示如下的界面：在地址栏输入上述地址，点击连接（此处能连接上的条件是服务器配置为允许匿名登录）：

左边区域可以随便点击看看，可以看到所有公开的数据，比如点击一个数据节点，下面图片中的Name节点，右边编辑框会显示该节点的ID标识，这个标识很重要，关系到等会的读写操作。

客户端实例化

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        private OpcUaClient opcUaClient = new OpcUaClient();

        private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            await opcUaClient.ConnectServer("opc.tcp://118.24.36.220:62547/DataAccessServer");
        }

        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            opcUaClient.Disconnect();
        }

如上所示，在窗体载入的时候实例化，在窗体关闭的时候断开连接。下面的节点操作和其他操作使用的实例都是这个opcUaClient，如果你连接的服务器是需要用户名和密码的，那么修改Load中的代码如下：

private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            opcUaClient.UserIdentity = new Opc.Ua.UserIdentity("admin", "123456");

　　　　　　await opcUaClient.ConnectServer("opc.tcp://118.24.36.220:62547/DataAccessServer");

　　　　}

　　

节点读取操作

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我们要读取一个节点数据，有两个信息是必须知道的

• 节点的ID标识，就是在上述节点浏览器中的编辑框的信息（"ns=2;s=Machines/Machine A/Name"）
• 节点的数据类型，这个是必须知道的，不然也不好读取数据。（“string”）

上面的两个信息都可以通过节点浏览器来获取到信息，现在，我们已经获取到了这两个信息，就上面的括号里的数据，然后我们在新增一个按钮，来读取数据：

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                string value = opcUaClient.ReadNode<string>("ns=2;s=Machines/Machine A/Name");
                MessageBox.Show(value); // 显示测试数据
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

可以看到，真正的读取数据的操作只有一行代码，但是此处展示了一个良好的编程习惯，使用try..catch..，关于错误捕获的使用以后会专门开篇文章讲解。在展示一个读取float数据类型的示例

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                float value = opcUaClient.ReadNode<float>("ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat");
                MessageBox.Show(value.ToString()); // 显示100.5
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

其他的类型参照这种写法就行，哪怕是数组类型也是没有关系的。

类型未知节点读取操作

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我们要读取一个节点数据，假设我们只知道一个节点的ID，或者说这个节点的类型是可能变化的，那么我们需要读取到值的同时读取到这个数据的类型，那么代码参照下面

• 节点的ID标识，就是在上述节点浏览器中的编辑

节点的数据类型最终由 value.WrappedValue.TypeInfo 来决定，有两个属性，是否是数组和基础类型，下面的代码只有int类型进行了严格的数组判断，其他类型参照即可。

        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Opc.Ua.DataValue value = opcUaClient.ReadNode("ns=2;s=Robots/RobotA/RobotMode");
            // 一个数据的类型是不是数组由 value.WrappedValue.TypeInfo.ValueRank 来决定的
            // -1 说明是一个数值
            // 1  说明是一维数组，如果类型BuiltInType是Int32，那么实际是int[]
            // 2  说明是二维数组，如果类型BuiltInType是Int32，那么实际是int[,]
            if (value.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.Int32)
            {
                if (value.WrappedValue.TypeInfo.ValueRank == -1)
                {
                    int temp = (int)value.WrappedValue.Value;               // 最终值
                }
                else if (value.WrappedValue.TypeInfo.ValueRank == 1)
                {
                    int[] temp = (int[])value.WrappedValue.Value;           // 最终值
                }
                else if (value.WrappedValue.TypeInfo.ValueRank == 2)
                {
                    int[,] temp = (int[,])value.WrappedValue.Value;         // 最终值
                }
            }
            else if(value.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.UInt32)
            {
                uint temp = (uint)value.WrappedValue.Value;                 // 数组的情况参照上面的例子
            }
            else if (value.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.Float)
            {
                float temp = (float)value.WrappedValue.Value;               // 数组的情况参照上面的例子
            }
            else if (value.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.String)
            {
                string temp = (string)value.WrappedValue.Value;             // 数组的情况参照上面的例子
            }
            else if (value.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.DateTime)
            {
                DateTime temp = (DateTime)value.WrappedValue.Value;         // 数组的情况参照上面的例子
            }
        }
    }

批量节点读取操作

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批量读取节点时，有个麻烦之处在于类型不一定都是一致的，所以为了支持更加广泛的读取操作，只提供Opc.Ua.DataValue的读取，读取到数据后需要自己做一些转换，根据类型来自己转，参照上面类型未知的节点操作代码。

            try
            {
                // 添加所有的读取的节点，此处的示例是类型不一致的情况
                List<NodeId> nodeIds = new List<NodeId>( );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/温度" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/风俗" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/转速" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/机器人关节" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/cvsdf" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/条码" ) );
                nodeIds.Add( new NodeId( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/开关量" ) );

                // dataValues按顺序定义的值，每个值里面需要重新判断类型
                List<DataValue> dataValues = opcUaClient.ReadNodes( nodeIds.ToArray() );
                // 然后遍历你的数据信息
                foreach (var dataValue in dataValues)
                {
                    // 获取你的实际的数据
                    object value = dataValue.WrappedValue.Value;
                }

                // 如果你批量读取的值的类型都是一样的，比如float，那么有简便的方式
                List<string> tags = new List<string>( );
                tags.Add( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/风俗" );
                tags.Add( "ns=2;s=Devices/分厂一/车间二/ModbusTcp客户端/转速" );

                // 按照顺序定义的值
                List<float> values = opcUaClient.ReadNodes<float>( tags.ToArray() );

            }
            catch (Exception ex)
            {
                ClientUtils.HandleException( this.Text, ex );
            }

　　

节点写入操作

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节点的写入操作和读取类似，我们还是必须要先知道节点的ID和数据类型，和读取最大的区别是，写入的操作很有可能会失败，因为服务器对于数据的输入都是很敏感的，这部分权限肯定会控制的，也就是很有可能会发生写入拒绝，此处的测试服务器允许写入，下面举例在Name节点写入“abcd测试写入啊”信息:

        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                bool IsSuccess = opcUaClient.WriteNode("ns=2;s=Machines/Machine B/Name","abcd测试写入啊");
                MessageBox.Show(IsSuccess.ToString()); // 显示True，如果成功的话
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

再写个例子，写入Float数据

        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                bool IsSuccess = opcUaClient.WriteNode("ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat",123.456f);
                MessageBox.Show(IsSuccess.ToString()); // 显示True，如果成功的话
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

要想查看是否真的写入，可以使用节点数据浏览器来查看是否真的写入。

批量节点写入操作

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写入节点操作时，类型并不一定是统一的，所以此处提供统一的object数组写入，需要注意，对应的节点名称和值的类型必须一致！

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // 批量写入的代码
            string[] nodes = new string[]
            {
                "ns=2;s=Robots/RobotA/RobotMode",
                "ns=2;s=Robots/RobotA/UserFloat"
            };
            object[] data = new object[]
            {
                4,
                new float[]{5,3,1,5,7,8}
            };

            // 都成功返回True，否则返回False
            bool result = opcUaClient.WriteNodes(nodes, data);
        }

数据订阅

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下面举例说明订阅ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat的数据，我们假设这个在服务器上是不断变化的，按照如下的方式进行数据订阅：

        private void button2_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // sub
            OpcUaClient.AddSubscription( "A", "ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat", SubCallback );
        }

        private void SubCallback(string key, MonitoredItem monitoredItem, MonitoredItemNotificationEventArgs args )
        {
            if (InvokeRequired)
            {
                Invoke( new Action<string, MonitoredItem, MonitoredItemNotificationEventArgs>( SubCallback ), key, monitoredItem, args );
                return;
            }

            if (key == "A")
            {
                // 如果有多个的订阅值都关联了当前的方法，可以通过key和monitoredItem来区分
                MonitoredItemNotification notification = args.NotificationValue as MonitoredItemNotification;
                if (notification != null)
                {
                    textBox3.Text = notification.Value.WrappedValue.Value.ToString( );
                }
            }
        }

移除订阅

OpcUaClient.RemoveSubscription( "A" );

　　

批量订阅的方式，参照源代码或是 github的说明文件。

　　

方法调用

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有些OPC 服务器会提供方法调用，测试服务器提供了一个方法，它支持两个int参数输入，string参数输出，方法节点为：ns=2;s=Machines/Machine B/Calculate

我们接下来看看调用服务器的方法到底返回了什么？

        private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                string value = opcUaClient.CallMethodByNodeId("ns=2;s=Machines/Machine B",
                    "ns=2;s=Machines/Machine B/Calculate", 123, 456)[0].ToString();
                MessageBox.Show(value);// 显示：我也不知道刚刚发生了什么，调用设备为：Machine B
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

我们在调用方法的时候需要传入方法的父节点 ID，以及方法的ID，必须先清楚方法的传入参数和传出参数才能对应的代码。

日志输出

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OPC UA客户端在运行时会输出一大堆的日志，容量会增加的比较快，是否需要配置，请谨慎处理，如果真的有需要，按照下面的配置方式来完成

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // False 代表每次启动清空日志，True代码不清空，注意，该日志大小增加非常快
            opcUaClient.SetLogPathName(Application.StartupPath + "\\Logs\\opc.ua.client.txt", false);
        }

上述的都是一些最常用的方法了，已经可以应付大多数的需求，该客户端类还提供了一些连接启动事件，断开事件等等，可以满足额外的需求。

引用读取

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这种情况比较少，比如服务器端有个MachineB节点，下面放了一些数据，如果客户端把读取的节点写死一般问题也不大，应该服务器很少会改变，但是服务器真的改变了呢。。。。比如在MachineB下追加了一个数据，这种情况确实很少，但是对于我们写成相对动态的情况来说，就很有必要，但是中间问题很多，因为新增的节点类型你是不知道的，ID也是不知道的，所以还先要读取引用，然后在读取数据，然后在判断类型，进行相应的转化。

        private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                Opc.Ua.ReferenceDescription[] reference = opcUaClient.BrowseNodeReference("ns=2;s=Machines/Machine B");

                foreach (var refer in reference)
                {
                    // 如果不是值节点，就不要了，否则下面读取了也是没有意义的
                    if (refer.NodeClass != NodeClass.Variable)
                    {
                        continue;
                    }

                    // 分别读取数据
                    Opc.Ua.DataValue dataValue = opcUaClient.ReadNode((Opc.Ua.NodeId)refer.NodeId);
                    if (dataValue.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.Boolean)
                    {
                        // 读取到的是bool数据，在这里做处理
                        bool value = (bool)dataValue.WrappedValue.Value;
                    }
                    else if (dataValue.WrappedValue.TypeInfo.BuiltInType == Opc.Ua.BuiltInType.String)
                    {
                        // 读取到的是string字符串，在这里做处理
                        string value = dataValue.WrappedValue.Value.ToString();
                    }
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

异步操作

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在读取写入单个节点的功能中，提供了一个异步版本，用来方便的进行异步操作

        private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                float value = await opcUaClient.ReadNodeAsync<float>("ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat");
                MessageBox.Show(value.ToString()); // 显示100.5
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

        private async void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                bool IsSuccess = await opcUaClient.WriteNodeAsync("ns=2;s=Machines/Machine B/TestValueFloat",123.456f);
                MessageBox.Show(IsSuccess.ToString()); // 显示True，如果成功的话
            }
            catch(Exception ex)
            {
                // 使用了opc ua的错误处理机制来处理错误，网络不通或是读取拒绝
                ClientUtils.HandleException(Text, ex);
            }
        }

　　

查看本地以注册的服务器

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利用官方的控件库来实现的一个操作，允许查看本地的已经注册的服务器。

        private void button6_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 获取本机已经注册的服务器地址
            string endpointUrl = new Opc.Ua.Client.Controls.DiscoverServerDlg( ).ShowDialog( opcUaClient.AppConfig, null );
            // 获取其他服务器注册的地址，注意，需要该IP的安全策略配置正确
            // string endpointUrl = new Opc.Ua.Client.Controls.DiscoverServerDlg( ).ShowDialog( opcUaClient.AppConfig, "192.168.0.100" );

            if (!string.IsNullOrEmpty( endpointUrl ))
            {
                // 获取到的需要操作的服务器地址
            }
        }

触发事件

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本opc ua客户端类，包含了几个常用的事件，现在进行说明：

• ConnectComplete 事件：在第一次连接到服务器完成的时候触发
• ReconnectStarting 事件：开始重新连接到服务器的时候触发
• ReconnectComplete 事件：重新连接到服务器的时候触发
• KeepAliveComplete 事件：因为opc ua客户端每隔5秒会与服务器进行通讯验证，每次验证都会触发该方法
• OpcStatusChange 事件：本OPC UA客户端的终极事件，当客户端的状态变更都会触发，包括了连接，重连，断开，状态激活，opc ua的状态等等

事件类的完整代码如下：

    /// <summary>
    /// 状态通知的消息类
    /// </summary>
    public class OpcUaStatusEventArgs : EventArgs
    {
        /// <summary>
        /// 是否异常
        /// </summary>
        public bool Error { get; set; }
        /// <summary>
        /// 时间
        /// </summary>
        public DateTime Time { get; set; }
        /// <summary>
        /// 文本
        /// </summary>
        public string Text { get; set; }

        /// <summary>
        /// 转化为字符串
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override string ToString()
        {
            return Error ? "[异常]" : "[正常]" + Time.ToString("  yyyy-MM-dd HH:mm:ss  ") + Text;
        }
    }

获取客户端网络是否正常有个属性

        /// <summary>
        /// Indicate the connect status
        /// </summary>
        public bool Connected
        {
            get { return m_IsConnected; }
        }

特别说明

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虽然提供了删除一个节点和新增一个节点的方法，但是在客户端是不允许操作的，调用无效。