OPC UA Server (Industrie 4.0)

今天想跟大家介紹的是OPC UA (Open Platform Communications United Architecture)， OPC UA 嚴格來說並不是一種通訊方式，只能說是一種在工業上被當作資料交換標準的規範使用。

這個協議我在做時覺得台灣的資訊蠻少的，藉此我想在這裡做個筆記分享我所理解的部分，當然這一切都只是冰山一角。

由於OPC Funcdation 上面所有程式碼都是open source 如想要瞭解比較深層的code，必須當起碼農開始去看官網上release的程式碼!!

當然我這邊會教大家基礎的設置與撰寫。

第一步:

首先我們當然要先開啟一個專案

第二步

至nuget下載OPCFoundation

第三部: 開始撰寫程式

一開始需要創建一個class，我將其命名為 ReferenceServer，此類別必須要繼承 StandardServer，因為我們必須要override 連線時所需要的兩個方法

必須override的方法為:

CreateMasterNodeManager
LoadServerProperties

public ReferenceServer(List<T> nodeDataStructObj)
{ /// TmpObj 這個地方只是我程式架構中所帶入的樹狀結構資料
TmpObj = nodeDataStructObj.ToList<OpcuaNode>();
}

protected override MasterNodeManager CreateMasterNodeManager(IServerInternal server, ApplicationConfiguration configuration)
{
Utils.Trace("Creating the Node Managers.");

List<INodeManager> nodeManagers = new List<INodeManager>();
NodeManager = new ReferenceNodeManager<OpcuaNode>(server, configuration, TmpObj); /// 創建樹狀結構類別
// create the custom node managers.
nodeManagers.Add(NodeManager);

// create master node manager.
return new MasterNodeManager(server, configuration, null, nodeManagers.ToArray());
}
/// <summary>
/// Loads the non-configurable properties for the application.
/// </summary>
/// <remarks>
/// These properties are exposed by the server but cannot be changed by administrators.
/// </remarks>
protected override ServerProperties LoadServerProperties()
{
ServerProperties properties = new ServerProperties();

properties.ManufacturerName = "OPC Foundation";
properties.ProductName = "Quickstart Reference Server";
properties.ProductUri = "http://opcfoundation.org/GPPlant/InformationModelServer/v1.0"; //此處翻紅的地方必須要與你的設定檔一樣
properties.SoftwareVersion = Utils.GetAssemblySoftwareVersion();
properties.BuildNumber = Utils.GetAssemblyBuildNumber();
properties.BuildDate = Utils.GetAssemblyTimestamp();

return properties;
}

再來再創建一個class 命名為 ReferenceNodeManager 請再繼承CustomNodeManager2

也是一樣需要override

CreateAddressSpace

public ReferenceNodeManager(IServerInternal server, ApplicationConfiguration configuration, List<T> nodeClass) : base(server, configuration, GP_NameSpace.ReferenceApplications)
{
SystemContext.NodeIdFactory = this;
m_configuration = configuration.ParseExtension<ReferenceServerConfiguration>();
if (m_configuration == null)
{
m_configuration = new ReferenceServerConfiguration();
}
nodes = nodeClass; ///建置樹狀結構需要的NODE 每個人建置的方式都不同我就沒有把這個放上來了
}

/// <summary>
/// overrride 創建基礎目錄
/// </summary>
/// <param name="externalReferences"></param>
public override void CreateAddressSpace(IDictionary<NodeId, IList<IReference>> externalReferences)
{
lock (Lock)
{
IList<IReference> references = null;
if (!externalReferences.TryGetValue(ObjectIds.ObjectsFolder, out references))
{
externalReferences[ObjectIds.ObjectsFolder] = references = new List<IReference>();
}

try
{
CreateRoot(nodes, references); //建立樹節點
// UpdateVariableValue();
}
catch (Exception e)
{
Utils.Trace(e, "Error creating the address space.");
}
}
}

接下來就開始建立連線:

目前我知道建立連線的方式有兩種:

第一種 : 透過xml config設定檔建立

第二種: 直接寫code建立

我這邊會先分享第一種方法，有時間我會再說明第二種方法

public OPCUA_Server(ServerBase serverbaseobj)

///我這邊是我程式架構的關係所以我參數帶入ServerBase 如果你不需要帶入serverbase，只需要在 application.Start 時帶入有serverBase基底的class就可以了
{
RefServer = serverbaseobj as ReferenceServer<OpcuaNode>;
string appStartupPath = System.IO.Path.GetDirectoryName(Process.GetCurrentProcess().MainModule.FileName);
ApplicationInstance application = new ApplicationInstance();
application.ApplicationType = ApplicationType.Server;
application.ConfigSectionName = "GPPlantServer"; /// A
try
{ /// A與B均為紅色表示這兩處名字要相同

/// 此處的設定檔可以由OPC Fundation 開源程式碼中得到

/// 如果找不到請在下面留言我再寄給你 // load the application configuration.
application.LoadApplicationConfiguration(string.Format("{0}{1}", appStartupPath, @"\GPPlantServer.Config.xml"), false).Wait(); ///B

// check the application certificate.
application.CheckApplicationInstanceCertificate(false, 0).Wait();

// start the server.
application.Start(serverbaseobj).Wait();
}
catch (Exception e)
{
string text = "Exception: " + e.Message;
if (e.InnerException != null)
{
text += "\r\nInner exception: ";
text += e.InnerException.Message;
}
// MessageBox.Show(text, application.ApplicationName);
}
}

這樣第一種連線方式就完成了

如果有任何OPC UA 概念的疑問可以參考以下影片，我是覺得講解的蠻仔細的

OPC

OPCUA講解