前言

工业自动化领域，数据的互联互通一直是核心挑战之一。传统的通信方式受限于平台、协议和安全性，难以满足现代智能制造对灵活性和开放性的需求。OPC（OLE for Process Control）技术的出现，为工业设备与上位系统之间的数据交互提供了标准化的解决方案。

而随着工业4.0的推进，OPC UA（Unified Architecture）作为其升级版本，凭借跨平台、高安全性和可扩展性，逐渐成为工业通信的主流标准。不过，目前市面上的OPC UA网关大多为商业软件，开源且功能完整的实现相对稀缺，尤其是针对不同品牌PLC的支持更是有限。

今天推荐一个轻量级的OPC UA网关，为工业通信提供一个可定制、易部署的开源工具。

项目介绍

项目是一个基于OPC UA协议的工业通信网关，主要实现西门子PLC与上位系统的数据交互。

网关的核心功能是将PLC中的变量映射为OPC UA服务器中的节点，使得任何支持OPC UA协议的客户端都能通过标准接口读取或写入PLC数据。

项目采用C，基于OPC基金会提供的开源SDK，并结合S7NetPlus库实现对西门子S7系列PLC的通信支持。

目前支持S7-1200、S7-1500等型号的PLC，且可通过S7-PLCSIM Advanced进行仿真测试。虽然当前仅支持西门子设备，但架构设计上预留了扩展接口，未来可逐步加入对三菱、欧姆龙等主流PLC品牌的适配。

项目功能

支持XML配置OPC UA地址空间

用户可通过XML文件自定义节点结构，包括文件夹层级、变量名称、数据类型及对应的PLC地址。

定时轮询PLC实现数据实时采集

网关周期性读取PLC变量值，并同步更新至OPC UA服务器，确保上位系统获取实时数据。

支持客户端写入操作

允许OPC UA客户端反向写入数据到PLC，实现远程控制功能。

写入操作安全开关控制

提供独立的写入使能开关，防止误操作，保障系统运行安全。

灵活的安全认证机制

支持匿名登录与证书验证两种模式，可根据实际应用环境配置不同安全级别策略。

项目特点

简洁实用，专注核心功能

去除商业网关中的冗余模块，聚焦数据采集与通信，轻量高效。

代码结构清晰，易于二次开发

采用模块化设计，逻辑明确，适合开发者学习、修改与扩展。

手动XML配置，调试直观高效

虽无需图形化配置界面，但XML方式在调试阶段更灵活、透明。

支持多种常用数据类型

包括：布尔型（bool）、整型（int/short）、浮点型（float/double）、字符串（string）和字节数组（byte[]），覆盖大多数工业现场需求。

完全开源免费

项目代码托管于Gitee，采用MIT开源协议，可自由下载、使用、修改与部署，无授权费用。

适合中小企业与个人开发者

低成本、易部署，是教学、集成测试和小型项目的理想选择。

项目技术

OPC UA协议栈

基于OPC Foundation官方.NET SDK，实现标准OPC UA服务端功能，包括地址空间构建、节点管理、订阅/发布机制等。

S7协议通信支持

使用开源库 S7NetPlus 实现与西门子S7-1200/S7-1500等PLC的高效通信，封装底层细节，提供简洁API。

Windows桌面应用框架

采用Windows Forms构建用户界面，便于配置参数、监控运行状态与日志输出。

定时器驱动数据采集

利用定时器机制周期性轮询PLC数据，保证采集的稳定性和实时性。

事件回调处理写入请求

通过OPC UA客户端写入事件触发回调函数，实现异步响应，提升系统响应性能。

精准的数据类型映射

在OPC UA标准类型与S7 PLC地址之间建立明确的类型转换规则，确保数据一致性与准确性。

项目效果

经过实际测试，网关运行稳定，数据读写准确。

使用S7-PLCSIM Advanced搭建仿真环境，配置好IP地址后，网关能够成功连接PLC并建立通信。

通过UaExpert等标准OPC UA客户端连接网关，可以清晰地看到根据XML文件构建的地址空间结构，所有变量节点均能正确显示实时值。

客户端写入操作经测试也能准确反馈到PLC，控制逻辑正常执行。

整个过程延迟低，响应迅速，完全满足工业现场的实时性要求。无论是用于教学演示、系统集成还是小型项目部署，该网关都表现出良好的实用价值。

项目源码

项目的全部源代码已托管于Gitee平台，仓库中包含完整的Visual Studio解决方案文件、配置示例、核心代码及必要的依赖库说明。

大家可直接克隆项目，根据实际PLC型号和变量地址修改XML配置文件，即可快速部署运行。

Gitee：https://gitee.com/chenzunzhi/opcua

总结

开发这个OPC UA网关的过程，既是技术探索，也是自我沉淀。在深入研究OPC基金会代码和工业通信协议的过程中，不仅提升了编程能力，更对工业自动化系统的底层逻辑有了更深刻的理解。

虽然项目目前功能尚简，但其核心架构已具备良好的扩展性。未来计划增加对更多PLC品牌的支持，并思考引入Web配置界面，进一步提升易用性。技术的价值在于分享与应用，希望这个开源项目能为更多需要工业通信解决方案的开发提供协助。

关键词

UA、、、、、C#、、、、