298.ラズパイ無双[26 OPC-UA FreeOpcUa]

初回：2023/2/8

　Raspberry Pi （ラズベリーパイ、通称"ラズパイ"）で何か作ってみようという新シリーズです。これから数回に分けて、ラズパイ上にOPC-UAサーバーと、クライアントを入れて、通信させるところまで行ってみたいと思います。今回は、一番単純なサーバーとクライアントを実行して通信させてみましょう。

P子「実践編ね」※1

　とりあえずサーバーとクライアント間で通信する所から初めて、色々と特性を見てみたいと思います。

【目次】

1.OPC UAライブラリ「FreeOpcUa」

　PythonでOPC UAを動かすのですが、今回は「FreeOpcUa」というライブラリを使用します。これだけで、サーバー・クライアント両方に対応していますし、サンプルも充実しています。

　≪参考1≫
　　https://misoji-engineer.com/archives/opc-ua-model.html
　　OPC UAの情報モデルをサーバー作って確認してみた

　インストールも簡単です。

　$ sudo pip3 install opcua

　ソースコードやサンプルは、「FreeOpcUa」の github にあります。

　≪参考2≫
　　https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua
　　FreeOpcUa/python-opcua

　この github の examples の中から、server-minimal.py と、client-minimal.py を使用します。

2.server-minimal.py

　server-minimal.py の ソースコードを提示しておきます。ただし、下記に提示するのは、コメントや関係ないコードは削除しておきます。

　≪参考3≫
　　https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua/blob/master/examples/server-minimal.py
　　server-minimal.py

import time
from opcua import ua, Server

if __name__ == "__main__":
    # setup our server
    server = Server()
    server.set_endpoint("opc.tcp://0.0.0.0:4840/freeopcua/server/")

    # setup our own namespace, not really necessary but should as spec
    uri = "http://examples.freeopcua.github.io"
    idx = server.register_namespace(uri)

    # get Objects node, this is where we should put our nodes
    objects = server.get_objects_node()

    # populating our address space
    myobj = objects.add_object(idx, "MyObject")
    myvar = myobj.add_variable(idx, "MyVariable", 6.7)
    myvar.set_writable()    # Set MyVariable to be writable by clients

    # starting!
    server.start()

    try:
        count = 0
        while True:
            time.sleep(1)
            count += 0.1
            myvar.set_value(count)
    finally:
        #close connection, remove subcsriptions, etc
        server.stop()

　Server インスタンスを生成し、endpoint の設定とnamespaceからidxを取り出します。そして、オブジェクトノードを生成して、先ほど取得したidxに、"MyObject"を追加し、そのマイオブジェクトに、"MyVariable" を追加します。

　サーバーを、start()して、while True: で無限ループを形成し、1秒ごとに、カウント値を先ほどの "MyVariable" に設定します。

P子「ソースを単純に文字にしただけね」

　server-minimal.py というだけあって、単純でわかりやすいと思います。

3.client-minimal.py

　次に、クライアント側のサンプルを見てみましょう。クライアントソフトで有名なのは「UaExpert」だそうですが、今回はあくまでラズパイ間で通信させることで OPC-UA の基礎を理解しようという試みなので、やはりPythonで作成してみます。

　client-minimal.py の ソースコードを提示しておきます。こちらも、コメントや関係ないコードは削除しておきます。

　≪参考4≫
　　https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua/blob/master/examples/client-minimal.py
　　client-minimal.py

from opcua import Client

if __name__ == "__main__":
    client = Client("opc.tcp://localhost:4840/freeopcua/server/")
    try:
        client.connect()

        # Client has a few methods to get proxy to UA nodes that should always be in address space such as Root or Objects
        root = client.get_root_node()
        print("Objects node is: ", root)

        # Node objects have methods to read and write node attributes as well as browse or populate address space
        print("Children of root are: ", root.get_children())

        # Now getting a variable node using its browse path
        myvar = root.get_child(["0:Objects", "2:MyObject", "2:MyVariable"])
        obj = root.get_child(["0:Objects", "2:MyObject"])
        print("myvar is: ", myvar)
        print("myobj is: ", obj)

    finally:
        client.disconnect()

　Clientインスタンスを生成して、接続(connect())します。当然、実行前には、サーバーを起動しておいてください。その後、ルートノードを取得します。

　root.get_child(["0:Objects", "2:MyObject"]) ですが、"2:MyObject" というのが、サーバーで作成した、idx 番号です。この最小サンプルでは、ルートノードから、直接idx番号と「MyObject」キーワードを指定しています。

　このクライアントサンプルでは、サーバーが連続してカウントを返しているのとは異なり、実行後、値を取り出して、すぐに終了します。

4.まとめ

　今回は、「FreeOpcUa」の最小サンプルをそのまま実行してみました。ただし、これだけではよく分かりませんので、これを元に、色々と調査していきたいと思います。

　少し回数が増えるかもしれませんが、気長にお付き合いください。

ほな、さいなら

===== <<注釈>>=====

※1 P子「実践編ね」
　P子とは、私があこがれているツンデレPythonの仮想女性の心の声です。