Как создать собственный OPC UA сервер с использованием Node.js

В данной статье мы рассмотрим процесс создания простого OPC UA сервера с использованием популярной библиотеки node-opcua.

Что такое OPC UA?

OPC UA (Unified Architecture) — это стандарт промышленной автоматизации, который обеспечивает обмен данными между оборудованием, системами управления и приложениями. Он активно используется в системах IoT и промышленности 4.0.

Зачем использовать Node.js?

Node.js — это платформа, основанная на JavaScript, которая идеально подходит для разработки серверных приложений благодаря своей асинхронной модели ввода-вывода. С помощью библиотеки node-opcua мы можем быстро разрабатывать надежные OPC UA серверы.

Подготовка к работе

Перед началом убедитесь, что Node.js установлен на вашем компьютере. Установить Node.js можно, следуя инструкциям на официальном сайте.

Создание проекта

1. Создайте новую директорию для проекта:

   mkdir myserver
   cd myserver
   

2. Инициализируйте проект Node.js:

   npm init -y
   

3. Установите библиотеку node-opcua:

   npm install node-opcua --save
   

Теперь проект готов к разработке.

Написание скрипта сервера

Создайте файл server.js и начните с подключения необходимых модулей:

const { OPCUAServer, Variant, DataType, StatusCodes } = require("node-opcua");
const os = require("os");

Шаг 1: Создание экземпляра сервера

Инициализируйте сервер:

const server = new OPCUAServer({    
  port: 4334,    
  resourcePath: "/UA/MyLittleServer",    
  buildInfo: {        
    productName: "MySampleServer",        
    buildNumber: "1",        
    buildDate: new Date()    
  }
});

Шаг 2: Инициализация сервера

Инициализация сервера выполняется асинхронно:

(async () => {    
  await server.initialize();    
  console.log("Сервер инициализирован.");
})();

Шаг 3: Добавление объектов и переменных

Мы создадим объект MyDevice и добавим в него переменные.

Добавление объекта

const addressSpace = server.engine.addressSpace;
const namespace = addressSpace.getOwnNamespace();
const device = namespace.addObject({    
  organizedBy: addressSpace.rootFolder.objects,    
  browseName: "MyDevice"
});

Добавление переменной для чтения

let variable1 = 1;
setInterval(() => {    
  variable1 += 1;
}, 500);
namespace.addVariable({    
  componentOf: device,    
  browseName: "MyVariable1",    
  dataType: "Double",    
  value: {        
    get: () => new Variant({ dataType: DataType.Double, value: variable1 })    
  }
});

Добавление переменной для чтения и записи

let variable2 = 10.0;
namespace.addVariable({    
  componentOf: device,    
  browseName: "MyVariable2",    
  nodeId: "ns=1;s=MyVariable2",    
  dataType: "Double",    
  value: {        
    get: () => new Variant(
      { dataType: DataType.Double, value: variable2 }),        
    set: (variant) => {            
      variable2 = parseFloat(variant.value);            
      return StatusCodes.Good;        
    }    
  }
});

Добавление переменной для отображения свободной памяти

namespace.addVariable({    
  componentOf: device,    
  browseName: "FreeMemory",    
  nodeId: "s=free_memory",    
  dataType: "Double",    
  value: {        
    get: () => new Variant({            
      dataType: DataType.Double,            
      value: os.freemem() / os.totalmem() * 100.0        
    })    
  }
});

Шаг 4: Запуск сервера

После настройки всех переменных запустите сервер:

(async () => {    
  await server.start();    
  console.log("Сервер запущен.");    
  console.log("URL:", 
  server.endpoints[0].endpointDescriptions()[0].endpointUrl);
})();

Тестирование сервера

Сохраните файл server.js и выполните его:

node server.js

После запуска сервер будет доступен по адресу, указанному в консоли. Теперь его можно подключить к OPC UA клиенту для тестирования.

Полный код доступен здесь:

Скрытый текст

const { OPCUAServer, Variant, DataType, DataValue, StatusCodes } = require("node-opcua");

(async () => {
    // Let's create an instance of OPCUAServer
    const server = new OPCUAServer({
        port: 4334, // the port of the listening socket of the server
        resourcePath: "/UA/MyLittleServer", // this path will be added to the endpoint resource name
        buildInfo: {
            productName: "MySampleServer1",
            buildNumber: "7658",
            buildDate: new Date(2014, 5, 2)
        }
    });
    await server.initialize();
    console.log("initialized");

    const addressSpace = server.engine.addressSpace;
    const namespace = addressSpace.getOwnNamespace();

    // declare a new object
    const device = namespace.addObject({
        organizedBy: addressSpace.rootFolder.objects,
        browseName: "MyDevice"
    });

    // add some variables
    // add a variable named MyVariable1 to the newly created folder "MyDevice"


    // emulate variable1 changing every 500 ms

    var uaVariable1 = namespace.addVariable({
        componentOf: device,
        browseName: "MyVariable1",
        dataType: "Double"
    });
    let variable1 = 1;
    const timerId = setInterval(() => {
        variable1 += 1;
        uaVariable1.setValueFromSource(new Variant({ dataType: DataType.Double, value: variable1 }));
    }, 500);
    addressSpace.registerShutdownTask(() => { clearInterval(timerId); });


    const uaVariable2 = namespace.addVariable({
        componentOf: device,
        nodeId: "ns=1;b=1020FFAA", // some opaque NodeId in namespace 4
        browseName: "MyVariable2",
        dataType: "Double",
        accessLevel: "CurrentRead | CurrentWrite",
    });


    const os = require("os");
    /**
     * returns the percentage of free memory on the running machine
     * @return {double}
     */
    function available_memory() {
        // var value = process.memoryUsage().heapUsed / 1000000;
        const percentageMemUsed = (os.freemem() / os.totalmem()) * 100.0;
        return percentageMemUsed;
    }
    namespace.addVariable({
        componentOf: device,

        nodeId: "s=free_memory", // a string nodeID
        browseName: "FreeMemory",
        dataType: "Double",
        minimumSamplingInterval: 1000, // we need to specify a minimumSamplingInterval when using a getter
        value: {
            get: () => new Variant({ dataType: DataType.Double, value: available_memory() })
        }
    });

    const uaVariable3 = namespace.addVariable({
        componentOf: device,
        nodeId: "s=process_name", // a string nodeID
        browseName: "ProcessName",
        dataType: "Float",
        minimumSamplingInterval: 100,
        value: {
            timestamped_get: () =>
                new DataValue({
                    statusCode: StatusCodes.Good,
                    sourceTimestamp: new Date(),
                    serverTimestamp: new Date(),
                    value: new Variant({ dataType: DataType.Float, value: Math.random() })
                })
        }
    });

    server.start(function() {
        console.log("Server is now listening ... ( press CTRL+C to stop)");
        console.log("port ", server.endpoints[0].port);
        const endpointUrl = server.endpoints[0].endpointDescriptions()[0].endpointUrl;
        console.log(" the primary server endpoint url is ", endpointUrl);
    });
})();

---

Заключение

Мы создали базовый OPC UA сервер с помощью Node.js и библиотеки node-opcua. Вы можете расширить этот сервер, добавляя собственные объекты и переменные, чтобы удовлетворить ваши требования.