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PLC、Mod、MQTT工厂数据采集，协议转opc ua

工厂里的数据采集就像给设备装上了听诊器，但不同设备说着不同的方言——Modbus、MQTT、OPC UA这些协议就是典型的"方言现场"。今天咱们用Python来当翻译官，把车间里PLC的Modbus数据通过MQTT传上网，最后转成OPC UA的标准格式。

先看PLC侧的Modbus数据抓取。车间里的三菱FX5U用Modbus TCP暴露数据，咱们用pymodbus库来撩它：

from pymodbus.client import ModbusTcpClient def read_plc_data(): client = ModbusTcpClient('192.168.1.10', port=502) try: if not client.connect(): raise Exception("PLC拒接") result = client.read_holding_registers(0, 2, slave=1) temperature = result.registers[0] / 10.0 # 温度值有小数点 pressure = result.registers[1] return {'temp': temperature, 'press': pressure} finally: client.close()

这里有个坑要注意——Modbus寄存器地址需要减1，比如40001对应地址0。读出来的数据可能需要做量程转换，比如温度值可能放大了10倍存储。抓数据时最好用try包裹，车间网络说断就断。

抓到的数据得往云端甩，这时候MQTT就派上用场了。用paho-mqtt包发数据：

import paho.mqtt.client as mqtt mqtt_client = mqtt.Client() mqtt_client.connect("iot.eclipse.org", 1883, 60) def publish_data(data): payload = f"temp/{data['temp']}/press/{data['press']}" # QoS设为1确保至少送达一次 mqtt_client.publish("factory/plc1", payload, qos=1) mqtt_client.loop() # 处理网络流量

注意MQTT的遗嘱消息（Last Will）设置能让服务器在断线时通知其他客户端。生产环境建议用带TLS的加密连接，别让车间数据裸奔在公网上。

最后的重头戏是转OPC UA。用opcua库架个服务器：

from opcua import Server server = Server() server.set_endpoint("opc.tcp://0.0.0.0:4840/freeopcua/server/") # 命名空间相当于数据目录 uri = "http://factory.io" idx = server.register_namespace(uri) # 创建对象节点 objects = server.get_objects_node() plc_node = objects.add_object(idx, "PLC1") # 添加变量节点 temp_var = plc_node.add_variable(idx, "Temperature", 0.0) press_var = plc_node.add_variable(idx, "Pressure", 0) temp_var.set_writable(False) # 只读变量 # 启动服务 server.start() # 数据更新函数 def update_opcua(data): temp_var.set_value(data['temp']) press_var.set_value(data['press'])

OPC UA的节点树结构特别适合表达设备层级关系。注意变量访问权限设置，别让不该写的客户端乱改数据。实际部署时要配证书，匿名访问就像车间大门不锁。

整个数据流的拼装就像车间流水线：

while True: plc_data = read_plc_data() publish_data(plc_data) # 推MQTT update_opcua(plc_data) # 更OPC UA time.sleep(1) # 别把PLC读死了

这里要平衡采集频率和系统负载，有些老PLC处理不了高频请求。遇到通讯中断时要有重试机制，别让整个链路轻易崩溃。

协议转换最难的不是代码，是理解不同协议的设计哲学——Modbus简单直接但功能简陋，MQTT轻巧适合物联网传输，OPC UA则带着工业4.0的野心而来。把这些协议打通，相当于在车间设备、云端系统和IT系统之间架起三座桥，让数据能跨过协议鸿沟自由流动。