引言

OPC UA（统一架构）是一种适用于工业自动化的跨平台、可扩展且安全的通信协议。它提供了从工厂车间设备到企业管理层之间的可靠数据交换。随着.NET Standard的出现，开发人员可以使用C#构建跨平台的OPC UA客户端应用程序。

本文将详细介绍如何使用C#和OPC UA .NET Standard库创建OPC UA客户端应用程序，包括多个示例代码，帮助您深入理解客户端的实现方式。

开发环境配置

在开始编写代码之前，请确保您的开发环境中已安装以下工具：

• Visual Studio 2019 或更高版本（可选，您也可以使用Visual Studio Code）
• .NET Core SDK（用于跨平台开发）
• OPC Foundation的OPC UA .NET Standard库

安装OPC UA .NET Standard库

在您的项目中，使用NuGet包管理器安装OPC UA .NET Standard库：

Bash
Install-Package OPCFoundation.NetStandard.Opc.Ua

或者，您可以在项目的.csproj文件中添加以下依赖项：

XML
<PackageReference Include="OPCFoundation.NetStandard.Opc.Ua" Version="1.4.365.48" />

工业4.0和物联网时代，OPC UA (OPC Unified Architecture) 已成为工业自动化和设备通信的标准协议。本文将深入探讨如何在.NET环境中实现可靠的OPC UA通信，通过一个功能完备的OPC UA客户端库及其测试程序，展示工业环境下数据采集、监控和控制的实现方法。

OPC UA简介

OPC UA是一种独立于平台的、面向服务的架构，用于工业自动化领域的数据交换。它具有以下特点：

• 平台无关性：可在各种硬件平台和操作系统上运行
• 安全性：提供认证、授权和加密机制
• 统一数据模型：提供完整的信息模型，表示复杂系统和关系
• 可扩展性：支持从简单设备到复杂系统的多种应用场景

OpcUaService类设计与实现

我们设计的OpcUaService类是对OPC UA客户端操作的封装，提供了以下核心功能：

我们将详细讨论如何使用 NModbus4.Core 库来实现 Modbus 通信。我们会从基本概念出发，解析如何使用该库构建 Modbus 客户端，处理字节顺序，管理异常，以及读取和写入设备寄存器和线圈。最终我们会完成一个Helper类，对于开发者，这是一个极其重要的工具，可用于工业自动化和设备间的通讯。

什么是 Modbus？

Modbus 是一种在工业电子设备中广泛使用的通信协议，允许设备之间进行信息交换。它的设计初衷是为了支持各类设备之间的互操作性。Modbus 协议主要有两个重载：Modbus RTU 和 Modbus TCP。本文将重点讨论 Modbus TCP 的实现。

安装 NModbus4.Core

首先，我们需要通过 NuGet 包管理器来安装 NModbus4.Core。可以使用以下命令：

Bash
Install-Package NModbus4

在工业自动化领域，OPC DA（OLE for Process Control Data Access）是连接上位机与PLC、DCS等设备的重要桥梁。然而，许多C#开发者在使用OPC DA时都会遇到同样的痛点：原生SDK代码冗长、异步操作复杂、错误处理繁琐。

想象一下，每次需要读写OPC数据时，都要写几十行重复代码？每个项目都要重新实现连接、订阅、异步回调逻辑？这不仅效率低下，还容易出错。

本文将通过实战代码，教你封装一个通用的OPC DA异步操作类，让复杂的工业通信变得像调用普通方法一样简单！

我记得最早用OPCDA 还是OPCDAAuto.dll ，这个只支持x86，不支持x64，这个OpcClientSdk472.dll优势还是有些，支持x64，不过有些地方不如OPCDAAuto。

💡 问题分析：OPC DA开发的三大痛点

🔍 痛点一：代码重复率高

原生OPC DA SDK需要大量样板代码：

• 服务器发现与连接
• 订阅组创建与配置
• 数据项添加与管理
• 异步回调处理

⚡ 痛点二：异步操作复杂

OPC DA的异步读写涉及：

• 请求发起与句柄管理
• 回调方法线程安全
• UI更新的跨线程调用
• 错误状态处理

🛡️ 痛点三：错误处理分散

异常可能出现在：

• 连接建立阶段
• 数据读写过程
• 回调执行中
• 资源释放时

🔥 解决方案：通用OPC DA操作类设计

你是否曾经遇到过这样的问题：WPF应用运行一段时间后，内存占用越来越高，最终导致程序卡顿甚至崩溃？特别是在工业级应用中，这种问题更是致命的。今天我们就来彻底解决这个让无数开发者头疼的内存泄漏难题！

🚨 问题分析：事件订阅的隐形杀手

在WPF开发中，最常见的内存泄漏源头就是事件订阅。当你写下这样的代码时：

C#
// 危险代码：容易造成内存泄漏
public class DeviceMonitor
{
    public DeviceMonitor(DeviceService service)
    {
        service.DataUpdated += OnDataUpdated; // 强引用陷阱！
    }
    
    private void OnDataUpdated(object sender, EventArgs e)
    {
        // 处理逻辑
    }
}

问题核心：即使 DeviceMonitor 对象不再使用，只要 DeviceService 还在运行，它就会持有对 DeviceMonitor 的强引用，导致垃圾回收器无法回收内存。

在工业监控系统中，这种问题尤其严重：

• 💀 长时间运行的服务进程
• 💀 大量的设备数据订阅
• 💀 频繁创建和销毁的监控界面

💡 解决方案：WeakEventManager救世主登场

WeakEventManager 是WPF提供的弱事件模式实现，它使用弱引用来订阅事件，避免了强引用导致的内存泄漏。