OPC UA MCP 上手实测：AI 读 PLC 数据、浏览节点、写设定值

一句话结论：kukapay/opcua-mcp 和 kukapay/modbus-mcp 这两个 MIT 许可的 MCP Server，可以让你在 Claude Desktop 或 Cursor 里直接用自然语言读 PLC 变量、浏览节点树、改设定值。我们在本地起了 OPC UA 和 Modbus 两台模拟设备，把 11 个工具全部跑通，握手 1.3–1.9 秒、单次调用 0.01–0.03 秒。下面是完整配置、真实返回，以及上线前该守的几条规矩。

披露（先说口径）：本文所有数字来自 Windows 10 + Python 3.10.6 的干净 venv，被控对象是本地模拟器（OPC UA 用 asyncua，Modbus 用 pymodbus），没有接真实 PLC。所以本文回答的是"工具怎么装、怎么配、跑起来什么样"，不回答"在你那台设备上延迟多少"。

一、这两个 MCP Server 能干什么

一句话区分：OPC UA 这条路带语义、跨厂商，能看能改；Modbus 这条路快而直接，只认寄存器号。 前者适合"让 AI 看懂现场"，后者适合"让 AI 读一块固定的点位表"。

二、安装：三条命令

python -m venv venv
venv/Scripts/pip install "mcp[cli]<2" asyncua "pymodbus<3.10" python-dotenv "opcua>=0.98.13" "cryptography>=45"

关于版本：这两个仓库写于 2025 年，mcp 与 pymodbus 之后都发过不兼容的大版本。所以安装时把上界钉住（mcp<2、pymodbus<3.10），装完就能直接用；如果你习惯用 uv，uv sync 会按仓库自带的锁文件走，同样没问题。

最终实测版本：

三、起一台模拟设备（10 秒）

OPC UA 侧，用 asyncua 起一台只有 4 个变量的"虚拟产线"，方便先跑通再换真设备：

import asyncio
from asyncua import Server, ua

async def main():
    server = Server()
    await server.init()
    server.set_endpoint("opc.tcp://127.0.0.1:4840/freeopcua/server/")
    idx = await server.register_namespace("http://hubwiz.com/demo")
    line1 = await (await server.nodes.objects.add_object(idx, "Demo")).add_object(idx, "Line1")
    await line1.add_variable(idx, "Temperature", 36.5, ua.VariantType.Double)
    sp = await line1.add_variable(idx, "Setpoint", 40.0, ua.VariantType.Double)
    run = await line1.add_variable(idx, "Run", True, ua.VariantType.Boolean)
    for n in (sp, run):
        await n.set_writable()
    async with server:
        await asyncio.sleep(3600)

asyncio.run(main())

跑起来会打印 4 个 node id（本文测试里是 ns=2;i=3~ns=2;i=6）。Modbus 侧同理，用 pymodbus 起一台 TCP 从站（从站号 1、保持寄存器 0–9 = 10–19、输入寄存器 = 100–109）即可，modbus-mcp 的 README 里有完整参数。

四、接到 Claude Desktop / Cursor

{
  "mcpServers": {
    "opcua-mcp": {
      "command": "python",
      "args": ["C:/path/to/opcua-mcp/main.py"],
      "env": { "OPCUA_SERVER_URL": "opc.tcp://127.0.0.1:4840/freeopcua/server/" }
    },
    "modbus-mcp": {
      "command": "python",
      "args": ["C:/path/to/modbus-mcp/src/modbus_mcp/cli.py"],
      "env": { "MODBUS_TYPE": "tcp", "MODBUS_HOST": "127.0.0.1", "MODBUS_PORT": "502" }
    }
  }
}

重启客户端，工具列表里就会出现 read_opcua_node 这一组。之后你要做的只是开口问：

• "读 ns=2;i=3 的值"
• "把 ns=2;i=4 设成 42.5，然后读回来确认"
• "浏览 Objects 下面有哪些节点"
• "读 ns=2;i=3、i=4、i=5 三个值，告诉我哪个超了 40"

五、实测：5 个 OPC UA 工具的真实返回

原样摘录：

read_opcua_node(ns=2;i=3)          -> Node ns=2;i=3 value: 36.5
read_multiple_opcua_nodes(3 个)     -> {'ns=2;i=3': 36.5, 'ns=2;i=4': 40.0, 'ns=2;i=5': True}
browse_opcua_node_children(ns=0;i=85) ->
  [{'node_id': 'i=31915', 'browse_name': '0:Locations'},
   {'node_id': 'i=2253', 'browse_name': '0:Server'},
   {'node_id': 'ns=2;i=1', 'browse_name': '2:Demo'}]
write_opcua_node(ns=2;i=4, "42.5") -> Successfully wrote 42.5 to node ns=2;i=4

读回来验证过：Setpoint 从 40.0 变成 42.5，Run 从 True 写成 False 再写回 True，都按预期生效。

三个使用习惯，能让它更好用：

1. 先 browse，再 read。 工具返回的是给人看的字符串（browse 甚至是 Python repr 风格），先让模型看清有哪些节点、节点 ID 长什么样，再让它读值，比直接丢一个 node id 稳。
2. 批量读优先。 要一次看十几个点位，用 read_multiple_opcua_nodes 一次拿完，比逐点问快，也让模型的上下文干净。
3. 写完让它读回来。 工业场景里"写成功"和"值真的变了"是两件事，养成回读习惯，报告里也要求它贴回读值。

一个真实用法：每日巡检

装好之后最先能落地的是"每天早上一份巡检报告"。提示词可以固定成这样：

读 ns=2;i=3（温度）、ns=2;i=4（设定值）、ns=2;i=5（运行状态）三个值， 温度超过设定值 5 度就标红，并列出可能原因；运行状态是 False 时单独提示。

模型会自己决定调一次 read_multiple_opcua_nodes 拿三个值，再按你给的规则判断。相比写一个定时脚本，好处是规则用自然语言改——下周想把阈值从 5 度改成 3 度，改一句话就行，不用改代码、不用重新部署。

六、Modbus 侧：6 个工具，同样一次跑通

延迟同样是 0.01 s 量级（本机回环）。Modbus 没有地址空间，AI 无法"自己探索有什么"，所以用之前把点位表写进提示词（或者做成一张对照表挂在项目里），比让它猜要靠谱得多。

读错了地址时，返回会是一个标准的 Modbus 异常：

Error reading register 999 from slave 1:
ExceptionResponse(dev_id=1, function_code=131, exception_code=2)

exception_code 记住两个就够用：2 = 非法数据地址（点位表对不上），4 = 从站故障 / 网关目标设备无响应（线或从站的问题）。在提示词里把这两句教给模型，它排查时会准确很多。

点位表怎么给模型

Modbus 没有地址空间，模型只能靠你给的对照表。最省事的做法是在项目说明（或 Claude 的 Project、Cursor 的 rules 文件）里放一张表：

有了这张表，模型问"HR 5 是多少"时会直接映射到 read_register(5)，不会再瞎猜地址。OPC UA 侧虽然能 browse，但把节点 ID 和业务含义对上同样值得写一张表——browse 只能告诉你节点叫什么，告诉不了你它代表什么。

七、多这一层值不值

直说：如果只是自己跑一次脚本，别用 MCP，直接调库更省事。

from opcua import Client
c = Client("opc.tcp://127.0.0.1:4840/freeopcua/server/")
c.connect()
print(c.get_node("ns=2;i=3").get_value())

那 MCP 这层买到了什么？

判断标准很简单："读产线"会不会变成 agent 的日常动作？ 会，这层值得，把下面那几条规矩补上；只是偶尔查一次，写脚本。

八、那什么时候用 OPC UA，什么时候用 Openness？

一句话：OPC UA 管"看和改数据"，Openness 管"改工程"。 两条路不是替代关系，很多现场最后两个都要：运行期用 OPC UA 观测，工程期用 Openness 变更。

这条路上我们自己的产品是 TiaLink：把 TIA Portal 的 Openness 能力包成 MCP 接口，AI 可以建块、写 SCL、编译、下载到 PLCSIM 再读回核对（支持 V19 / V20，不支持 V21）。和本文测的 opcua-mcp 正好互补——一个动数据，一个动工程。只需要"让 AI 看见产线在发生什么"，读完本文直接用 opcua-mcp 就够了。

九、加一层写白名单：约 20 行，实测有效

默认情况下这两个 Server 允许写任意节点。上线前最划算的一步改造，是给写操作加一张白名单——改 20 行，收益很大。以 opcua-mcp 为例：

ALLOWED_WRITE = {"ns=2;i=4", "ns=2;i=5"}   # 只允许改设定值和运行位


def _deny(node_id: str) -> str:
    return f"已拒绝：节点 {node_id} 不在写入白名单内（ALLOWED_WRITE）"

单节点写在取 client 之前先判一次：

if node_id not in ALLOWED_WRITE:
    return _deny(node_id)

批量写要先整体校验再动手，否则会出现"前两个写进去、第三个被拒"的半成品状态：

denied = [i.get("node_id") for i in nodes_to_write if i.get("node_id") not in ALLOWED_WRITE]
if denied:
    return f"已拒绝：以下节点不在写入白名单内：{denied}"

我们按这个改法跑了一遍（补丁在 distribution/hubwiz-seo/opcua-mcp-test/main_guard.py），实测结果：

同一套思路可以直接搬到 modbus-mcp：把允许写的寄存器号做成集合，写工具开头判一次即可。

十、接进每日巡检（可选）

MCP 客户端本身不负责定时，定时交给系统：每天早上 7:00 让 agent 跑一次上面那段提示词，把结果写进一个文件或发到群里。做法有两种：

• 有 CLI 的客户端：用 claude -p "（提示词）" --mcp-config mcp.json 之类的一次性调用，套 cron / 计划任务。
• 自研 agent：用 mcp 官方 Python SDK 起一个 stdio 会话，脚本里 call_tool 就行（本文的测试探针 mcp_probe.py 就是这么写的，可以直接当模板）。

两种都建议把"昨天同一时刻的值"一起读出来做对比，否则单点数值对工程师没有信息量——趋势比快照有用。

十一、上线前的五条规矩

这五条是工业现场的通用做法，换任何一套 AI 接 PLC 的方案都适用：

1. 只给只读账户：能只读就别给写权限；OPC UA 侧用受限角色，别用匿名。
2. 节点白名单：把允许写入的 node_id 列成清单，清单外的拒绝。控制位、安全位永远不进清单。
3. 写后回读：每次写成功都读一次比对，不一致就报错给模型，别让它自己宣布完成。
4. 审计落盘：谁、什么时候、对哪个节点、写了什么、回读是什么，四行日志。
5. 先在仿真器上跑：本文的模拟器脚本就够用，别拿真设备当第一次实验对象。

十二、四个常见问题

Q1：能同时接多台 PLC 吗？ 可以，方式是一个设备一个 MCP 进程：opcua-mcp 的一个实例读一个 OPCUA_SERVER_URL，所以在 mcpServers 里配两个条目（opcua-line1 / opcua-line2）即可，Claude 会看到两套工具。如果嫌工具名重复，把 main.py 里的 FastMCP("OPCUA-Control") 改成不同名字更清楚。

Q2：中文变量名、结构体、DB 块怎么办？ 结构体在 OPC UA 里就是一棵子树：browse 到父节点，再逐个读成员即可，不用特殊处理。中文变量名同理——返回值是字符串，中文能正常显示。建议先在仿真器上把你们真实的节点树导一遍，确认命名空间索引（ns=2 还是 ns=3）和成员层级，再换真设备。

Q3：能不能只订阅变化，不轮询？ 这两个工具是请求-响应式的，没有订阅接口。需要"值变了就通知"的场景，用 OPC UA 原生的 subscription（Python 里 create_subscription + subscribe_data_change），或者退一步用定时轮询 + 变化检测。

Q4：安全上要注意什么？ 这两个 Server 建的是匿名连接（Client(url) 不设用户/证书）。所以它们的合理位置是内网、仿真环境、或者你信任的工程机；生产网段建议加一层：设备侧启用用户/证书鉴权、网络侧走 VPN 或跳板，再把 MCP 进程限制在固定网段。

十三、来源与许可

• kukapay/opcua-mcp：MIT，Python，31 stars，最后提交 2025-10-29
• kukapay/modbus-mcp：MIT，Python，25 stars，最后提交 2025-05-12
• 协议与规范：OPC Foundation（OPC UA 即 IEC 62541）、Modbus Organization
• 模拟器：asyncua（OPC UA）、pymodbus（Modbus TCP）
• 本文所有返回值均为本机原样摘录；未接真实 PLC，如与你的设备行为不同，以设备为准

免责：写操作会真的改变现场状态，上产线前请走完整的变更审批与回滚演练。

想把 AI 从"读数据"推到"改工程"，可以看 PLC 编程 AI 软件：7 个必备的 MCP Server 和 博途 AI 助手：让 AI 直接操作 TIA Portal（TiaLink）；本专题的其它文章在 AI × 工业 / PLC。

这是「AI × 工业 / PLC」专题的一部分。完整地图见：AI × 工业 / PLC 完全指南