Visualizing OPC UA Information Model using Graphviz

Stefan Profanter
3 min readAug 28, 2023

Learn how to use Graphviz to visualize OPC UA Information Models.

To create a graphical visualization of your OPC UA Model, the OPC Foundation defines different shapes and arrow types which sould be used.
See also: OPC UA ModelDesign Cheat Sheet & Graphical Annotation

You can use MS Visio and the provided Template to draw your models.
Note that on some downloadable MS Word specification files, the corresponding visual drawings are embedded Visio files.
The Template is available here as UA Shapes Visio Template
https://opcfoundation.org/guidelines-and-templates/

Alternatively, you can also use Graphviz to create a similar looking visualization as shown in this post.

Using Graphviz to visualize OPC UA Information Models

OPC UA standard conform node and edge attribute definition in dot language for Graphviz.

The following graph holds representations of all OPC UA model elements and serves as a template.

Shadow is substituted by color gradient. Objects and type definitions are hard to discern visually either way due to the low color contrast.

digraph U{

################################################################################
# This dot document will generate a graph with graphviz.
# All nodes and edges adhere to the normative graphical representations used by
# the OPC Foundation.
#
# This document defines:
# * type defintions
# * instances
# * references
################################################################################
################################################################################
# TYPE DEFINITIONS #############################################################
# ObjectTypes ##################################################################
node [shape=box style="filled" fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
ObjectType
# VariableTypes ################################################################
node [shape=rectangle, style="rounded,filled" fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
VariableType
# DataTypes ####################################################################
node [shape=hexagon style="filled" fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
DataType
# ReferenceTypes ###############################################################
node [shape=cds style="filled" orientation=180 fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
ReferenceType
node [orientation=0] # reset

################################################################################
# INSTANCES ####################################################################
# Objects ######################################################################
node [shape=rectanlge style="filled" fillcolor="#e8edf7"]
Object
# Variables ####################################################################
node [shape=rectanlge, style="filled,rounded" fillcolor="#e8edf7"]
Variable
################################################################################
# set appearance of Method
node [shape=oval style="filled" fillcolor="#e8edf7"]
Method

# Views ########################################################################
node [shape=trapezium style="filled" fillcolor="#e8edf7"]
View
node [shape="", style="" orientation=0 fillcolor="" gradientangle=0] # reset
################################################################################
# REFERENCES ###################################################################
# symmetric ReferenceType ######################################################
edge [ dir="both"]
A -> B [label="symmetric ReferenceType"]
edge [ dir=""] # reset
# asymmetric ReferenceType #####################################################
edge [] # default attributes already correct
C -> D [label="asymmetric ReferenceType"]
# hierarchial ReferenceType ####################################################
edge [arrowhead="vee"]
E -> F [label="hierarchial ReferenceType"]
# HasComponent #################################################################
edge [arrowhead="nonetee"]
G -> H [label="HasComponent"]
# HasProperty ##################################################################
edge [arrowhead="noneteetee"]
I -> J [label="HasProperty"]
# HasTypeDefinition ############################################################
edge [arrowhead="normalnormal"]
K -> L [label="HasTypeDefinition"]
# HasSubtype ###################################################################
edge [arrowhead="onormalonormal"]
M -> N [label="HasSubtype"]
# HasEventSource ###############################################################
edge [arrowhead="onormal"]
O -> P [label="HasEventSource"]
}

For example, the following image and its respective dot code implement a model from a 3rd party tutorial.

digraph U{

################################################################################
# TYPE DEFINITIONS #############################################################

# ObjectTypes ##################################################################
node [] # reset node properties
node [shape=box style="filled" fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
BaseObjectType
ControllerType
AirConditioner
Furnace

# VariableTypes ################################################################
node [] # reset node properties
node [shape=rectangle, style="rounded,filled" fillcolor="#e8edf7;0.75:#d2def0" gradientangle=275]
BaseDataVariableType
DataItemType
AnalogItemType

################################################################################
# INSTANCES ####################################################################

# Variables ####################################################################
node [] # reset node properties
node [shape=rectangle, style="filled,rounded" fillcolor="#e8edf7"]
State
Temperature
TemperatureSetPoint
PowerConsumption
Humidity
HumiditySetPoint
GasFlow

################################################################################
# REFERENCES ###################################################################

# HasComponent #################################################################
edge [] # reset edge properties
edge [arrowhead="nonetee"]
ControllerType -> State
ControllerType -> Temperature
ControllerType -> TemperatureSetPoint
ControllerType -> PowerConsumption
AirConditioner -> Humidity
AirConditioner -> HumiditySetPoint
Furnace -> GasFlow

# HasTypeDefinition ############################################################
edge [] # reset edge properties
edge [arrowhead="normalnormal"]
Humidity -> AnalogItemType
HumiditySetPoint -> AnalogItemType

# HasSubtype ###################################################################
edge [] # reset edge properties
edge [arrowhead="onormalonormal"]
ControllerType -> BaseObjectType
DataItemType -> BaseDataVariableType
AnalogItemType -> DataItemType
AirConditioner -> ControllerType
Furnace -> ControllerType
}

Note: You may improve the graph’s layout by using properties

This post was migrated from https://opcua.rocks/

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Stefan Profanter

I love to program and write code in various Programming Languages and am now focusing on Automating as much as Possible.