OPC UA信息建模:煤矿监控系统集成案例研究

为了传统OPC技术由于数据建模能力不足而导致的互操作性问题,OPC基金会发布了OPC UA规范,从理论上解决了此问题,但缺乏具体的建模流程。提出具有可操作性的OPC UA信息建模流程,并以煤矿监控系统集成作为案例来验证此建模流程具有可行性,同时推动了OPC UA从理论到实践的发展。     

图形化在线建模的OPC UA网关设计

OPC统一架构(Unified Architecture,UA)已经成为工业4.0的核心通信接口规范,但由于工业领域设备更新缓慢,大量现场设备仍使用传统的通信协议,且设备生产厂家不同,使用的通信协议也可能不同.为了将不同类型的现场设备融入OPC UA架构,克服多种通信协议之间的数据交换壁垒,本文设计了一种支持图形化在线建模的OPC UA网关.网关内部实现了OPC UA服务器,能够将多种通信协议数据连接到OPC UA服务器地址空间的节点上,方便MES和ERP等管理软件进行高效数据访问.同时,为了便于使用者建立OPC UA信息模型以及配置网关数据采集逻辑,设计了一种图形化建模方法.最后,本文通过示例,验证了图形化在线建模网关的可用性.     

基于MODBUS协议的OPC UA服务器的设计

煤矿监控系统中存在数据规范不统一的问题,给系统集成和数据共享带来了困难,采用OPC UA技术可以有效地解决这个难题。介绍Ignition SDK中OPC UA服务器开发包的基本组成,并提出用其开发基于MODBUS协议的OPC UA服务器的设计思路和基本过程。通过OPC UA客户端程序测试,系统运行良好。     

基于用于过程控制的对象链接和嵌入统一架构发布订阅的设备横向实时通信实验研究

随着开放式自动化系统的发展,设备间水平实时通信的需求日益增加。OPC UA是一套平台独立面向服务且用于工业通讯的数据交互规范,并提出了发布订阅(PuB/Sub)通信模型,该通信模型可以映射到实时通信网络中。时间敏感网络(TSN)协议为标准以太网提供实时传输能力和兼容其他标准以太网。OPC UA PuB/Sub通信模型与TSN融合,可以满足机器和设备间横向实时通信的需求。搭建了一个基于OPC UA PuB/Sub over TSN的通信实验台,并通过用两台工控机实现电机同步控制来测试基于OPC UA PuB/Sub的设备间的横向通信实时性能,实验结果说明TSN网络能够为基于OPC UA Pubsub的设备间横向通信提供实时性保障。     

基于FDT与OPCUA的设备集成研究

本文介绍了FDT技术以及它在现场设备集成中的应用,然后通过研究分析,指出了FDT集成平台过于依赖微软操作系统、与企业上层网络的不完全兼容性,以及现行OPC服务器安全可靠性存在不足.为此,本文通过引入OPC UA技术,建立一个基于FDT、OPC UA的设备集成模型解决了上述问题.     

OPC UA技术在冶金设备监测系统中的应用

OPC UA技术在工业控制方面有着不可替代的优势,主要体现在其跨平台性和实时性上,可以方便地解决工业现场监控过程中各个子系统和底层设备之间互操作以及互通信的难题。结合冶金现场设备监测系统的搭建,对OPC UA技术规范进行了研究,开发了OPC UA客户端和服务器,实现了对冶金设备运行状态的实时监测并及时制定故障应对方案的目的。 OPC UA技术在信息建模与跨平台方面的强大优势预示着基于OPC UA技术的集成系统必将成为今后的开发热点。     

基于OPC UA的管控一体化研究

重点研究了OPC基金会新推出的OPC UA(Unified Architecture) 范,揭示了该规范在信息的全集成中跨网络、跨平台及信息集成的可靠性、安全性等方面相对于现有OPC规范的巨大优势,介绍了它对工厂管控一体化进程的重要推进作用.     

一种支持ModbusTCP协议的OPC UA服务器中间件

OPC UA技术凭借本身设计架构的优势,已成为工业4. 0在通信实施方面首推的技术。研发了一种基于OPC UA技术的工业现场通信中间件。此中间件内部实现了OPC UA服务器,通过ModbusTCP协议,读取待采集数据并以统一格式存储在OPC UA服务器地址空间中,向其他OPC UA客户端提供数据访问服务。同时,采集的数据也会存入关系数据库中,以数据库表的形式对外提供数据访问服务。使用此中间件,可减少数据采集的工作量,且凭借OPC UA技术跨层传输数据的优点,简化工业系统间数据访问难度。     

基于紫金桥软件的海上油田自控信息系统

海上采油平台环境恶劣,油田生产管理不便,为了安全生产,提高采油时率及资料录取率的及时可靠,针对海上不同于陆地的特殊情况,在海上开展自动化技术,以实现海上采油平台的卫星平台与中心平台数据统一。紫金桥提出以实时数据库系统为平台实现海上采油平台自动化与信息化的集成,本系统实现了实时数据流程模拟、异常报警、停机处理、数据统计分析等功能,为海上油田高效生产及数字油田建设提供新的解决方案。     

基于MODBUS及OPC技术的发电机组网络监控系统

海上采油平台原有的发电机组检测装置因其功能单一、且无法进入监控调度级的局域网等原因而需要升级。开发了一套基于OPC(OLE for Process Control)通讯的多控制器多客户机的网络监控系统,介绍了在C/S构架下MODBUS TCP/IP及OPC技术在系统中的通信原理和实现方法。以KEPServerEX作为OPC服务器,在机组检测装置与WinCC软件(OPC客户端)之间建立通信。并以安装KEPServerEX软件的工业控制计算机为C/S服务器,将各客户机和服务器相连接。MODBUS TCP/IP协议与OPC技术的应用,提高了通信的速度及系统的扩展性。     

基于OPC UA架构的工业机器人数据采集系统

针对目前智能车间内各类使用OPC UA协议的工业软件无法直接与FANUC机器人进行网络通讯的问题,设计了一个OPC UA服务端软件。利用C#语言调用FANUC机器人通讯接口库Robot Interface,对机器人内部的各类寄存器、I/O数据和系统变量进行读取,将相应数据写入OPC UA服务器数据节点;同时对OPC UA数据节点收到的写入请求进行分析,将解析后的数据写入到机器人控制器相应目标位置,由此实现了基于OPC UA协议的FANUC机器人与其他工业软件之间的双向数据交互。     

OPC UA技术及应用

OPC UA技术是工控软件接口的新标准,人们利用它可以促进工厂底层和企业系统间的集成。详细地介绍了OPC UA技术,并分析了OPC UA技术的应用及其发展的前景。     

基于OPC UA的船舶数据监控系统的设计与实现

设计一种基于OPC UA的船舶数据监控系统,采用OPC UA协议解决船底层不同硬件接口和数据传输协议多样所带来的数据采集和传输的通用性问题,有效地监控设备实时工作状况。数据采集端将数据转换为统一的OPC UA格式,OPC UA客户端通过统一的数据传输接口获取采集端的数据并把数据存储到数据库中。通过Django、JavaScript等相关Web技术,建立B/S模式下的数据可视化平台,以图表形式显示实时数据,使船员及时掌握设备运行状态并进行有效决策,促进船舶领域向着信息化、智能化的方向发展。     

Analysis of OPC UA performances

OPC UA is the evolution of the well known OPC COM and XML specifications. OPC UA adopts a very complex software infrastructure to realise the communication among industrial applications; furthermore it features many mechanisms realising data exchanges, whose tuning depends on several parameters. The aim of this paper is to deal with the performance evaluation of OPC UA. The main data exchange mechanisms which may influence performance of the client/server communications will be pointed out; then, the analysis of the overhead they introduce will be presented and discussed. Finally, some guidelines about the setting of OPC UA mechanisms will be given on the basis of the results achieved.     

基于OPC UA的自动化系统集成技术研究

针对在实现自动化领域的系统集成过程中,子系统或者设备之间的互操作与信息共享的难点问题,提出以OPC UA(OPC unified architecture)为标准接口构建系统集成的抽象框架,并开发了OPC UA 客户端和服务器,利用组态王完成了集成监控软件的开发,解决了某国防工程管理自动化系统集成中的"信息孤岛问题"....     

OPC UA over TSN技术路线及分析

OPC UA over TSN通过提供一个实时开放互联的工业通信网络架构,满足工业生产安全、确定性时延和高可靠的需求,弥补传统实时工业以太网在易用性、互操作性、带宽上的不足,是当前工业互联网领域最重要的创新技术。从芯片制造商、IP Core软内核以及设备制造商三个方面,对当前TSN技术及实现进行了研究和分析;从商用和开源的角度,对OPC UA协议软件实现现状进行对比分析。在二者现状分析结果的基础上,提出FPGAs/SoCs是当前OPC UA over TSN技术实现的最佳路线,并建议OPC UA基于开源的open62541实现,TSN独立开发IP Core以掌握核心技术。     

基于OPC UA技术的Labview与PLC通信

本文提出了在系统中基于OPC UA技术的上位机Labview与下位机PLC-300的通信实现.该通信是在两台PC机间实现的数据交互.一台PC充当客户机,另一台充当服务机,服务器与PLC-300相连.客户机通过UA与服务器连接,进而实现客户机上的Labview与服务器相连的PLC进行通信.介绍了在Labview中如何创建可以与UA Server进行安全连接的UA Client,最终实现Labview与PLC的安全通信.在Labview中可以实时显示PLC中的数据变化,并把采集到的数据以文本文件的形式保存起来,供后续观察回放.通过实验验证了该方法的可行性,该系统具有开发周期短,灵活性强,系统稳定的优势.充分验证了利用此方法实现数据通信的可行性.     

基于OPC UA的数据交互中间件的研究

针对基于DCOM配置的OPC数据集成方式存在配置复杂、需要更改防火墙或网闸设置等问题,设计了一种基于OPC UA的数据交互中间件,介绍了该中间件的结构及功能。该中间件实现了即插即用,只需通过简单配置,就可以跨越防火墙/网闸与OPC服务器进行安全的数据交互,可适用于大多数煤矿自动化子系统OPC服务器的数据集成。