基于OPC UA的电厂水务数据采集系统设计开发

在传统的工业制造领域,现场设备的基于开放通信标准的无缝集成是进行工厂数据采集和统一监控的必要条件。作为一个开放的协议,基于OPC UA的数据采集系统可以解决现场工业设备通讯协议的多样性带来系统软件开发的复杂度问题。以电厂水务系统中存在的各类感知层设备为对象,通过建立基于OPC UA的数据通信规范,将智能传感器、智能控制器和扩展通信接口后的普通IO设备连接到OPC UA服务器,实现现场数据的采集;再通过建立合适的客户端系统,实现对采集数据的数据库存储和在线访问。运行结果表明该系统的设计符合电厂水务系统的实际需求,为系统提供了精确及时的基础数据,提升了系统的管理效率。     

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。     

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.     

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。     

智能制造技术在行业中的应用系列 第二讲 基于PROFINET和OPC UA的多机器人通信

机器人能够代替人工上下料作业,通过自动供料料仓、输送带等方式,实现高效的自动上下料系统。本文主要介绍了通过S7-1500将现场的4台ABB机器人进行PROFINET组态与通信,并通过OPC UA协议,由远端的KEPSERVER进行客户端访问,实现机器人现场端与管理端信息的交互。     

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OPC的服务机器人监控系统设计

提出一种适用于敬老院环境的助老助残服务机器人监控系统设计方案。基于专为服务机器人制定的助老助残服务机器人以太网协议、OPC技术,实现机器人数据与监控平台的实时传输,为7种服务机器人分别定制其OPC Server,利用ASP技术集成数据库操作与OPC Client,将机器人的实时数据存入数据库,创建Web Server,为浏览器界面提供数据,以此实现远程监控。实际应用证明了该方案的可 行性。     

工业以太网控制系统安全性问题研究

本文分别从OPC数据服务器的安全性和远程监控系统数据通信的安全性两个方面对工业以太网控制系统中存在的安全问题进行了分析讨论，并根据OPC安全性规范和SSL安全协议提出了相应的解决方案，对工业以太网控制系统提供了有效的安全保护．     

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EPA通信标准的OPC服务器的设计

研究了OPC技术规范和数据访问规范,分析了OPC服务器的开发工具SmartOPC生成的程序结构.研究了工业以太网标准,编制了EPA标准的通信服务程序,利用SmartOPC开发了支持EPA通信标准的OPC服务器,实现了组态软件与EPA设备通过OPC服务的连接.用组态王软件作为OPC服务器的客户端验证了OPC服务器工作的正确性.     

OPC技术在PLC监控系统中的应用

提出基于OPC接口实现对明电舍PLC进行监控的解决方案。通过对明电舍PLC通讯协议的分析,采用Delphi编制0PC服务器软件,有效解决了上位机监控软件与明电舍PLC通讯的问题,并成功应用于钢厂生产监控系统。     

OPC技术在油田生产组态管理系统中应用的研究

油田生产组态监控管理系统建立在GPRS数据采集、传输和注册转发系统基础之上,设置OPC服务器,采用分布式网络控制方式,现场设备节点、后台数据库和前台控制通过OPC技术交换信息。OPC标准为不同协议、不同设备之间的通信、互联提供统一平台,实现对系统参数数据处理的实时性。实践表明:它使得系统与设备之间,包括从工业现场到MIS和更远距离,完全无缝隙地、真正开放和方便地进行企业级的通信成为可能。     

Efficient address space generation for an OPC UA server

The new OPC Unified Architecture has been introduced as a replacement for the existing COM‐based specifications. The article describes a generalized algorithm for the automatic generation of the address space structure for an UA server. First, we present the general startup procedure of an OPC UA server, focusing on the address space generation step. Afterwards we introduce specialized algorithms for the generation of the type nodes, of object, variable, method and view nodes. Finally the additional references are added to the fully meshed address space. The basic ideas of the algorithms are: the splitting of the nodes into groups and the sequential addition of the groups to the address space, and the naming of a main reference for every target node. The algorithms have been applied for an aggregating UA server which models the devices of an assembly line. The main advantages are: shorter development time, easier maintenance and the possibility to add nodes to the address space in both online and offline mode. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

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WIA-PA的OPC服务器开发

论述了基于WIA-PA的OPC服务器的开发流程及具体实现步骤;以OPC客户端软件连接温度传感器为例,介绍了基于WIA-PA的OPC服务器将工业现场仪表采集的数据实时显示在上位机上的实现方法。测试结果表明,该OPC服务器能够规范化地添加现场设备及更新设备数据,并能使OPC客户端实时获取现场测控数据。     

OPC客户/服务器模型设计

传统方式开发的监控与数据采集系统(SCADA),由于不具备开发性,工业控制软件缺乏统一的工业标准,致使不同厂家提供的软件之间进行通信存在巨大困难;同时,由于各厂家提供的软件对控制系统硬件操作的设备驱动程序接口各不相同,软件开发者必须针对不同的硬件开发相应的驱动程序。OPC规范就是在这样的背景下产生的。OPC规范是由OPC基金会(OPC Foundation)制定的一个工业自动化数据通信标准,它规范了过程控制和生产自动化软件与用OPC服务器实现的硬件驱动程序之间的开放接口。该文介绍了OPC规范的基本原理,并用Microsoft Visual C 提供的微软基础类库(MFC)实现了客户／服务器模型的编程。     

OPCUA技术及其在海上采油平台的应用

OPC UA是OPC基金会最新发布的用于工业自动化领域系统互连的规范.该文介绍了OPC UA的规格书组成,描述了OPC UA的传输机制与数据建模两部分基础组件.基于海上采油平台对仪控系统的实际要求,分析了OPC UA技术在海上采油平台的典型应用案例,并给出了具体的工程设计方案.同时,针对每个案例,总结了OPC UA相对于经典OPC规范的优势.