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。     

OPC UA-TSN传输时延实验方法

OPC UA是一种能提供高带宽、高互操作性和高实时性的工业通信协议,它定义了一套通用的数据描述和语法表达方法(信息模型),每个系统都可以采用OPC UA的信息模型,从而实现系统间数据交互和互操作。TSN具备时间同步、数据调度、负载整形等多种优化机制,可保证数据传输的实时性。将OPC UA与时间敏感网络(TSN)相结合,可提供一个实时、高确定性通信网络,将对网络带宽、安全性、互操作、延迟和同步等方面得到较大改善。与现有的OPC UA over TSN测试仅关心终端间往返时延问题不同,提出了一种包含电机同步的OPC UA over TSN测试框架,引入实际TSN交换设备以及实际应用。本测试架构聚焦TSN标准(IEEE 802.1AS和IEEE 802.1Qbv)以及OPC UA标准IEC 62541-14《OPC UA统一架构14部分：Pub/Sub发布订阅》在IT/OT融合中的端到端传输时延测试问题,在不同调度机制以及不同负载条件下,测试了交换机连接的不同分布式控制计算机间链路层及应用层端到端传输时延。实验结果表明,时间感知整形器(TAS)能保证时间敏感流不受链路中竞争流量的影响,且即使...     

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。     

虹科：为OT与IT融合提供强有力支撑

<正>作为一家高新技术企业,虹科是国内为数极少的在OT领域深耕多年并技术经验全面的解决方案供应商。虹科业务涵盖工业和制造业的自动化和数字化、汽车研发测试、自动驾驶、半导体、轨道交通、航空航天等领域。在工业通讯方面,虹科可提供各类通信协议的软硬件一站式解决方案,通信技术类型涉及工业自动化通讯协议CAN/CANFD、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN、HSR/PRP等,解决方案包含源代码、芯片/模块、板卡、网关、IO、工控机、继电器、TSN测试方案、培训和开发服务等。     

现场控制网络技术展望

描述了现场控制网络技术的发展现状,经分析认为当前工厂底层测控网络的发展趋势,应该是多种现场总线共存、多种系统集成和多种技术集成,最终走向统一;简要介绍了对现场控制网络具有重要影响的设备互操作性技术、OPC技术、工业Ethemet技术、测控现场采用TCP／IP技术和现场设备实时管理技术。     

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。     

时间敏感型网络技术综述

时间敏感型网络(TSN)是目前国际产业界正在积极推动的工业通信技术。阐述了TSN技术产生的背景、工业物联网以及新制造转型中对于工业通信的需求,并从技术角度对TSN进行了全面的介绍。通过对当前国际上重要的TSN标准组织、企业、大学与研究机构的TSN实践进行分析,全面梳理了其发展简要历程、相关国际标准、实现架构与方法、开发、测试与验证、应用前景等。通过这些分析,以全局视角分析该技术对于产业的推动作用,以及未来发展趋势和在智能制造、工业互联网领域的前景,并希望国内的产业、标准化组织、大学等能够积极加强对其更为深入的研发、测试,以获得市场的先机。     

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。     

企业控制网络技术

工业现场测控设备的数量远比现在Internet上的设备多,连接这些设备的控制网络将使得控制系统的性能大幅度提高,并将改变企业的运行管理模式。本从当前现场控制网络中存在多种现场总线、多种系统和多种技术的现状,阐述了集成是现场控制网络发展的关键,简要介绍了对现场控制网络具有重要影响的设备互操作性技术、OPC技术、工业Ethernet技术、测控现场采用TCP/IP技术和现场设备实时管理技术。介绍了现场控制网络集成中的网络连接技术、自动化软件套件技术和基于WEB浏览器的实时信息监视技术。     

基于μC/OS-II的μC/IP协议栈在ARM系统中的实现

深入分析了μC/IP协议栈,阐述了其移植原理和实现方案,并给出了在具体软硬件平台上的移植实例。首先,通过分析μC/IP协议栈,结合实时内核μC/OS-II与32位ARM7Core的软硬件平台,论述了μC/IP协议栈的移植原理。然后,根据TCP/IP各层协议的具体实现提出了μC/IP协议栈移植与裁减的一种可行方案。最后,在基于μC/OS-II与ARM7Core的软硬件平台上实现了μC/IP协议栈的移植。实验结果表明:移植后的协议栈实现了网络的基本功能,且运行稳定。开源μC/IP协议栈的移植实现,为基于μC/OS-II的Internet嵌入式系统应用提供一个小型可裁减的TCP/IP协议中间件。     

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"....     

时间敏感网络及其在轨道交通领域的应用探讨

时间敏感网络(TSN)被认为是下一代网络的演进方向,文章就TSN技术的相关应用进行探讨.首先,介绍了TSN相关技术标准协议,并分析了该技术的优势,同时调研了国内外相关厂商在TSN技术方面的布局和发展.接着,分析了相关行业中TSN的应用现状;结合TSN特性及轨道交通领域通信系统的实际情况,提出将TSN应用在轨道交通数据通...     

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。     

油田集输系统管控一体化实现及软件开发

OPC规范是应用软件与数据源的通用接口标准,实现了应用软件与现场设备的开放的、无缝隙的连接.OPC作为新技术,在管控一体化中有重要的地位.主要介绍了OPC技术及其在油田集输系统中的应用.     

油田集输系统管控一体化实现及软件开发

OPC规范是应用软件与数据源的通用接口标准，实现了应用软件与现场设备的开放的、无缝隙的联接，OPC作为新技术．在管控一体化中有重要的地位。本文主要介绍了OPC技术及其在油田集输系统中的应用。     

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.     

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。     

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.     

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.