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 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。     

现场级无线通信协议研究

面对工业应用中对现场级无线通信的需求，本文以基于高速以太网的现场总线标准FF HSE为蓝本，结合无线以太网标准IEEE802.11b，构造了现场级无线通信协议栈．新的协议栈 保持了基金会现场总线的通信模型，能够完成无线设备间的时间同步和实时通信．     

支持Saas模式的消息中间件实时性的研究

伴随企业的飞速发展,针对数据传输系统提出了多方交互传输、传输量大、实时性及安全性要求高等新的需求.文中指出了基于点对点(PTP)和发布何阅(Pub/Sub)通信模式的消息中间件不能很好地支持这些新的需求,在实际系统应用中根据消息规模和实时性要求采用Pub/Sub,PTP和混合通信模型多种通信方式相结合的方式,提出一种基于Pub/Sub和PTP的改进的混合通信模型,并对实现的关键技术给出策略.实验结果表明,在安全的同时,消息的传输率得到了一定的提高.     

面向大规模数据集成消息中间件系统设计实现

在分布式网络环境中,构造基于消息通信中间件的数据传输系统,能有效地满足数据传输的可靠性、安全性和异步性等企业级需求.然而,随着企业经营规模的扩大,对数据传输系统提出了参与方多、交互数据量大等新的需求,现有的基于点对点(PTP)和发布/订阅(pub/Sub)通信模式的消息中间件难以很好的支持这些新的需求.根据大规模数据传输系统的新特点,结合 PTP 和 Pub/Sub 通信模式,提出了一种基于点对点的发布/订阅消息中间件通信模型(PBPS),并在消息中间件ISMQ基础上提供了实现.实际应用表明,该方法能够有效满足大规模数据传输的要求.     

基于B/S模式的Rockwell实验室网络监控系统

应用OPC通信技术和Web开发技术,设计并开发了基于B/S模式的Rockwell实验室网络监控系统。OPC的应用多是基于C/S模式的,这导致在传统B/S模式网络监控系统下,数据通信过程要通过OPC服务器、OPC客户端和实时/历史数据库多层通信,存在一定的实时性问题。针对这一问题,提出了新的开发框架,实现了与控制对象的实时通信。用户通过浏览器可以实时监视设备的运行状况,并且可脱离Rockwell的编程软件对设备进行控制。     

基于OPC的以太网网络管理

在工业以太网中，如何进行网络管理使其具有高效率、高性能，这是一个很复杂的问 题．简单网络管理协议是管理分布式网络的主要手段；OPC是一种用于不同数据源通信的工 业标准，它为了不同设备间互通信息提供标准统一接口．本文先简单介绍了SNMP和以太网的 网络管理，然后描述了基于OPC技术的信息获取和网络管理．     

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。     

机载时间敏感网络流量调度算法性能研究

时间敏感网络是由IEEE802.1工作组开发的一套确定性实时通信的协议标准,定义了以太网传输的时间敏感机制,适用于机载安全关键系统网络通信;流量调度机制可以有效保证机载时间敏感网络实时可靠通信,时间感知整形器和帧抢占是典型的TSN流量调度算法,目前还没有针对机载业务的传输需求进行性能评估;通过分析TSN系统架构及调度算法的核心特性,基于机载网络拓扑,提出一个机载时间敏感网络的数据流传输时延模型,并进行了数学推导,使用离散仿真工具构建TSN网络仿真平台,对三种典型网络流量调度算法进行验证,得到了流量传输时延性能的上界值,分析了流特性参数对调度算法选择的影响;最后,对机载应用流量调度算法的选择进行了总结。     

用于工业自动化领域IEC/IEEE 60802 TSN规范的唯一通用一致性测试方案

2022年5月30日,Avnu联盟、CC-Link协会、ODVA、OPC基金会和PROFIBUS & PROFINET国际组织共同宣布正在合作制定一个用于工业自动化的IEEE/IEC 60802时间敏感网络(TSN)规范的唯一一致性测试方案.该测试方案将成为所有参与组织的测试基础内容,同时也会被提供给更广泛的工业自动化生态圈.这项合作有助于提高用户的信心,即来自不同制造商,且支持不同自动化网络协议的60802(即TSN)兼容设备可以在TSN层级的链路中有效共存,包括与非工业自动化领域基于TSN技术的设备共存.     

OPC在煤矿生产中的应用研究

针对煤矿生产中多种现场总线间的"信息孤岛"问题,提出了基于OPC技术的解决方案:(1)基于VB的OPC客户端访问MCGS的设计,该方案以MCGS作为OPC服务器,负责与现场设备的信息交换,同时为远程的OPC客户端(简易监控软件)提供底层的实时数据信息;(2)基于OPC技术的多现场总线集成的设计,通过OPC标准接口,1个OPC服务器(MCGS)可以与多个远程的OPC客户端通信,减少了MCGS组态软件的使用,节省了成本。     

一种基于时钟容错同步和数据容错传输的以太网网络协议

随着工业物联网的兴起,工业、电力、石化、铁路交通等领域对传统以太网的实时性、可靠性提出了更高的要求,因此,确定性网络应运而生。确定性网络用于提供实时数据传输,保证确定的通信服务质量能够具备超低时延低、抖动小、带宽高、高可靠性等特点。目前,一些主流的TSN、实时以太网也存在一定的局限性。在ISO/IEC/IEEE 8802-3的基础上提出的一种基于时钟容错同步和数据容错传输的以太网网络协议,即TAN协议。TAN协议在兼容“以太网”技术的同时,TAN技术以“时间”为核心,定义了一种新型的数据封装和路由转发技术,在大规模组网条件下可以实现所有节点的“高精度时钟同步”并明晰数据时间,以“数据多路径传输”技术打破了对组网方式的限制,提升网络可靠性,以“多通道”抢占技术实现数据的实时传输,以“软件定义网络时延”技术满足了周期性及(非周期)通信对低抖动传输的需求。目前,TAN产品已经在工业、电力、石化、铁路交通等领域进行了应用。     

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。     

TTE高精度同步协议容错控制流算法研究

时间触发以太网(TTE)是一种基于标准以太网的实时网络通信技术,采用“时钟同步”和“时间触发”来确保关键数据的通信实时性和确定性,“时钟同步”就是基于系统全局时钟的标准,周期性地修正系统通信网络上各种设备时钟的时间信息和频率偏差,使其限定在足够小的范围内,保证系统同步运行的过程,从而使其能够满足安全关键系统的强实时通信需求。本文根据SAE AS6802协议在理论上分析出其优化后的同步算法后,通过该算法完成了时间触发以太网板卡端对端时间同步,并保证精度优于100 ns。     

时间敏感网络流量调度综述

工业控制、航空电子、车载网络、移动前传网络等很多行业领域应用都需要确定性低延时的网络传输.为了实现此类业务的传输需求,IEEE 802时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)工作组将标准以太网扩展为TSN,受到学术界和工业界的持续关注.流量调度是TSN标准中的核心机制,通过调度算法在所...     

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。     

智能化系统集成的开放工业标准-OPC DX技术

1 引言 OPC(OLE for Process control)基金会与其它现场总线国际组织合作,在2002年汉诺威工业博览会上展示了第一个基于OPC DX(Data eXchange)的演示系统,该系统演示了在利用OPC DX技术在以太网中实现EtherNet/IP、PROFInet、高速以太网(HSE)和INTERBUS四种总线系统之间协同工作的能力,也充分展示了自动化设备生产厂商和用户利用OPC DX通过以太网建立不同总线的无缝连接并进行现场和综合数据交换的优越性,同时该标准己在2002年6月底提交OPC基金会会员审阅。     

快速实时工业以太网的研究

实时工业以太网技术不能满足高性能运动控制领域对高同步精度和强实时性的应用需求。为解决该问题,利用快速实时工业以太网(EPA-FRT)中的快速通信调度和精确同步技术提高网络系统的实时性和同步精度,给出EPA-FRT的6层通信模型及2层网络结构。性能测试结果表明,EPA-FRT系统的通信周期在1 ms内,同步偏差在1 μs内,能够满足高性能运动控制领域对网络通信的需求。     

基于OPC技术离子源控制系统研究

采用ICPDAS公司的可编程自动化控制器(PAC)Wincon8000结合稳定的I/O模块,实现基于OPC技术规范的离子源网络系统控制。研究了OPC技术在现场设备间的开放式数据交换和异构网间的数据共享,并实现大量数据源通信的标准机制。     

支持Anybus X—gateways的OPC Server

瑞典HHS工业网络有限公司进一步扩展Anybus X-gateway网关产品的功能,推出支持该系列网关的OPC Server。这可以使基于PC的OPC客户端软件通过标准以太网和X—gateway访问所有主流工业网络。OPC Server随X—gateway提供,而无须额外的费用。Anybus X-gateways可以联接任意两种工业网络,并提供两个网络之间I／O数据和参数数据的透明传输。