圖形化在線建模的OPC UA網(wǎng)關(guān)設(shè)計①

蘇 鑫,李軍懷,王懷軍,張發(fā)存,崔穎安,馮連強

1(西安理工大學(xué) 計算機科學(xué)與工程學(xué)院,西安 710048)

2(中國重型機械研究院股份公司,西安 710032)

1 引言

我國制造業(yè)發(fā)展時間較短,存在著信息化、自動化和智能化程度不高的問題,在傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級的過程中,制造環(huán)節(jié)裝備通信協(xié)議與數(shù)據(jù)的異構(gòu)導(dǎo)致的互聯(lián)互通等制約智能制造發(fā)展的關(guān)鍵問題仍然沒有解決.工業(yè)現(xiàn)場底層設(shè)備種類繁多,不同的通信協(xié)議使得數(shù)據(jù)采集和通信系統(tǒng)的統(tǒng)一成為難題,直接影響車間的統(tǒng)一管理[1].且由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)控信息模型標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備間數(shù)據(jù)的異構(gòu)同時導(dǎo)致了語義上不能互通[2].因此,在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備之間建立統(tǒng)一規(guī)范的通信模式以及統(tǒng)一的語義模型對于車間數(shù)字化水平提升尤為重要.

OPC UA為不同協(xié)議的數(shù)據(jù)交換提供了一種可靠的解決方案[3].OPC UA是一種平臺無關(guān)的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)原始數(shù)據(jù)和預(yù)處理的信息從制造層級到生產(chǎn)計劃或ERP 層級的傳輸[4].OPC UA 具有平臺獨立性,在從嵌入式微控制器到基于云的服務(wù)器上都可以運行其全部功能.OPC UA 通過會話加密、身份驗證和審核跟蹤等功能實現(xiàn)其安全性.另外,OPC UA 也是一種“面向未來”的架構(gòu),新的傳輸協(xié)議、安全算法、編碼標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用程序服務(wù)等創(chuàng)新技術(shù)和方法可以方便地整合到OPC UA[5].

OPC UA是OPC 基金會在經(jīng)典OPC 規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的新一代工業(yè)信息接口規(guī)范.經(jīng)典OPC 基于微軟COM和DCOM 技術(shù),這導(dǎo)致經(jīng)典OPC 嚴(yán)重依賴Windows 平臺,應(yīng)用場景受到了限制.OPC UA的誕生消除了經(jīng)典OPC的平臺依賴性,提供了更加豐富的功能,還增強了數(shù)據(jù)對象的建模能力.近年來,國內(nèi)外學(xué)者積極開展對OPC UA 技術(shù)研究和應(yīng)用.同濟(jì)大學(xué)夏文霞等提出了一種OPC UA與時間敏感型網(wǎng)絡(luò)(Time-Sensitive Networking,TSN)的融合技術(shù)[6],旨在解決OPC UA與5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò)的傳輸映射問題.浙江理工大學(xué)的黃李炳等開發(fā)了基于OPC UA的數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)適配器[7],將不同品牌數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一,方便上層SCADA、MES、ERP 管理系統(tǒng)與底層設(shè)備組網(wǎng).德國在“阿爾法文圖斯”海上風(fēng)電廠并網(wǎng)發(fā)電項目中采用OPC UA 技術(shù)在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控.von Arnim 等提出了一種能夠使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成OPC UA 地址空間的方法[8],使用該方法能夠在OPC UA 服務(wù)器運行時創(chuàng)建地址空間,方便使用OPC UA 規(guī)范與現(xiàn)有實例進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.

當(dāng)前,西門子等國外知名廠商都在其產(chǎn)品中支持了OPC UA 服務(wù),但是在工業(yè)現(xiàn)場仍有大量的舊設(shè)備并不支持OPC UA 功能,當(dāng)把OPC UA 作為主要的通信架構(gòu)時,這些設(shè)備需要一種從原始通信協(xié)議到OPC UA 協(xié)議的中間件來接入通信網(wǎng)絡(luò).本文提出了一種圖形化信息建模的OPC UA 網(wǎng)關(guān),連接不同協(xié)議的設(shè)備并將這些設(shè)備的數(shù)據(jù)映射到OPC UA 地址空間,便于邊緣服務(wù)器、MES和ERP 等管理軟件以O(shè)PC UA 協(xié)議實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速訪問,以及實現(xiàn)面向不同協(xié)議的設(shè)備層設(shè)備互聯(lián)、異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一和不同層級語義互操作性.同時,提供了針對設(shè)備與數(shù)據(jù)的圖形化信息建模平臺,用戶通過Web 頁面對設(shè)備建立信息模型并定義數(shù)據(jù)映射規(guī)則,通過網(wǎng)關(guān)將信息模型應(yīng)用到地址空間,簡化建模過程.

2 數(shù)字化車間的OPC UA 網(wǎng)關(guān)設(shè)計

OPC UA為工業(yè)生產(chǎn)制造場景提供了一種新的互聯(lián)互通架構(gòu)以及信息交互模型.數(shù)字化車間中OPC UA 網(wǎng)關(guān)對接入設(shè)備層的各類設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并將所采集數(shù)據(jù)映射到OPC UA 服務(wù)器的地址空間節(jié)點.對于邊緣服務(wù)器和制造執(zhí)行系統(tǒng)等其他車間管理系統(tǒng),OPC UA 網(wǎng)關(guān)將多種多樣的復(fù)雜現(xiàn)場協(xié)議屏蔽,提供統(tǒng)一的由OPC UA 定義的通信協(xié)議.

2.1 數(shù)字化車間通信架構(gòu)

基于OPC UA 網(wǎng)關(guān)的數(shù)字化車間通信架構(gòu)如圖1所示.其中,設(shè)備層負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造過程,設(shè)備和傳感器產(chǎn)生重要的現(xiàn)場級實時數(shù)據(jù)是上層系統(tǒng)把控生產(chǎn)制造過程以及進(jìn)行決策的重要依據(jù)[9].互聯(lián)層使用OPC UA 網(wǎng)關(guān)作為中間件連接設(shè)備層設(shè)備,互不兼容的協(xié)議被統(tǒng)一成OPC UA 協(xié)議,有利于現(xiàn)場級數(shù)據(jù)的匯聚.同時,設(shè)備層設(shè)備在OPC UA 地址空間中形成信息模型,實現(xiàn)不同設(shè)備不同層級的語義互操作性.

2.2 OPC UA 網(wǎng)關(guān)設(shè)計

網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖1中互聯(lián)層所示,由3 個模塊組成:OPC UA 服務(wù)器、設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊和Web 控制臺.設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊集成的多種現(xiàn)場協(xié)議驅(qū)動對不同設(shè)備的數(shù)據(jù)節(jié)點進(jìn)行采集,數(shù)據(jù)采集任務(wù)被該模塊組織成一個任務(wù)隊列統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度管理,并以用戶設(shè)置好的頻率調(diào)用現(xiàn)場協(xié)議驅(qū)動程序采集設(shè)備數(shù)據(jù).用戶通過Web 控制臺方便地配置設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊的采集任務(wù).各模塊具體描述如下:

圖1 基于OPC UA 網(wǎng)關(guān)的數(shù)字化車間通信架構(gòu)

(1)OPC UA 服務(wù)器在地址空間中建立用戶所需的信息模型,將接收的設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)映射到地址空間對應(yīng)節(jié)點上,響應(yīng)邊緣層的數(shù)據(jù)請求命令,在合適的時機對地址空間中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新以保證客戶端讀取到最新數(shù)據(jù).

(2)設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)采集任務(wù)組織為任務(wù)隊列并進(jìn)行輪詢,當(dāng)任務(wù)節(jié)點符合采集要求時將調(diào)用現(xiàn)場協(xié)議接口對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并發(fā)送給OPC UA 服務(wù)器.設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊集成了Modbus-RTU、PROBFIBUS 協(xié)議和CJ188 協(xié)議等現(xiàn)場協(xié)議,支持不同廠商不同協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.

(3)Web 控制臺為用戶提供了一個圖形化的工具,便于用戶構(gòu)建OPC UA 地址空間中的信息模型、制定數(shù)據(jù)采集任務(wù)以及對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行控制.在Web 控制臺,用戶構(gòu)建的信息模型及制定的數(shù)據(jù)采集任務(wù)被轉(zhuǎn)換成JSON 格式的網(wǎng)關(guān)配置文件,此后網(wǎng)關(guān)按照該配置文件進(jìn)行工作.

網(wǎng)關(guān)工作流程如圖2所示.設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊中任務(wù)節(jié)點符合數(shù)據(jù)采集條件時,使用數(shù)據(jù)請求命令獲取現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)映射到OPC UA 服務(wù)器中地址空間節(jié)點上.當(dāng)邊緣服務(wù)器向OPC UA 服務(wù)器請求數(shù)據(jù)時,OPC UA 服務(wù)器為其提供數(shù)據(jù).

圖2 網(wǎng)關(guān)工作流程

3 網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵模塊設(shè)計與實現(xiàn)

OPC UA 網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵模塊包括設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊、OPC UA 服務(wù)器以及Web 控制臺提供的圖形化建模工具.

3.1 設(shè)備層數(shù)據(jù)采集

網(wǎng)關(guān)所連接的設(shè)備使用的接口類型與通信協(xié)議可能不同.另外,部分工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸具有確定性要求,例如在確定的限制時間之內(nèi)完成可靠的數(shù)據(jù)通信[10].因此,本文為使數(shù)據(jù)能夠及時準(zhǔn)確地提供給用戶或上層調(diào)用,設(shè)計了用于數(shù)據(jù)采集的任務(wù)輪詢機制.該部分程序使用獨立的線程執(zhí)行,核心是一個任務(wù)隊列.網(wǎng)關(guān)在啟動后自動解析配置文件,并根據(jù)配置文件的信息生成任務(wù)隊列,在任務(wù)隊列的每個節(jié)點中存放了被采數(shù)據(jù)的采集頻率和數(shù)據(jù)來源地址等信息.任務(wù)輪詢機制將定時查詢?nèi)蝿?wù)隊列中的任務(wù)節(jié)點,若存在等待被執(zhí)行的任務(wù)就會調(diào)用相關(guān)的數(shù)據(jù)采集函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集.設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖3 設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)

設(shè)備層包含儀表儀器、傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備,不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備一般使用不同的現(xiàn)場總線協(xié)議,目前常用的現(xiàn)場總線有幾十種.設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊提供一種具有靈活性、可擴(kuò)展性以及通用性的數(shù)據(jù)采集接口,以適配不同的現(xiàn)場總線協(xié)議.

3.1.1 數(shù)據(jù)采集接口

任務(wù)隊列節(jié)點記錄了數(shù)據(jù)采集任務(wù)的詳細(xì)信息,主要包括數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)以及與協(xié)議相關(guān)的配置信息.任務(wù)節(jié)點成員信息如表1所示.

表1 任務(wù)節(jié)點成員

其中成員ProtocolInterface是數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)指針,當(dāng)網(wǎng)關(guān)解析配置文件并生成任務(wù)節(jié)點時會根據(jù)總線協(xié)議類型為此指針賦予對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)地址.成員protocolInfo是指向協(xié)議配置信息結(jié)構(gòu)體的指針,數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)根據(jù)此結(jié)構(gòu)體提供的信息對總線配置.data 用于儲存采集到的數(shù)據(jù).

函數(shù)指針ProtocolInterface是數(shù)據(jù)采集接口具備通用性和可擴(kuò)展性的關(guān)鍵,其函數(shù)簽名為void Protocol-Interface(void *protocolInfo,void **data).統(tǒng)一的接口設(shè)計規(guī)范方便匹配不同的現(xiàn)場協(xié)議接口函數(shù),不同接口函數(shù)在實際調(diào)用時才將配置信息結(jié)構(gòu)體進(jìn)行類型強制轉(zhuǎn)換.使得符合這一設(shè)計規(guī)范的數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)都允許通過該指針被統(tǒng)一調(diào)用,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集接口的通用性和可擴(kuò)展性.

3.1.2 Modbus 協(xié)議接入數(shù)據(jù)采集接口

下面以Modbus-RTU 協(xié)議為例說明底層協(xié)議接入數(shù)據(jù)采集接口的過程.Modbus是一種采用主從架構(gòu)的串行通信協(xié)議,已成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)之一,目前大多數(shù)計量儀表都具有RS485 通訊接口,支持Modbus 通訊協(xié)議[11].

配置信息結(jié)構(gòu)體ModbusInfoStruct 定義了完成一次Modbus 數(shù)據(jù)采集所需要的全部信息,結(jié)構(gòu)體成員信息如表2所示.

表2 配置信息結(jié)構(gòu)體成員

設(shè)備通過Modbus 協(xié)議接入網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的主要過程如下:

(1)網(wǎng)關(guān)在生成Modbus 協(xié)議數(shù)據(jù)采集的任務(wù)節(jié)點時會為成員指針變量protocolInfo 申請內(nèi)存,強制轉(zhuǎn)換為ModbusInfoStruct 類型的指針后為各成員賦值;

(2)Modbus 數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)為void Modbus_PollFunc(void *protocolInfo,void **data),與ProtocolInterface 具有相同函數(shù)簽名,方便接入設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊;

(3)Modbus 數(shù)據(jù)采集接口函數(shù)將配置信息指針protocolInfo 轉(zhuǎn)換為struct ModbusInfoStruct *類型;

(4)然后根據(jù)配置信息中的從機ID和寄存器地址進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采集到的數(shù)據(jù)通過指針data 返回給設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊.

3.2 OPC UA 服務(wù)器

OPC UA 服務(wù)器為OPC UA 客戶端提供數(shù)據(jù),典型的OPC UA 應(yīng)用的形式如圖4所示.

圖4 OPC UA 軟件層次

一個完整的OPC UA 應(yīng)用程序由3 個部分組成:OPC UA 棧、OPC UA SDK和UA 服務(wù)器或者UA 客戶端[12].本文基于open62541 實現(xiàn)OPC UA 服務(wù)器,open62541是一個開源的OPC UA 協(xié)議棧,與其他OPC UA 協(xié)議棧相比,open62541 在CPU 利用率、實時性和功耗等方面更有優(yōu)勢[13,14].

OPC UA 服務(wù)器使用單獨的線程運行.網(wǎng)關(guān)啟動后首先通過配置文件解析器將配置文件解析生成地址空間信息模型,然后開啟OPC UA 服務(wù),為接入服務(wù)器的OPC UA 客戶端提供數(shù)據(jù).

為了保證OPC UA 客戶端能夠讀取節(jié)點的最新數(shù)據(jù),通常需要服務(wù)器循環(huán)采集并更新數(shù)據(jù),這種方法需花費大量時間更新數(shù)據(jù),即使客戶端對數(shù)據(jù)的訪問頻率不高,也會浪費大量系統(tǒng)資源.而open62541為地址空間中的節(jié)點設(shè)定了回調(diào)函數(shù),在客戶端讀取數(shù)據(jù)之前,服務(wù)器先調(diào)用回調(diào)函數(shù),在回調(diào)函數(shù)中對服務(wù)器端的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,使得服務(wù)器端在不重復(fù)刷新數(shù)據(jù)的前提下讓客戶端讀取到最新數(shù)據(jù),提升系統(tǒng)效率.

3.3 圖形化在線建模

現(xiàn)有的OPC UA 信息建模工具SiOME和UaModeler,在圖形界面下也提供了快速建模的功能[15],但建立的模型無法直接應(yīng)用在OPC UA 服務(wù)器上,需要先生成程序源代碼或XML 文件,編譯后才能使用新建的信息模型,步驟繁瑣且容易出錯.

為方便用戶快速便捷地建立OPC UA 信息模型并應(yīng)用到網(wǎng)關(guān)中,設(shè)計了一種圖形化在線建模工具,支持在線建模且不需要對源代碼進(jìn)行修改和重新編譯.

3.3.1 圖形化在線建模工具的設(shè)計

圖形化在線建模工具是基于Web的應(yīng)用程序,為用戶提供了快速信息建模功能,其結(jié)構(gòu)如圖5所示.

圖5 圖形化在線建模工具結(jié)構(gòu)圖

通過圖形化在線建模工具,用戶可以方便地創(chuàng)建新模型,并根據(jù)實際需求編輯模型.模型內(nèi)部節(jié)點以樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織,節(jié)點中包含對應(yīng)OPC UA 節(jié)點的屬性,此外,在Variable 類型節(jié)點中還包含了采集設(shè)備層數(shù)據(jù)的必要信息.新建的信息模型會被傳回Web 服務(wù)器保存在本地磁盤成為配置文件,并為其在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一份記錄(包括模型名稱、存儲路徑、日期以及當(dāng)前應(yīng)用狀態(tài)).用戶使用該工具能夠?qū)λ心Ｐ瓦M(jìn)行管理.

當(dāng)用戶將模型應(yīng)用到網(wǎng)關(guān)后,網(wǎng)關(guān)在重新啟動后會自動讀取當(dāng)前處于應(yīng)用狀態(tài)的配置文件,并在OPC UA 地址空間中建立此信息模型,在設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊中生成任務(wù)隊列.用戶使用圖形化建模工具進(jìn)行信息建模的流程如圖6所示.

圖6 圖形化建模工具使用流程圖

3.3.2 配置文件與配置文件解析器

配置文件基于JSON 格式,是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式[16].配置文件內(nèi)包含了從數(shù)據(jù)采集到地址空間構(gòu)建的全部信息,主要包括:

(1)OPC UA 服務(wù)器地址空間信息模型;

(2)用于設(shè)備層數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場協(xié)議配置信息,例如協(xié)議類型、地址和寄存器地址等;

(3)設(shè)備層數(shù)據(jù)與地址空間中節(jié)點的對應(yīng)關(guān)系;

(4)數(shù)據(jù)的采集頻率等其他信息.

配置文件解析器共有兩個,其中一個位于OPC UA服務(wù)器內(nèi),該配置文件解析器解析配置文件后會為OPC UA 服務(wù)器構(gòu)造地址空間信息模型.另一個配置文件解析器位于設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊,解析配置文件中有關(guān)設(shè)備層數(shù)據(jù)采集的任務(wù),并構(gòu)造形成任務(wù)隊列.配置文件解析器使用了CJSON 庫作為解析引擎,使用深度優(yōu)先搜索方法對樹形結(jié)構(gòu)的配置文件進(jìn)行解析.

4 OPC UA 網(wǎng)關(guān)應(yīng)用

4.1 單相電表的信息建模

本文以單相電表DDS5188為例對OPC UA 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信息建模,并連接實物進(jìn)行測試.該電表支持以RS435為接口的Modbus-RTU 協(xié)議,常用于大型場館的用電控制系統(tǒng).電表的6 種數(shù)據(jù)根據(jù)屬性分為兩類,電壓、電流和功率屬于電表的實時電力數(shù)據(jù);波特率、電壓量程和電流量程屬于電表參數(shù).由此,電表的信息模型用如圖7所示的地址空間視圖表示.電表DDS5188的設(shè)備地址設(shè)置為0x01,其部分寄存器信息如表3所示.

表3 單相電表部分寄存器信息

圖7 單相電表信息模型視圖

在圖形化在線建模工具中進(jìn)行單相電表信息建模,建模界面如圖8所示.重啟網(wǎng)關(guān)后網(wǎng)關(guān)開始對單相電表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集.

圖8 單相電表建模過程

4.2 網(wǎng)關(guān)運行

使用Raspberry Pi 4B的串口設(shè)備“/dev/serial0”作為Modbus 通信的物理端口,該接口為TTL 電平,通過一個MAX485 芯片轉(zhuǎn)換為RS485 電平,并連接到單相電表DDS5188.將串口配置為8 個數(shù)據(jù)位、不校驗、一個停止位的模式,之后打開串口與單相電表建立連接.

使用UaExpert 作為OPC UA 客戶端連接網(wǎng)關(guān)OPC UA 服務(wù)器,查看在OPC UA 服務(wù)器地址空間中創(chuàng)建的單相電表的模型,監(jiān)控采集到的各項數(shù)據(jù)如圖9所示.

圖9 OPC UA 客戶端訪問網(wǎng)關(guān)結(jié)果

4.3 實驗分析

從建模的過程可以看出,通過瀏覽器可以直接訪問OPC UA 網(wǎng)關(guān)圖形化在線建模工具.用戶只需要使用該工具進(jìn)行信息建模并將模型保存,重啟網(wǎng)關(guān)后信息模型將應(yīng)用在OPC UA 地址空間中.相比目前行業(yè)通用的UaModeler 等OPC UA 信息建模工具,OPC UA 網(wǎng)關(guān)提供的圖形化在線建模工具降低了建模的復(fù)雜性,用戶無需對模型進(jìn)行導(dǎo)出以及對代碼進(jìn)行重新編譯就可以使用,降低了用戶的學(xué)習(xí)和使用成本.

從實驗結(jié)果可以看出,OPC UA 網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了對Modbus 等現(xiàn)場協(xié)議的屏蔽,向上層應(yīng)用提供了同一的服務(wù)接口.將來自單相電表的數(shù)據(jù)構(gòu)建為結(jié)構(gòu)化的模型,提供了更為豐富有效的語義信息.實驗中使用軟件UaExpert 作為OPC UA 客戶端能夠?qū)崟r從OPC UA服務(wù)器獲取單相電表運行數(shù)據(jù),表明OPC UA 網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效可靠傳輸.

5 結(jié)束語

為了使當(dāng)前制造車間中不支持OPC UA 功能的制造設(shè)備融入數(shù)字化車間互聯(lián)架構(gòu),本文設(shè)計了一種圖形化在線建模的OPC UA 網(wǎng)關(guān),克服了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換壁壘,為實現(xiàn)車間數(shù)字化提供了解決方案.OPC UA 網(wǎng)關(guān)為用戶提供了便利的圖形化建模工具,減小了應(yīng)用成本.另外,網(wǎng)關(guān)支持網(wǎng)頁端控制臺對網(wǎng)關(guān)的控制與狀態(tài)監(jiān)控,更便于用戶使用.最后,以單相電表DDS5188為例對OPC UA 網(wǎng)關(guān)的建模和使用進(jìn)行了測試,驗證了網(wǎng)關(guān)的可行性.