网络与通信技术OPCUA服务器设备集成关键技术研究与开发

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基于OPC UA的自动化系统集成技术研究

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OPC+UA服务器数据管理与订阅功能模块研究与开发

５５６
２．５．２．４设置触发…………………………………………………………………ｌ７２．５．２．５删除监控项………………………………………………………………ｌ７２．６订阅服务集………………………………………………………………………。１８２．６．１订阅模型………………………………………………………………………１８２．６．２订阅服务………………………………………………………………………２０
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１．１．１ＯＰＣＵＡ产牛的背景…………………………………………………………．１１．１．２ＯＰＣＵＡ概念及其特点………………………………………………………２
华北电，Ｊ人学硕十学位论文

《基于OPCUA的智能产线通信组件的设计与实现》

《基于OPC UA的智能产线通信组件的设计与实现》一、引言随着工业 4.0时代的到来，智能产线在制造业中扮演着越来越重要的角色。

为了实现产线的高效、稳定和灵活的通信，基于OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）的智能产线通信组件的设计与实现显得尤为重要。

本文将详细阐述基于OPC UA的智能产线通信组件的设计思路与实现方法。

二、设计背景与目标在设计智能产线通信组件时，首要目标是实现不同设备之间的互操作性、高效通信和数据的实时传输。

基于OPC UA的通信协议以其开放的架构、良好的互操作性和跨平台特性，成为了工业通信领域的理想选择。

本文的目标是设计并实现一个基于OPC UA的智能产线通信组件，以满足产线高效、稳定和灵活的通信需求。

三、设计与实现1. 架构设计基于OPC UA的智能产线通信组件的架构主要包括三个部分：数据采集层、数据处理层和数据传输层。

数据采集层负责从各个设备中获取数据；数据处理层对数据进行处理和存储；数据传输层则通过OPC UA协议将数据传输到其他设备或系统。

2. 数据采集层设计数据采集层通过传感器、控制器等设备获取产线上的实时数据。

为了确保数据的准确性和实时性，我们采用了高精度的数据采集技术，并设计了灵活的数据接口，以适应不同设备的接入。

3. 数据处理层设计数据处理层负责对采集到的数据进行处理和存储。

我们采用了高性能的数据处理算法，实现了对数据的实时分析和处理。

同时，我们设计了一个可靠的数据存储系统，将数据存储在本地或云端数据库中，以便后续的查询和分析。

4. 数据传输层设计数据传输层通过OPC UA协议将数据传输到其他设备或系统。

我们采用了OPC UA的发布/订阅模型，实现了数据的实时传输和共享。

此外，我们还设计了丰富的API接口，以便其他系统或设备能够方便地接入和使用我们的通信组件。

四、实现方法1. 技术选型在实现过程中，我们选择了适合工业环境的硬件和软件技术。

OPC UA技术总结

OPC UA(OPC Unified Architecture，OPC统一体系架构)1. OPC UA 简介OPC UA(Unified Architecture)标准是OPC基金会2006年推出的一个新的工业软件应用接口规范，是企业软件架构的一个全新方向。

OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性，以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。

2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足：1) 缺少跨平台通用性。

由于COM／DCOM对Microsoft平台的依赖性，使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。

2) 较难与Intemet应用程序集成。

由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据，因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。

DCOM 不适用于Internet 环境，它不支持通过Internet访问对象；3) COM 产生的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在Internet 上发送COM 报文非常困难。

4) 较难与企业应用程序连接。

企业应用程序需要实时的工业现场数据，这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。

但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口，因而不能进行连接。

促使OPC UA 出现的主要因素：1)工业应用软件正转向；2)客户端软件需要一个集成的API 集成现有OPC规范及各自独立的API；3)客户端软件需要对数据语义进行识别；4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。

针对上述因素和现有OPC 的不足，新规范OPC UA 主要通过以下方法来解决：1) OPC UA 的消息采用WSDL 定义，实现了规范的平台无关性；2) OPC UA 定义了一套集成的服务，解决了现有OPC 规范在应用时服务重叠的问题；3) OPC UA 采用了集成的地址空间，增加对象语义识别功能，并实现了对信息模型的支持；4) 另外，OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制，提高了安全性、可靠性等方面的性能。

通用OPC服务器研究与设计

通用OPC服务器研究与设计OPC（OLE for Process Control）服务器是一种用于实时过程控制的数据通信标准，由OLE（Object Linking and Embedding）技术发展而来。

随着工业自动化和信息化水平的不断提高，OPC服务器在各个领域得到了广泛应用。

然而，现有的OPC服务器通常针对特定领域或特定厂商的硬件设备进行开发，缺乏通用性和灵活性。

因此，本文旨在研究与设计一种通用的OPC服务器，以提高不同领域和不同设备之间的互操作性和兼容性。

通用OPC服务器应具备以下功能和性能需求：支持多种通信协议和数据格式，如Modbus、Profinet、OPC UA等；支持多元算术运算和逻辑运算，以及多种数学函数；支持实时数据采集和存储，以及历史数据查询；支持多种安全机制，如数据加密、访问控制等；高可靠性和稳定性，能够适应不同的工业环境。

目前，市面上已经存在一些通用OPC服务器产品，如西门子的OpenPCS、艾伦-布拉德利（Alen-Bradley）的PACSystems等。

这些产品具有一些共同特点，如支持多种通信协议、多元算术运算和逻辑运算等。

然而，它们也存在一些不足之处，如对新兴协议的支持不够完善、安全性设计存在漏洞等。

基于需求分析，通用OPC服务器的设计应遵循以下思路：整体架构设计：采用分层架构设计，将数据采集、数据处理、数据存储等功能独立成不同的层次，有利于模块化开发和维护。

功能模块设计：针对不同协议和数据格式，设计通用的数据采集模块和处理模块，提高代码复用率。

同时，设计统一的接口规范，方便不同模块之间的通信和交互。

安全性设计：在数据采集和传输过程中，采取多种安全措施，如数据加密、访问控制等。

对重要数据进行备份和恢复机制，确保数据的可靠性和完整性。

通用OPC服务器的实现过程包括以下几个步骤：选定开发语言和开发环境，如C++、Java等，以及对应的开发工具和平台；设计并实现通用OPC服务器的各个功能模块，包括数据采集、数据处理、数据存储等；按照需求分析中的功能和性能需求，进行模块测试和整体测试；对测试中遇到的问题进行调试和优化，确保通用OPC服务器的稳定性和可靠性。

opcua协议格式

opcua协议格式摘要：一、OPC UA协议简介1.OPC UA的定义2.OPC UA的发展历程二、OPC UA协议的特点1.统一且可扩展的架构2.支持多种传输协议3.强大的安全机制4.易于实现和维护三、OPC UA协议的应用场景1.工业自动化领域2.智能交通系统3.智能建筑4.其他物联网应用场景四、OPC UA在我国的发展1.我国对OPC UA的重视2.我国OPC UA标准的制定3.我国企业对OPC UA的应用和推广正文：OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture，开放平台通信统一架构）协议是一种用于实现设备或应用程序之间的连接系统，旨在为各种自动化组件提供一种标准化的、可互操作的通信方式。

OPC UA的发展历程可以追溯到2006年，当时由德国的自动化制造商B&R公司发起，联合其他厂商共同制定了这一协议。

如今，OPC UA已经成为全球工业自动化领域的事实标准。

OPC UA协议具有以下特点：1.统一且可扩展的架构：OPC UA采用分层架构，包括客户端、服务器、代理和网关等角色，各角色间职责明确，易于扩展和集成。

2.支持多种传输协议：OPC UA支持TCP/IP、UDP、HTTP等传输协议，使得它能够适应不同的网络环境。

3.强大的安全机制：OPC UA提供了对数据传输的加密、认证、访问控制等多种安全机制，确保了通信的安全可靠。

4.易于实现和维护：OPC UA采用XML和JavaScript等开放标准，有利于开发人员快速实现和维护客户端和服务器功能。

OPC UA协议广泛应用于工业自动化领域，如工厂生产线、机器人控制、智能仪表等。

此外，由于其具有良好的可扩展性和安全性，OPC UA也被越来越多的应用于智能交通系统、智能建筑、智能电网等物联网场景。

我国政府高度重视OPC UA技术，积极参与国际标准的制定，推动我国自动化产业的发展。

OPC-UA技术总结学习资料

OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性，以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。

2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足：1) 缺少跨平台通用性。

由于COM／DCOM对Microsoft平台的依赖性，使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。

2) 较难与Intemet应用程序集成。

由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据，因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。

DCOM 不适用于Internet 环境，它不支持通过Internet访问对象；3) COM 产生的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在Internet 上发送COM 报文非常困难。

4) 较难与企业应用程序连接。

企业应用程序需要实时的工业现场数据，这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。

但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口，因而不能进行连接。

OPCUA技术及应用 (1)

在生产管理软件的不断发展过程中，标准的采用也在不断更新，为适应应用需求的发展， OPC 基金会适时推出了 OPC UA 规范，为企业软件架构的建立指明了新的方向。 OPC UA 具备以下新的特点：
1）基于 TCP ／ IP 通信，同时利用了 Web Service 技术、XML 技术以及．NET 架构，解决了跨越微软系统平台，实现了多平台的互操作性。
opcua简介opcua是一个一个企业制造模型的统一对象和架构定义具有跨平台增强命名空间支持复杂数据内置大量通用服务等新特放openness生产力productivity的平台该平台将从dcomwebservice增强的命名空间
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OPC UA 技术及应用
OPC UA 技术及应用*
OPC UA Technology and Application
Abstract OPC UA technology is a new standard of software interface in industry control system,people can integrate devices of factory understratum and enterprise system．This paper introduces the OPC UA technology and discusses its application in the smart instrument development and in the control system．At last this paper views its development trend． Keywords:OPC UA,platform independence,security,interoperability

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（１．ＣＮＮＣＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＯｐｅｒａｔｉｏｎＭａｎａｇｍａｍｅｎｔＣｏ．。Ｉｔｄ，Ｈａｉｙａｎ，３１４３００。Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＮｕｃｌｅａｒＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１７６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＯＰＣＵＡｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＥＤＤＬｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＩＥＣ６１８０４，ａＥＤＤＬｄｅｖｉｃｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｓａｕｎｉｆｉｅｄｄｅｖｉｃｅｓｔａｔｕｓａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｄａｔａｆｏｒＯＰＣｃｌｉｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＰＣＳｅｖｅｒＯＰＣＵＡＦｉｅｌｄｂｕｓＥＤＤＬＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＯＰＣ（ＯｂＪｅｃｔＬｉｎｋｉｎｇａｎｄＥｍｂｅｄｄｉｎｇｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏ１）技
块与节点管理模块的开发来实现协议透明状结构来展现给客户端。图２显示了地址空
的设备信息集成。间中节点的位置分布与相互关系。
术在工业控制领域已得到广泛的应用，其规范定义了现场数据交互的标准接口，实现了不同的厂商的产品无缝集成。但随着工业信息集成化的发展，传统ＯＰＣ简单的
摘要：Ｖ￣ＯＰＣＵＡ规范为基础，参考了ＩＥＣ６１８０４￣的ＥＤＤＬ标准，开发出０ＰｃＵＡ服务器的设备集成信息模型ＥＤＤＬ语法解释模块以及节点管理模块。基于此方案的服务器架构可自主或入和配置现场总线设备信息，以及协议无关的设备集成，为ＯＰＣ客户端提供统一的设备状态和工业
！Ｑ：
ＳｃｉｅｎｃｅｅｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａｌｄ
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网络与通信技术
ＯＰＣＵＡ服务器设备集成关键技术研究与开发
（１．中核核电运行管理有限公司一厂海盐陈春丽’ 叶顺流３１４３００；２．北京中核东方控制系统工程有限公司北京１００１７６）
ｍｏｄｅｌ，ａＥＤＤＬｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒａｎｄｎｏｄｅｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｕｎｉｔｏｆＯＰＣＵＡｓｅｒｖｅｒａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅｒｖｅｒａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｉｅｌｄｂｕｓｄｅｖｉｃｅｓｃａｎｂｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｕｙｌｏａｄｅｄａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ，ａｎｄｄｅｖｉｃｅｓｃａｎｂｅｐｒｏｔｏｃｏｌ－ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ
过程数据。
关键词：ＯＰＣＡ￣Ｌ务器
ＯＰＣ￣，－架构
现场总线
ＥＤＤＬ技术
中图分类号：ＴＰ３１１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１３）０３（ａ）－００４８－０４
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅＯＰＣＵＡＳｅｒｖｅｒ’ ＳＤｅｖｉｃｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ
ＣＨＥＮＣｈｕｎｌｉ ’ ＹＥＳｈｕｎｌｉｕ
数据组织方式和其他一些不足阻碍了目前海ＯＰＣ基金会
ＯＰＣＵＡ提供了统一的数据访问与存储
１ＯＰＣＵＡ地址空间模型
功能。现场设备的实时数据、报警与条件等