基于OPC UA的自动化系统集成技术研究

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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．ＣＮＮＣＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＯｐｅｒａｔｉｏｎＭａｎａｇｍａｍｅｎｔＣｏ．。Ｉｔｄ，Ｈａｉｙａｎ，３１４３００。Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＮｕｃｌｅａｒＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１７６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＯＰＣＵＡｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＥＤＤＬｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＩＥＣ６１８０４，ａＥＤＤＬｄｅｖｉｃｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｓａｕｎｉｆｉｅｄｄｅｖｉｃｅｓｔａｔｕｓａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｄａｔａｆｏｒＯＰＣｃｌｉｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＰＣＳｅｖｅｒＯＰＣＵＡＦｉｅｌｄｂｕｓＥＤＤＬＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＯＰＣ（ＯｂＪｅｃｔＬｉｎｋｉｎｇａｎｄＥｍｂｅｄｄｉｎｇｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏ１）技

基于OPC UA的集成MES系统研究

于规范本身的问题，其在可互操作性、安全性、可靠性等方面仍不能满足用户的
需求。为此．Ｐ基金会将致力推出新ＯＣ
一
了更高一级的数据模型，而不仅仅是提＿。
和产品输送、动力能耗等数据进行汇总
和处理，使下层生产过程的实时信息和
代ＯＣ范～一ＰＡＯＣＵｉｅＰ规ＯＣＵ（Ｐｎｉｆｄ
（）３技术迁移
碍、实时、高效采集，实现现场数据采集则需要工厂的控制系统及控制系统与管理网之间有统一的接口。为了实现上述
个工业软件应用接口规范，促使ＯＣＰ
ＵＡ出现的主要因素有：
（）１统一的数据获取方式现有的ＯＣＰ规范对于不同的应用是
独立的，例如，一个温度传送器的ＯＣＰ服务器，假定它提供当前的温度值和一
产管理层的生产运行产品质量、原料
复杂并且由于防火墙的存在在Ｉｅｅ上发送ｎｒｔｔｎｃＭ报文非常困难。Ｏ虽然本乍银文『者张女士我们可以用ＯＣＸＬＤｔｃｅｓＰＭ —ａａｃｓ规Ａ范并结合ＳＡ、ＷＳＬＤＩＷｅＯＰＤ、ＵＤ等ｂ
把数据、警报、事件集成到单
～
警报，而ＯＣＵＰＡ服务器则警麓
。？
潮流。ＭＳＥ采集生产运行数据、集成原料和产品的存储数据、集成设备状态信息，并将这些信息进行合并、汇总、规范、比较、分析等综合处理一方面为生产计划与排产提供依据，另一方面也为ＥＰＲ提供及时、可靠、准确的生产经营决策参考信息。数据集成是实施ＭＳＥ的基础将生

《基于OPCUA的数控系统通讯平台设计与实现》

《基于OPC UA的数控系统通讯平台设计与实现》一、引言随着工业自动化技术的不断发展，数控系统作为现代制造业的核心设备，其通讯平台的性能与稳定性至关重要。

为满足现代工业对于数据交换和系统集成的需求，基于OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture，开放式平台通信统一架构）的数控系统通讯平台设计应运而生。

本文将详细介绍基于OPC UA的数控系统通讯平台的设计与实现过程。

二、背景与意义随着制造业的快速发展，数控系统的数据交换和系统集成面临着越来越高的要求。

传统的数据通讯方式由于标准不统一、接口繁多，使得各数控系统之间难以实现互操作和数据共享。

而OPC UA作为一种通用的、标准化的通信协议，能够实现不同制造商之间的设备数据共享和交互。

因此，基于OPC UA的数控系统通讯平台设计与实现具有重要意义。

三、平台设计1. 总体架构设计基于OPC UA的数控系统通讯平台采用分层架构设计，包括应用层、通信层、接口层和设备层。

应用层负责数据的处理和业务逻辑的实现；通信层负责与不同设备的通信和协议转换；接口层提供多种设备接口，如OPC UA、TCP/IP等；设备层则负责与实际数控设备的连接和数据采集。

2. 通信协议设计为保证数据的可靠传输和高效交互，平台采用OPC UA作为通信协议。

该协议具有良好的开放性和可扩展性，支持多平台、多语言环境下的数据传输。

此外，该协议还具有良好的安全性，支持数据加密和身份验证，有效保障了数据的安全性。

四、平台实现1. 硬件环境搭建为实现基于OPC UA的数控系统通讯平台的硬件环境搭建，需要配置相应的服务器、网络设备和数控设备等硬件设施。

服务器负责平台的运行和管理，网络设备负责数据的传输和交换，数控设备则负责数据的采集和控制。

2. 软件系统开发软件系统开发是实现该平台的关键环节。

主要包括以下部分：（1）通信服务开发：开发基于OPC UA的通信服务模块，实现不同设备之间的数据传输和交互。

基于OPC技术的建筑智能化系统集成研究

基于OPC技术的建筑智能化系统集成研究摘要：随着建筑逐渐朝向智能化的方向发展迈进，在目前的智能建筑当中，建筑智能化系统集成已经成为广泛热议的焦点，包括建筑物自动化系统在内的通信自动化和办公自动化系统构成了集成化的智能建筑系统。

文章立足于OPC技术，通过分析OPC技术的内容以及采集端、访问端等作为根本出发点，着重分析研究基于OPC技术的建筑智能化系统集成。

关键词：OPC技术；智能化系统；建筑工程引言建筑智能化系统集成，是将分散在建筑物内的各种设备以及信息点，在计算机网络的帮助下构成一个能够相互联通、可进行统一协调的系统，进而有效实现方便管理、提高管理效率，同时达到节省人力成本的目的，并为住户营造一个和谐良好的生活居住环境。

而随着时间的流逝，建筑智能化系统集成也从原来集散的控制系统发展成为现如今的现场总线控制系统。

文章将通过引入OPC技术，着重分析基于OPC技术下的建筑智能化系统集成。

1.OPC技术概述OPC是英文ObjectLinKingandEmbedeeingforProcessControl的缩写，也是在过程控制当中OLE即连接与嵌入部件对象的实际应用。

作为建立在OLE基础之上的一种通信标准，在OPC当中具有一套标准完整的接口、属性以及方法标准级，经常被用在自动化系统当中。

应用软件同过程控制设备间的数据读取、写入、传输等均可以通过OPC技术得以解决，在沿用传统的CliendServer模式基础之上，OPC将服务器定义为数据采集端，而Clicent则被定义为其他访问端。

在OPC的服务器当中主要由服务器、组以及数据项组成，其服务范围包括规范各种存储数据、报警、事件等。

2.OPC技术为建筑智能化系统集成开辟了新途径2.1采用统一通信协议，实现系统的集成建筑智能化系统属于多学科范畴，它涵盖了信息系统、自动控制和现代通信等领域。

在通信协议方面，由于长时间没有建立统一的、国际性的标准通信协议，这种局面严重阻碍了智能建筑技术的发展及向深层次推广应用。

《基于OPCUA的数控系统通讯平台设计与实现》

《基于OPC UA的数控系统通讯平台设计与实现》一、引言随着工业自动化技术的快速发展，数控系统作为工业制造的核心设备，其通讯平台的稳定性和效率成为了关键。

OPC UA （Open Platform Communications Unified Architecture）作为一种工业通讯协议，因其高度的灵活性和可扩展性，正被广泛应用于各类工业自动化系统中。

本文将针对基于OPC UA的数控系统通讯平台的设计与实现进行详细阐述。

二、背景与需求分析在传统的数控系统通讯中，由于设备种类繁多、通讯协议各异，导致了系统集成和维护的困难。

因此，需要一种统一、开放、可扩展的通讯协议来满足现代工业的需求。

OPC UA以其开放、跨平台、安全等特性，成为了数控系统通讯平台的首选。

三、设计与实现1. 平台架构设计基于OPC UA的数控系统通讯平台采用分层架构设计，包括应用层、通讯层和设备层。

应用层负责处理用户请求和业务逻辑；通讯层负责与设备进行数据交换，采用OPC UA协议；设备层则包括各种数控设备和传感器等。

2. 数据模型设计数据模型是通讯平台的核心，它定义了设备和应用程序之间的数据交互方式。

基于OPC UA的数据模型设计应遵循开放、标准化、可扩展的原则。

在数控系统中，应包括设备状态、控制命令、传感器数据等主要数据类型。

3. 通信实现通信实现主要涉及数据传输和协议转换。

在平台上，应采用高效的传输协议，如TCP/IP或UDP等。

同时，为了实现与不同设备的通信，需要进行协议转换，将设备的数据格式转换为OPC UA格式。

4. 安全与认证安全与认证是通讯平台的重要部分。

平台应采用加密技术、身份验证和访问控制等手段，确保数据传输的安全性和完整性。

此外，还应定期对平台进行安全审计和漏洞检测，确保系统的稳定性和可靠性。

四、实验与测试为了验证平台的性能和稳定性，我们进行了多轮次的实验和测试。

测试内容包括平台的传输速率、数据处理能力、系统稳定性等方面。

基于OPCUA技术的实时数据服务的研究与应用

基于OPCUA技术的实时数据服务的研究与应用
摘要
OPCUA（开放式的过程控制和数据互操作性）技术一直是控制和数据
互操作性领域的一种重要技术，可提供基于服务的实时数据服务和服务。

随着现代工业的发展，实时数据服务在工业应用中越来越受到重视，因此
研究OPCUA实时数据服务的基础设施越来越受到重视。

本文通过回顾OPCUA相关技术背景及服务的实现原理、介绍应用实例和现有开源方案，
重点分析实时数据服务器的特征，总结实时数据服务器的优势以及发挥实
时数据服务的作用，以期为研究这一领域的更深层次研究提供更全面的参考。

关键词：OPCUA；实时数据服务；应用
1.介绍
1.1背景
过去几十年来，控制和数据互操作性领域一直是工业自动化的研究热点。

OPC技术是控制领域发布的技术标准，也是工业系统数据交换的标准。

2024年，OPC基金会发布了新一代开放式的过程控制和数据互操作性标准OPCUA，它比原有的OPC技术更加先进，不仅支持工业控制系统，还可用
于物联网技术及相关的应用领域。

OPCUA技术提供了一种基于服务的实时
数据服务。

1.2OPC实时数据服务
OPCUA实时数据服务是一种基于服务的实时数据服务，它的主要功能
是实现实时数据的异构机器之间的访问。

OPC UA技术在自动化领域中的应用

OPC UA技术在自动化领域中的应用自动化技术在工业领域有着广泛的应用，它不仅能够提高生产效率，降低劳动强度，还能够提高产品质量和稳定性。

而OPC UA技术则在自动化领域中扮演着重要的角色，它不仅可以将不同设备之间的数据进行传输和交换，还可以将这些数据进行标准化和加密保护，有效地提高了生产系统的稳定性和可靠性。

OPC UA技术的概述OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）技术是一种开放式的面向服务的架构，它能够将不同厂商、不同操作系统和不同领域的设备进行连接和交互。

OPC UA技术的主要特点包括：1. 标准化接口：OPC UA技术采用了标准的接口和协议，使得不同设备之间可以进行连接和交互。

2. 可拓展性：OPC UA技术是一种可拓展的架构，可以方便地将新的功能和服务进行添加和修改。

3. 安全性：OPC UA技术采用了严格的安全机制，对数据进行了加密处理，保障了生产系统的数据安全性。

4. 可靠性：OPC UA技术可以实现数据冗余备份，保证了生产系统的稳定性和可靠性。

OPC UA技术在自动化领域中有着广泛的应用，以下是其中的几个方面：1. 数据传输与交互OPC UA技术可以将不同的生产设备之间的数据进行传输和交互，实现跨平台和跨系统的数据连接。

通过OPC UA技术进行数据传输和交互，不仅可以提高生产效率和减少生产成本，还可以有效地降低系统的错误率和数据重复输入的量。

2. 设备监管和控制OPC UA技术可以实现对生产设备的实时监管和控制。

在监管方面，OPC UA技术可以采集设备的实时数据，对生产设备的运行情况进行实时监测和评估，从而及时发现异常和故障，有效地提高生产效率和减少生产成本。

在控制方面，OPCUA技术可以在一定程度上自动调节设备的参数和控制设备的行为，使其更加稳定和可靠。

3. 远程设备管理OPC UA技术可以实现对远程设备的管理和控制。

基于OPC技术的自动化软件的研究分析

科技创新12产城基于OPC技术的自动化软件的研究分析柳长春王大方沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳110169摘要：随着信息技术水平的不断进步和自动化水平的不断发展，为了促进生产过程中自动化控制和信息应用之间的互操性，进而满足人们对现代企业生产中信息技术的要求，本文将通过分析研究OPC 技术，并结合为了自动化软件发展的方向，从而实现OPC信息的集成，进而提高企业的生产效率。

关键词：OPC技术原理；概念；体系；结构；设备数据1 OPC系统的技术原理OPC其能够为Windows的应用程序和现场过程控制应用之间建立起一座非常重要的桥梁。

OPC技术是我国企业控制中非常关键的技术，其对企业生产的有效开展提供了重要的技术支持。

之所以该技术在企业生产控制中应用广泛，是因为控制网上的PLC与DCS往往都是来自于不同的商家的，这些商家们之间的通讯是极为复杂的。

也正因为如此，想要在控制网中高效、可靠地获取那些重要的、需要的实时数据，就需要采用OPC通讯技术。

通过利用OPC技术，可以在过程控制方面有效使用对象连接以及嵌入技术，进而为控制系统提供了标准的数据访问。

通过利用OPC技术，可以有效实现控制网与管理网之间的互联，当两个网络形成一个整体时，就可以很好地保证上层应用软件和控制设备之间的数据通讯，这不但提高了控制质量，也提高了工作效率。

可以说，在遵守OPC规范的前提下，可以在任何时间有效获取工艺生产的过程数据，而这一程序是通过OPC接口来完成的。

2 OPC的一些基本概念、体系和结构OPC服务器由三类对象组成：服务器、组、数据项。

服务器对象拥有服务器的所有信息，同时也是组对象的容器。

组对象拥有本组的所有信息，同时包容并逻辑组织OPC数据项。

OPC组对象提供了客户组织数据的一种方法。

客户可对之进行读写，还可设置客户端的数据更新速率。

当服务器缓冲区内数据发生改变时，OPC将向客户发出通知，客户得到通知后再进行必要的处理，而无需浪费大量的时间进行查询。

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在工业自动化、能建筑等领域的管控系统中存智在着各种各样的自动化系统，些系统来自于不同的这
现与防火墙冲突、据结代的ＯＣ规范有效地克服了上述问题，Ｐ扩大了ＯＣ的应用范围，有更强的安全性能，用它可Ｐ具利以有效解决系统集成中的异构问题，建功能强大的构
ｓｌａｙｉａｄｉｔｅｐｏｅｓｏｎａｏａｄｆｎｅｐｏｅｔＳａｔｍｔｎｓｓｍｉｔｒｉｎｉｒｓｌｄＴｓ．ｏｉｒｓｎｒｃｓｆｅｎｔｎｌｅｓｒｃ’ ｕｏａｏｙｔｅａｏｅｏｖ．ｅｔｔｌｎｈｏｉｅｊｉｅｎｇｔｓｅｉ
一
厂家，遵循不同的通信协议，使得上述领域存在大量的 “ 息孤岛 ” 管控系统的功能发挥受限。采用系统集信，成 … 技术是解决这个问题的有效手段，是通过结构它
ｉｄｂｈｅｐａｔｃ，ｈｙｔｍｎｅｒｔｏｓｄｏｆｅｙｔｒｃｉｅｔｅｓｓｅｉｔｇａｉｎｂａｅｎＯＰＣＵＡｒｖｄｄｗｉｈｐａｆｒｉｄｐｎｅｃ，ａｒｎ — ｐｏｉｅｔｌｔｏｍｎｅｅｄｎｅｃｎｔａｓｐｒｈａａａｒｓｒｗａｌ，ｎａｅｔｈｒｂｅｏｈｅｅｏｅｅｕｓｉｙｔｍｎｔｇａｉｎｏｔｔｅｄｔｃｏｓｆｅｌｓａｄｃｎｓｔｅｔｅｐｏｌｍｆｔｅｈｔｒｇｎｏｎｓｓｅｉｅｒｔｏ．ｉｌＫｅｒｓｓｓｅｉｔｇａｉｎ；ｙｗｏｄ：ｙｔｍｎｅｒｔｏＯＰＣＵＡ；ｅｅｏｅｅｔ；ｎＶｉｗｈｔｒｇｎｉｙＫｉｇｅ
ｔｏｌｔｈｅｅｏｍｅｔｏｎｅｒｔｄｓｐｒｉｏｎｏｒｌｓｆｗａｅａｈｅｐｏｌｍａｌｄｉｆｒｔｏｏｃｍｐｅｅｔｅｄｖｌｐｎｆｉｔｇａｅｕｅｖｓｒａｄｃｎｔｏｏｔｒ，ｎｄｔｒｂｅｃｌｅｎｏｍａｉｎ
・
６８・
《测控技术｝０１２１年第３０卷第３期
基于ＯＣＵＰＡ的自动化系统集成技术研究
苏延召，李艾华
（第二炮兵工程学院５２教研室，０西安陕西７０２）１０５
摘要：对在实现自动化领域的系统集成过程中，系统或者设备之间的互操作与信息共享的难点问针子
ＴｈｅＴｅｈｎｌｇｆＡｕｔｍａｉｎＳｓｅｎｔｇａｉｎＢａｅｎＯＰＣｃｏｏｙｏｏｔｏｙｔｍＩｅｒｔｏｓｄｏＵＡ
Ｓｎｚａ，Ｌ－ｕＵＹａ —ｈｏＩＡｉｈａ
（ｏ５２Ｆｃｌ，ｈｅｏｄＡｔｌｙＥｇｅｒｇＣｌｇ，ｉａ１０５ＣｉａＮ．０ａｕｔＴｅＳｃｎｒｌｒｎｉｅｎｏｌｅＸ ’ｎ７０２，ｈ）ｙｉｅｎｉｅｎ
Ａｂｓｒｃ：ｍｉｇａｈｉｃｌｆｉｅｏｅａｉｎｉｕｙｔｍｓｏｅｉｅｎｔｍｐｅｎａｉｎｏｙｔｍｔａｔＡｉｎｔｔｅｄｆｕｔｏｎｔｒｐｒｔｎｓｂｓｓｅｒｄｖｃｓｉｈｅｉｌｍｅｔｔｏｆｓｓｅｉｙｏ
ｉｔｇａｉｎｉｌｍｅｔｔｎｉｕｏｔｎｄｍａｎａｂｔｃｒｍｅｃｎｔｃｅａｅｎＯＣＵＣｕｉｅｎｅｒｔｍｐｅｎａｉａｔｍａｉｏｉ，ｎａｓａｔａｏｓｒｔｄｂｓｄｏＰＡｆｏｏｎｏｒｆｕＯＰｎｆｄｉ
“ 息孤岛问题 ” 实践证明，于ＯＣｕ的系统集成具有平台无关性，信。基ＰＡ能够跨越防火墙传输数据，可有效解决系统集成中的异构问题。关键词：系统集成；ＰＡ；ＯＣＵ异构；态王组
中图分类号：Ｐ７．Ｔ２１４文献标识码：Ａ文章编号：００— ８９２１）３— ０８— ４１０８２（０１００６０
ａｃｉｃｒ）ｉｐｔｏｗｒｓｓｎａｄｉｔｆｅＯＣＵｌｎａｄｓｒｅａｅｅｐｄＫｎＶｅｓｄｒｈｅｔｅｓｕｆａｄａｔｄｒｅａ．ＰＡｃｅｔｎｅｖｒｒｄｖｌｅ．ｉｇｉｉｕｅｔｕｒａｎｒｃｉｅｏｗｓ
题，出以ＯＣＵＯＣｕｉｅｒｈｔｃｒ）提ＰＡ（Ｐｎｆｄａｃｉｔｅ为标准接口构建系统集成的抽象框架，开发了ＯＣＵｉｅｕ并ＰＡ客户端和服务器，用组态王完成了集成监控软件的开发，利解决了某国防工程管理自动化系统集成中的