基于OPC UA的挤出生产线监控系统信息模型

针对挤出生产车间设备种类繁多,设备通讯方式多样,数据语义格式不一,形成多源异构数据无法统一采集的难题,以塑料挤出生产线为研究对象,提出一种基于OPC UA的挤出生产线监控系统信息模型。运用OPC UA信息建模理论,结合挤出生产线加工应用场景抽象出整体信息模型,通过定义类型模型建立可扩展的信息模型并实例化描述,使用UaModeler输出结构明确的可视化信息模型和XML模型描述文件。将生成的XML文件映射到OPC UA服务器地址空间,利用OPC UA客户端工具UaExpert连接OPC UA服务器对OPC UA信息模型进行测试。结果表明在OPC UA框架下构建的挤出生产线实例化信息模型的正确性和可行性,数据信息能以标准化方式采集和统一的接口访问方式进行信息通讯。     

基于OPC UA通用数据采集模块设计

工业监控系统中存在通信网络异构、数据规范不统一的问题,给系统集成和数据共享带来了困难。采用OPC UA技术可以构建统一的数据接口,为系统实现了快捷的标准化集成。本文首先对OPC UA协议进行了简介,并在后续章节详细介绍了基于MODBUS RTU和PROFIBUS DP/PA的OPC UA数据集成服务器的软硬件设计方法。     

基于LabVIEW的发电设备多源异构数据采集策略

为适应当前工业互联网及工业大数据的发展趋势,满足电厂发电设备智能远程运维服务的建设需求,基于LabVIEW编程技术进行了发电设备运行参数及状态数据采集技术的研究。针对电站发电设备常用的Modbus、OPC、TCP/IP和数据库等数据源,基于发电设备仿真系统的Modbus接口,研究了MODBUS TCP数据采集方法;基于仿真系统的OPC服务器,采用NI OPC客户端,研究了OPC数据采集方法;随后针对电厂现场设备和系统的数据库接口及通用TCP/IP通信接口,研究了数据库数据采集及TCP/IP数据采集方法。研究结果表明,针对电厂现场发电设备,可以统一使用LabVIEW编程技术实现对现场设备的集成数据采集,为工业物联网平台、工业互联网平台或者工业大数据分析应用的多源异构数据采集提供支持。     

基于OPCUA的数控机床联网适配器设计与研发

针对金属加工行业提出了车间设备的网络拓扑架构。基于OPC统一架构(OPC UA)通讯协议,设计研发了数控机床的联网适配器。提出了数控机床的OPC UA信息模型,编写了不同品牌数控系统API通讯程序及OPC UA服务器程序,统一了不同品牌数控机床间的通讯接口,简化上层管理系统的数据采集。     

机床制造加工数字化车间信息模型及其应用研究

车间/工厂内普遍存在来自不同厂家且功能各异的自动化装备和系统,其在信息层面表现为分布于不同网络层次的异构数据。异构系统与设备之间的互联互通是实现制造信息化和智能化的基础,是数字化车间集成的一个核心问题。解决这一问题的关键是建立规范一致的信息模型。针对机床制造加工数字化车间的信息互联互通问题,在分析数字化车间架构、功能要求和信息流的基础上,建立了机床制造加工数字化车间的信息模型架构。通过明确数字化车间信息模型的元素定义、建模规则和建模方法,实现了模型的标准化和一致性。随后,基于OPC统一构架(OPC unified architecture,OPC UA),建立了该信息模型在OPCUA地址空间中的映射规则和基于OPC UA服务器/客户端实现信息模型数据存储和交互的方法。最终,采用OPC UA协议将信息模型映射到OPC UA地址空间,选取典型现场应用场景,完成了信息模型的实例化,验证了所提出的机床制造加工数字化车间信息模型的实用性。     

基于FPGA的多源异构数据并行可配置采集方法

数据是支撑智能制造的关键要素,对生产各阶段数据的有效采集是实现"人—机—物—环境"制造全要素互联互通的基础.随着制造升级发展,车间不断引入来自不同厂家,具有不同协议、不同接口的设备,使得待采集数据多源异构且采集需求不断变化.传统数据采集设备难以并行采集多源异构数据、难以根据采集需求的动态变化对采集设备动态配置,因此提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多源异构数据并行可配置采集方法,基于FPGA硬件并行完成对多源异构数据的监测,保证数据采集实时性;研究FPGA动态重构技术并设计了数据采集可配置方法,提升数据采集灵活性;最后,设计了验证方案,验证了所提方法的有效性.     

基于TCP/IP协议的异构网络的数据采集

异构网络设备数据采集系统,主要负责采集智能工厂异构网络中的设备数据,实现不同接口、不同协议设备之间的数据通信。文中基于工业以太网和智能网关将工厂设备归类并设计硬件连接方案,建立通信网络的I/O模型,从TCP/IP协议栈的4个层次阐述数据采集通信的全过程,最终实现设备端和监控端之间应用层的互联互通。     

基于Modbus协议的污水处理现场PLC站通信系统设计

对基于Modbus协议的现场PLC站通信系统进行设计,目的为控制中心提供统一的数据接口.在设计中,采用目前工业领域通用的Modbus协议,通过数据采集仪对PLC设备进行协议转换,构建一个为控制中心提供统一数据接口的“虚拟设备”,使用“数据映射”的方式与控制中心进行数据交互,以实现系统的通用性.     

基于OPC UA技术的质量数据监测系统

针对测量设备既无统一数据采集软件接口,又孤立于企业内其它数据交互过程的现状,结合所搭建的工业4.0生产制造示范线,设计了一套基于OPC UA技术的质量数据监测系统。对OPC UA技术进行了介绍,对OPC UA服务器、客户端进行了定义,并对服务器与客户端进行了开发。     

OPC技术在现场总线互操作中的应用

OPC技术有广阔的应用前景．OPC技术提供了标准化访问接口，应用程序可以使用一致的方式访问设备中的数据、这一特点不仅在简化应用程序的开发方面存在巨大的优势，而且也是不同总线标准的现场设备之间实现互操作的关键，通过介绍OPC／DA和OPC／DX技术规范的特点，分析了利用这些特点来实现不同现场总线协议之间互操作的应用手段。对于OPC／DA规范在实现不同总线互操作方面所存在的问题进行了阐述，并提出了利用OPC／DX规范解决这些问题的方案。     

OPC UA系统安全的需求分析和设计

OPC UA是一种基于Web服务的新型软件接口规范和应用,能够让不同地区的工业自动化系统之间通过网络进行交互。因此安全问题对于系统的发展十分关键。根据系统的安全需求,在现有模型的基础上加入安全策略管理模块,提高OPC UA安全模型性能,使得OPC UA的安全特性适用于不同的安全级。并且设计安全模型中的信息模型,从而更好的平衡OPC UA的通信安全和通信效率之间的关系。     

基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用

为实现多种设备的数据通信和统一信息管理,提出了一种基于OPC统一架构（OPC UA）的智能制造车间数据通信技术,对其通信原理和网络架构进行了讨论,提出了OPC UA与工业机器人操作系统ROS和传感器嵌入式系统等设备的整合方案,并在案例研究中详细讨论了基于Python语言的数据通信程序设计方法,开发了基于OPC UA的车间制造执行层（MES）机器人监控模块。实际应用结果表明,基于OPC UA的数据通信技术具有很高的通用性和兼容性,可有效实现智能车间设备信息的数据集成和统一管理。     

传感器高精度数字转换模块的开发

传感器高精度数字转换模块由微型计算机控制,可实现高精度、宽动态范围模拟量信号（0-100 mV）的数据采集。针对工业现场使用传感器的条件,采用直流9-40 V宽电源范围供电;采用低功耗结构设计,体积小,稳定性高,安装方便;解决了工业现场各种类型传感器输出信号的数字量转换问题。为企业新产品研发和传统设备数字化改造提供了前端数字信息采集的硬件支持。     

基于GPRS的电网参数远程监测仪设计

介绍一种基于GPRS技术的电网参数远程监测解决方案.将电网参数采集模块和GPRS通信控制模块相结合,实现对电网参数的远程监测、分析、记录得出评价电能质量的各项指标.系统采用TMS320F2812 数字信号处理器硬件平台和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ软件平台,结构简单、功能强大、接口丰富、性价比高,具有很好的应用前景.     

面向西门子S7系列PLC的智能管控系统

设计实现了一种适用于西门子S7系列可编程逻辑控制器(Programmable Logilc Controller,PLC)的远程管控系统,该系统主要由数据采集网关和生产管控平台构成。数据采集网关以树莓派为硬件核心,以Python作为开发语言,通过TCP/IP协议从PLC读取数据,然后通过MQTT协议向云服务器(Elastic Compute Service,ECS)发送数据。生产管控平台基于SpringCloud微服务框架搭建,其中包括了用户管理、系统管理及数据展示等基础功能,同时针对性地开发了设备保养和设备报警。最后利用Vue.js框架和ECharts可视化库搭建了Web前端,用户可通过Web界面迅速准确地了解到设备当前运行状态。该远程管控系统不仅可以协助相关人员对设备的生产作业情况有进一步的了解,也可以通过对数据的监测与分析及预测来提高生产效率,助力工业数字化转型。     

基于嵌入式系统的电力故障录波器

介绍了一种基于嵌入式系统的电力故障录波器的设计方案.系统采用模块化设计,包括数据采集单元和人机接口单元,采用双微处理器协同工作方式.数据采集单元采用了硬件同步采样,对数据采集精度有一定的提高;DSP芯片TMS320F2812和A/D芯片ADS8364保证了故障录波的高速、高效和高可靠性.人机接口部分包括S3C44B0X芯片、以太网接口、LCD接口、USB接口等,并以以太网接口为例进行了详细的介绍.该系统解决方案对交流电参量检测装置的设计具有一定的参考价值.     

输变电设备多源数据处理系统的功能设计

针对输变电设备状态评估数据来源多样、平台繁多以及数据质量参差不齐的问题,通过对输变电设备状态评估数据特点进行研究,提出了一种输变电设备多源数据处理系统的功能设计.设计了可提高设备状态评价、负载能力评估时多源数据质量的包含数据获取、跨平台接入、数据预处理及初步清洗、质量评价模型、规范化转换、数据输出等环节在内的系统功能.将输变电设备多源数据处理系统应用于大数据平台,研究了异构大数据的预处理、分布式存储和高效检索技术;分析了面向输变电大数据分析的核心算法及并行化技术.研究结果表明,运用输变电设备多源数据处理系统搭建的大数据全耦合分析模型框架可应用于电网,为生产运维人员评估输变电设备及电网风险提供数据支持.     

气动调节阀门诊断系统平台设计

气动调节阀是核电站广泛应用的重要设备之一,尤其是核岛中的阀门在核电站系统运行中起着重要的控制、调节作用。其运行的品质直接影响到机组的效率和安全。系统以CRIO为主体,辅以不同类型的传感器及接口搭建阀门诊断系统硬件平台。同时对采集到的数据自动分区,分析其非线性度、计算弹簧力、落座力、摩擦力等参数。在无需拆解阀门的条件下实现现场十几类气动阀门的性能诊断。     

第四十四讲基于OPC UA技术的智能楼宇控制系统

针对当前智能楼宇控制系统中各子系统难以实现开放、无缝连接,本文介绍了基于OPC UA技术的智能楼宇控制系统,该系统集成了OPC UA服务适配器,可方便的实现设备更新和系统扩展,提高了设备之间的互操作性和运行效率,同时也是未来楼宇控制系统的发展方向。     

风电电能质量监测系统的设计

本文利用LabVIEW平台设计了基于虚拟仪器的风电电能质量监测系统,通过软硬件相结合,借助于数据采集卡,实时采集电网的电压、电流数据,并进行分析处理和显示,具有操作简单、处理能力强、图形输出等优点.