【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于工業(yè)通信領(lǐng)域，涉及一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、工業(yè)自動化中分布式控制系統(tǒng)，通過實時采集和分析大量數(shù)據(jù)，為制造企業(yè)提供深入的洞察。這使得企業(yè)能夠進行更加智能的決策，優(yōu)化生產(chǎn)流程，并實現(xiàn)更高水平的自動化。這種實時決策和響應(yīng)能力使得制造企業(yè)能夠更加靈活地調(diào)整生產(chǎn)計劃，滿足市場需求的快速變化。然而，隨著生產(chǎn)需求的迅速變化，當工業(yè)控制系統(tǒng)根據(jù)新的生產(chǎn)需求進行調(diào)整時，經(jīng)常會涉及到不同制造商的設(shè)備和系統(tǒng)，這些設(shè)備和系統(tǒng)可能使用不同的數(shù)據(jù)模型和通信協(xié)議標準，導致數(shù)據(jù)信息交流的困難。與此同時，在集成調(diào)試大規(guī)模的設(shè)備和系統(tǒng)過程中，為了使所有設(shè)備連接起來并協(xié)同工作，工程師需要大量的手動工作來安裝、配置和集成。手動集成調(diào)試不僅需要投入大量人力和時間成本，還容易受到人為錯誤的影響。因此，亟需一種使設(shè)備配置和集成調(diào)試變得更加自動化和高效的、與硬件無關(guān)的工業(yè)設(shè)備“即插即用”(plug?and?produce,pnp)解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)在于提供一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用方法和系統(tǒng)，通過為工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)建opc?ua信息模型以及將opc?ua作為統(tǒng)一、可靠的數(shù)據(jù)交換通信接口，完成對設(shè)備的自動發(fā)現(xiàn)、自動參數(shù)配置、自動集成以及舊設(shè)備的替換。
2、為達到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、在本專利技術(shù)的第一方面，本專利技術(shù)提供了一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，該方法包括以下步
4、s1:所有工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型中嵌入功能塊，所有現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型中嵌入?yún)?shù)塊；
5、s2:所有工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備通過其嵌入的opc?ua服務(wù)器向opc?ua本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器注冊登記；
6、s3:pnp服務(wù)中間件根據(jù)設(shè)備參數(shù)配置方法，并利用現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型中的參數(shù)塊實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的動態(tài)參數(shù)配置；根據(jù)設(shè)備集成方法，并利用工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型中的功能塊實現(xiàn)對工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備自動集成；
7、s4:pnp服務(wù)中間件根據(jù)設(shè)備替換方法，并利用現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型中的參數(shù)塊將需要替換的舊現(xiàn)場設(shè)備的實時配置參數(shù)轉(zhuǎn)移到新現(xiàn)場設(shè)備上。
8、在本專利技術(shù)的第二方面，本專利技術(shù)提供了一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括pnp服務(wù)中間件、opc?ua本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器、嵌入opc?ua服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備；所述pnp服務(wù)中間件用于聚合保存工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型，并實現(xiàn)工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的自動配置、自動集成以及舊設(shè)備替換時的參數(shù)轉(zhuǎn)移；所述opcua本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器用于登記已注冊的opc?ua服務(wù)器的url信息；所述嵌入opc?ua服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備用于工業(yè)環(huán)境中的實時監(jiān)測、指令執(zhí)行以及數(shù)據(jù)交換。
9、進一步的，所述系統(tǒng)還包括上層監(jiān)控應(yīng)用程序，所述上層監(jiān)控應(yīng)用程序作為人機接口，用于實現(xiàn)人機控制。
10、本專利技術(shù)的有益效果：
11、本專利技術(shù)針對集成調(diào)試分布式控制系統(tǒng)中大規(guī)模現(xiàn)場設(shè)備時需要耗費大量的人工和時間成本問題，提供了一種基于opc?ua的、自動化和高效的、與硬件無關(guān)的工業(yè)設(shè)備即插即用解決方案。通過設(shè)計基于opc?ua自動發(fā)現(xiàn)機制實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層面的設(shè)備即插即用；通過為所有工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備設(shè)計opc?ua信息建模并采用opc?ua作為設(shè)備間通信的標準接口，通過設(shè)計設(shè)備參數(shù)配置和集成方法，完成對設(shè)備的參數(shù)配置以及工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備間的自動集成，從而實現(xiàn)在語義層面的設(shè)備即插即用；通過設(shè)計設(shè)備替換方法，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠自動將出現(xiàn)故障或需要升級的舊設(shè)備的實時配置參數(shù)轉(zhuǎn)移到新設(shè)備上，以減少手工替換設(shè)備所需的時間。本專利技術(shù)顯著減少了工程師在集成調(diào)試大規(guī)模異構(gòu)工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)時所需的時間，同時消除了手動操作可能引入的人為錯誤。
12、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術(shù)的實踐中得到教導。本專利技術(shù)的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。
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1.一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括PNP服務(wù)中間件、OPC?UA本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器、嵌入OPC?UA服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備；所述PNP服務(wù)中間件用于聚合保存工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的OPC?UA信息模型，并實現(xiàn)工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的自動配置、自動集成以及舊設(shè)備替換時的參數(shù)轉(zhuǎn)移；所述OPC?UA本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器用于登記已注冊的OPC?UA服務(wù)器的URL信息；所述嵌入OPC?UA服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備用于工業(yè)環(huán)境中的實時監(jiān)測、指令執(zhí)行以及數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括上層監(jiān)控應(yīng)用程序；所述上層監(jiān)控應(yīng)用程序作為人機接口，用于實現(xiàn)人機控制。
3.一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述參數(shù)塊包括現(xiàn)場設(shè)備必需參數(shù)和可選參數(shù)，所述功能塊包括工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的輸入變量、輸出變量以及通信周期。
5.根據(jù)權(quán)利要
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述設(shè)備參數(shù)配置方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述設(shè)備參數(shù)配置方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述設(shè)備集成方法包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述訂閱采用OPC?UA客戶端/服務(wù)器連接或者采用有代理或無代理的OPC?UA發(fā)布/訂閱連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于OPC?UA的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述設(shè)備替換方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括pnp服務(wù)中間件、opc?ua本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器、嵌入opc?ua服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備；所述pnp服務(wù)中間件用于聚合保存工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的opc?ua信息模型，并實現(xiàn)工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的自動配置、自動集成以及舊設(shè)備替換時的參數(shù)轉(zhuǎn)移；所述opc?ua本地發(fā)現(xiàn)服務(wù)器用于登記已注冊的opc?ua服務(wù)器的url信息；所述嵌入opc?ua服務(wù)器的工業(yè)控制器和現(xiàn)場設(shè)備用于工業(yè)環(huán)境中的實時監(jiān)測、指令執(zhí)行以及數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括上層監(jiān)控應(yīng)用程序；所述上層監(jiān)控應(yīng)用程序作為人機接口，用于實現(xiàn)人機控制。
3.一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于opc?ua的工業(yè)設(shè)備即插即用方法，其特征在于，所述參數(shù)塊包括現(xiàn)場...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王平，楊澄鑫，蒲宬亙，丁錫伍，王佩月，
申請(專利權(quán))人：重慶郵電大學工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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