网络和通信技术opcua服务器设备集成关键技术探究和开发

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1、网络和通信技术OPCUA服务器设备集成关键技术探究和开发摘要：以OPCUA规范为基础，参考了IEC61804中的EDDL标准，开发出OPCUA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载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过程数据。关键词：OPC服务器OPC统一架构现场总线EDDL技术分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)03(a)-00-04OPC(ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl)技术在工业控制领域已

2、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0PC简单的数据组织方式和其他一些不足阻碍了目前海量数据的高度集成化发展。OPC基金会在此情况下推出了统一架构(UA，UnifiedArchitecture)规范［1］，不再依赖于复杂的COM技术，以面向服务架构为基础，实现了实时历史数据以及报警等信息的统一访问。网络和通信技术OPCUA服务器设备集成关键技术探究和开发摘要：以OPCUA规范为基础，参考了IEC61804中的EDDL标准，开发出OPCUA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

3、的服务器架构可自主载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过程数据。关键词：OPC服务器OPC统一架构现场总线EDDL技术分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)03(a)-00-04OPC(ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl)技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0PC简单的数据组织方式和其他一些不足阻碍了目前海量数据的高度集成化发展。OPC基金会在此情况下推出

4、了统一架构(UA，UnifiedArchitecture)规范［1］，不再依赖于复杂的COM技术，以面向服务架构为基础，实现了实时历史数据以及报警等信息的统一访问。传统OPC技术各个模块拥有独立的地址空间，各模块之间的数据交互占用了大量的资源。OPCUA规范采用了统一的地址空间，以服务为功能单元对外提供一致性的访问接口。此规范定义了元模型和标准信息模型作为基本数据模型，在此基础上，第三方可以派生出其他信息模型。在数据组织层面，OPCUA提供了更加灵活多样的定义方式，图1显示了由OPC基金会或其他合作组织所定义的信息模型［2］。EDDL是现场总线设备商用以描述设备信息的文本语言，其生成的ED

5、D文件中包含了设备过程数据结构，设备诊断及故障报警等信息。OPCUA与EDDL相结合的方案可以将设备信息集成到工业管理级系统层面，弥补传统OPC技术仅关注实时数据交互而忽视设备状态信息的监控。本文主要首先讨论EDDL设备集成模型的开发，在此基础上，通过EDDL解释模块与节点管理模块的开发来实现协议透明的设备信息集成。1OPCUA地址空间模型在OPCUA服务器中，地址空间以节点(Node)来描述实际对象及其组成部分，节点之间的关系通过引用(Reference)来指定，因此，整个地址空间是网状结构。采用网状结构更加灵活，能够描述更加复杂的数据类型。引用的本质类似于指针，通过存储其他节点的地址来

6、快速访问，OPCUA规范已定义基本的节点类和引用类［3］，从不同类中可派生出具有不同特性的节点和引用关系。同时，把节点之间的关系均以层次结构表示，可以简化节点的搜索与筛选过程，地址空间中的复杂的节点关系也可以用多种树状结构来展现给客户端分布与相互关系。2显示了地址空间中节点的位置OPCUA提供了统一的数据访问与存储功能。现场设备的实时数据、报警与条件等信息集成在同一地址空间中，客户端可通过浏览功能查看地址空间中特定的信息，通过订阅监控项来对节点进行监视。这样避免了对不同的功能模块要单独开发其地址空间的繁琐［4］。1EDDL设备集成信息模型开发OPCUA服务器支持多种信息模型的动态与静态加载

7、。本文主要依据IEC61804-3标准中EDDL的语义来提取设备属性之间的层次关系，以此开发设备集成信息模型。在此基础上，模型设计人员可以根据现场工艺，组织有针对性的特定信息模型，比如两种设备之间的物理联系，可以抽象出它们之间的引用关系［5］。2.1EDDL与EDD技术概要电子设备描述语言（E：DDL）是一种平台无关的，文本化解释性语言，用以定义控制系统中设备参数、属性、故障诊断等信息，同时，部分语义定义了图形化界面信息