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1、背景说明
互联互通是智能工厂/数字化车间的基本要求,然而由于工业现场设备通信接口多样、协议众多,这为现场数据的集成与互联互通增加了难度。
仪综所工业通信与集成技术团队于2018年承担了北京市科委《智能工厂互联互通关键技术和工业互联网设备研究》项目,研制了基于OPC UA的嵌入式多协议智能网关一套,包括嵌入式数据采集模块(硬件、嵌入式软件)以及相配套的配置软件,可以实现工业设备现场数据的实时采集,并通过OPC UA实现底层设备与上层信息系统的集成与互联互通,运行机制如下图所示:
图1多协议智能网关运行机制
数据采集模块提供RS232、RS485、RJ45等常用物理接口,可挂载不同通信协议的PLC设备,如西门子PLC、欧姆龙PLC,三菱FX系列PLC,支持Modbus RTU等通用总线设备,同时可以快速完成工业协议的配置、驱动开发,最终将各种工业协议传输的数据映射到OPC UA地址空间,并对外提供OPCUA统一服务接口。配置软件用于配置所连接现场设备与OPC UA的映射关系。
2、功能介绍
数据采集模块如下图所示。
图2数据采集模块
配置软件支持统一可扩展的配置模型,可通过友好界面修改“通道(协议)、设备、测点”三级配置参数,分别完成不同工业总线(协议)的参数配置、总线下不同设备的通信参数配置,以及设备包含的不同测点数据类型、偏移地址及OPCUA节点参数的配置,这极大方便了用户快速开发新的数据采集驱动。
图3配置软件运行界面
3、实施效果
嵌入式OPC UA多协议智能网关可以应用在离散与流程等各个行业,为制造装备、产线等实现工业4.0时代下的互联互通管理壳,可以为透明工厂、数字孪生等应用提供支撑,目前已经在江苏兴澄钢铁有限公司等单位进行了现场应用。
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