基于OPC UA协议的设备数据采集系统开发

2018年第7期70

方案与应用

信息技术与信息化

基于ＯＰＣ　ＵＡ协议的设备数据采集系统开发

李敏峰* 欧阳帆** LI Min-feng OU Yang-fan

摘　要 OPC 统一架构是OPC 基金会创建的更加安全、可靠的技术，为制造现场到生产计划或企业资源计划系统

传输原始数据和预处理信息。本文提出了一种包括数据采集组件、OPC UA 中间件和Web 客户端的通用型设备数据采集系统。在该系统中，数据采集组件可以将不同设备的数据转换成OPC UA 协议可以订阅的数据，OPC UA 中间件能够存储数据、生成设备数据的节点地址并描述设备组织结构，Web 客户端则通过图形化来展示各个数据项。

关键词 OPC 统一框架；数据采集组件；OPC UA 中间件；语义建模工具

doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2018.07.019

* 武汉讯华通信设备有限公司 湖北武汉 430070** 中国移动通信集团湖北有限公司 湖北武汉 430040

0 引言

在现代工业生产过程中，数据采集是实现智能控制的基础。近期以来，大数据为工业生产效益的提高做出了贡献，而底层自动化设备数据的采集是大数据应用的基础，如何解决底层自动化设备海量数据的采集、传输、存储与分析成为亟待解决的问题。另外，工业设备不断复杂化，设备使用的通讯协议种类繁多，增大了管理同一个工厂内采用不同通讯协议的设备数据的难度。现代化生产设备的自动化程度不断增加，并且对设备之间协同工作的要求也越来越高，有必要在不同的设备之间建立简单的通讯方法。

OPC UA(OLE for Process Control Unified Architec-ture)是一种独立于操作平台的协议，其具有可靠的数据通讯和安全机制，并将设备的各种数据和结构节点定义为对象以描述设备模型，来支持设备复杂的数据结构。根据OPC UA 协议的特点，开发适配器连接多种运行在复杂工业生产中的底层设备，并提供了一套设备语义建模工具，快速建立底层设备信息模型及其数据点。同时，OPC UA 服务器可以将底层设备的实时和历史数据传输到OPC UA 的Web 客户端上，实现设备的远程监控功能。1 OPC UA 协议

OPC(OLE for process control)是Microsoft 公司为工业自动化设备领域的过程控制软件开发的数据传输规范，OPC

应用通过组件对象模型技术(COM)交换数据。OPC UA 应用在支持OPC 协议交换数据的基础之上，解决了OPC 应用协议过于依赖COM 技术的局限，不仅能够运行在不同的系统环境中，而且提高了交换数据的安全性。由于不受COM 技术的限制，OPC UA 协议可以使用网络提高传输数据的速度，建立

B/S 结构的OPC UA 的Web 客户端。

OPC UA 协议将OPC 技术中的数据访问服务器、报警与事件服务器和历史访问服务器整合为一个OPC UA 服务器，提高了服务器对数据请求的响应速度。OPC UA 还提出了信息建模的方法支持复杂的数据结构和任务，采用了面向对象的思想对设备进行建模，完善设备组织结构并可以得到数据节点的地址，对数据进行分类。2 系统框架

图1 系统框架图