基于OPC UA 协议的工业网关系统设计与实现①

禹鑫燚 唐权瑞 施甜峰 殷慧武 欧林林

(浙江工业大学信息工程学院 杭州310023)

0 引言

无论是中国提出的“中国制造2025”,还是德国提出的“工业4.0”,核心都是实现制造智能化[1]。随着工业自动化进程不断推进,工业物联网已成为新一代信息技术的重要组成部分[2-3]。工业网关是一种支持不同协议之间互相转换的设备,从而使不同的网络协议之间可以互联互通,作为上位机和下位机的协议转换站,工业网关将采集的数据根据对应的协议进行转换后传输给上位机。

国外对工业网关的研究起步较早,文献[4]利用OPC UA 的信息模型和能源相关的CPS 需求,对能量流进行连续监测评估。文献[5]介绍了OPC UA服务器的一般启动过程,地址空间的生成步骤,生成对象、变量、方法和视图节点类型的专门算法。文献[6]提出了Web 平台的定义,通过该平台的REST 架构可以对OPC UA服务器进行访问。而随着国内“智能制造”的提出,部分高校对工业网关进行了深入研究,一些物联网厂商也研发了多款工业网关产品,例如研华AdvanTech ADAM6000 系列[7]。文献[8]针对现行的两线制通信的缺陷,将下层多个仪表的数据通过一个智能网关进行汇聚,网关和仪表之间采用点对点的通信方式。文献[9]提出了一种基于Profibus-DP 现场总线与ZigBee 技术的工业无线网关装置,该装置实现工业现场总线网络与ZigBee 无线传感器网络之间的协议转换。文献[10]研究了无线接入网关装置,并构建基于无线传感器网络的冷轧连退线重要设备状态监测系统。文献[11]提出了一种基于工业网关的数据采集系统,该系统作为一个标准的数据采集平台,可实现对多源异构的数据采集。……