CN109194528A - 一种基于opc ua的针织机械数据网关及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于OPC UA的针织机械数据网关，包括：针织机械通信模块，用于与外部针织机械进行通信，获取针织机械实时数据；针织数据库模块，用于存储针织机械实时数据和历史数据的；针织机械服务器模块，用于读写针织数据库模块，并向外部提供标准接口，本发明有益效果在于，通过本针织机械数据网关，能够实现不同型号、不同类型针织机械基于OPC UA的标准通信接口，从而确保采集以及存储的数据的准确性。

Description

一种基于OPC UA的针织机械数据网关及控制方法
技术领域
本发明涉及针织机械数据传输技术领域，尤其涉及一种基于OPC UA的针织机械数据网关及控制方法。
背景技术
目前工业通信领域主要以OPC UA(统一架构)为实现各工业设备间的互联互通互操作主要接口与方式。随着针织机械行业《针织机械联网通信规范》的推广，针织机械互联互通标准化成为可能。针织机械主要分为横机、圆纬机和经编机，并没有统一基于OPC UA的工业标准通信接口。但是针织机械的种类繁多，通信接口不一致，在实际操作过程中，导致无法实时获取真实精准的数据，从而无法判断针织机械在运行过程中是否正常，若判断失误会大大缩短针织机械设备的使用寿命。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种基于OPC UA的针织机械数据网关及控制方法，实现通信接口的的标准化。
本发明的技术方案：一种基于OPC UA的针织机械数据网关，包括：
针织机械通信模块，用于与外部针织机械进行通信，获取针织机械实时数据；
针织数据库模块，用于存储针织机械实时数据和历史数据的；
针织机械服务器模块，用于读写针织数据库模块，并向外部提供标准接口。
作为优选，所述针织机械服务器模块为OPC UA服务器，其通过外部的 OPC UA网络提供标准的OPC UA接口。
作为优选，所述针织机械通信模块是采用以太网、WIFI、工业现场总线并基于TCP/IP数据传输的物理网络。
作为优选，所述针织机械通信模块与针织机械之间进行通信的指令包括会话管理、数据查询、订阅指令、数据上报、远程控制、文件传输、系统控制；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过字节模式进行信息传输；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过针织机械行业通信规范进行信息交互与编解码，并把针织机械的属性集信息存入针织数据库模块中。
作为优选，所述针织数据库模块是以针织机械的属性集为单位建立数据表。
作为优选，所述数据表包括组件集、静态对象属性集、过程对象属性集和配置信息属性；所述组件集包括电机、气阀、选针器、系统配置信息模块的数据；所述静态对象属性集包括主控信息模块、人机交互信息模块、系统配置信息模块的数据；所述过程对象属性集表包括生产信息模块、订单信息模块的数据；所述配置信息属性包括网络配置信息、环境温湿度信息的数据。
本发明还公开了一种基于OPC UA的针织机械数据网关的控制方法，步骤包括：
S101、针织机械的电控系统主动连接数据网关；
S102、数据网关向针织机械的电控系统发送数据查询和订阅指令；
S103、数据网关的针织机械通信模块对接收到的数据进行解码、清洗、分类，并存入针织数据库模块；
S104、跟订阅指令的周期不断的循环操作步骤S102和S103，直至针织机械结束与数据网关的通信；
S105、外部OPC UA客户端访问数据网关；
S106、针织机械服务器模块实时查询针织数据库模块的数据；
S107、读取数据后向外部UPC UA客户端提供标准的DA与HA；
S108、重复步骤S105-步骤107，直至外部OPC UA客户端停止向数据网关访问。
本发明有益效果在于，通过本针织机械数据网关，能够实现不同型号、不同类型针织机械基于OPC UA的标准通信接口，从而确保采集以及存储的数据的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
本发明公开了一种基于OPC UA的针织机械数据网关，如图1所示，包括针织机械通信模块、针织数据库模块、针织机械服务器模块，其中针织机械通信模块与针织数据库模块建立连接；所述针织机械通信模块与针织机械建立连接；所述针织数据库模块与针织机械服务器模块建立连接；所述针织机械服务器模块通过OPC UA网络连接的OPC UA客户端访问。
其中，针织机械通信模块，用于与外部针织机械进行通信，获取针织机械实时数据；
针织数据库模块，用于存储针织机械实时数据和历史数据的；
针织机械服务器模块，用于读写针织数据库模块，并向外部提供标准接口。其中外部指的外界OPC UA客户端。
其中，所述针织机械服务器模块为OPC UA服务器，其通过外部的OPC UA网络提供标准的OPC UA接口。
上述技术方案中，本针织机械数据网关可布置在一台windows操作系统的PC机上，其中CPU在2.0GHZ及以上，内存在4GB及以上；
可以理解的，一直针织机械数据网关可与多台针织机械相连接，也可与多个OPCUA客户端相连接，其中针织机械通信模块与针织机械件通信模块采用以太网、WIFI、工业现场总线并基于TCP/IP数据传输的物理网络。
进一步的，所述针织机械通信模块与针织机械之间进行通信的指令包括会话管理、数据查询、订阅指令、数据上报、远程控制、文件传输、系统控制；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过字节模式进行信息传输；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过针织机械行业通信规范进行信息交互与编解码，并把针织机械的属性集信息存入针织数据库模块中。
可以理解的，针织机械通信模块采用GatewayWorker框架开发，可同时余多台针织机械通信，处理基于TCP/IP链接，应用层协议采用针织机械通信行业规范，通过接收到的数据进行解码、清洗、分类，把针织机械属性集数据存储到针织数据库模块。
进一步的，所述针织数据库模块是以针织机械的属性集为单位建立数据表。
其中，所述数据表包括组件集、静态对象属性集、过程对象属性集和配置信息属性；所述组件集包括电机、气阀、选针器、系统配置信息模块的数据；所述静态对象属性集包括主控信息模块、人机交互信息模块、系统配置信息模块的数据；所述过程对象属性集表包括生产信息模块、订单信息模块的数据；所述配置信息属性包括网络配置信息、环境温湿度信息的数据。各数据表的字段除包括《针织机械联网通信规范》所涉及的属性集数据外，均包括针织机械编号、时间戳，以表示共同的主键与外键。
可以理解的，针织机械服务器模块，采用MatrikonOPC SDK开发，建立基于OPC UA的针织机械地址空间，导入各针织机械对象的数据属性，包括参数名称、数据类型、范围、是否必选、参数读/写类型及描述等字段，所有数据均为访问针织数据库模块而来，OPC UA客户端可访问参数的实时值和历史值。
本发明还公开了一种基于OPC UA的针织机械数据网关的控制方法，步骤包括：
S101、针织机械的电控系统主动连接数据网关；
S102、数据网关向针织机械的电控系统发送数据查询和订阅指令；
S103、数据网关的针织机械通信模块对接收到的数据进行解码、清洗、分类，并存入针织数据库模块；
S104、跟订阅指令的周期不断的循环操作步骤S102和S103，直至针织机械结束与数据网关的通信；
S105、外部OPC UA客户端访问数据网关；
S106、针织机械服务器模块实时查询针织数据库模块的数据；
S107、读取数据后向外部UPC UA客户端提供标准的DA与HA；
S108、重复步骤S105-步骤107，直至外部OPC UA客户端停止向数据网关访问。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，包括：
针织机械通信模块，用于与外部针织机械进行通信，获取针织机械实时数据；
针织数据库模块，用于存储针织机械实时数据和历史数据的；
针织机械服务器模块，用于读写针织数据库模块，并向外部提供标准接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，所述针织机械服务器模块为OPC UA服务器，其通过外部的OPC UA网络提供标准的OPC UA接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，所述针织机械通信模块是采用以太网、WIFI、工业现场总线并基于TCP/IP数据传输的物理网络。
4.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，所述针织机械通信模块与针织机械之间进行通信的指令包括会话管理、数据查询、订阅指令、数据上报、远程控制、文件传输、系统控制；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过字节模式进行信息传输；所述针织机械通信模块与针织机械之间的通信通过针织机械行业通信规范进行信息交互与编解码，并把针织机械的属性集信息存入针织数据库模块中。
5.根据权利要求4所述的一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，所述针织数据库模块是以针织机械的属性集为单位建立数据表。
6.根据权利要求5所述的一种基于OPC UA的针织机械数据网关，其特征在于，所述数据表包括组件集、静态对象属性集、过程对象属性集和配置信息属性；所述组件集包括电机、气阀、选针器、系统配置信息模块的数据；所述静态对象属性集包括主控信息模块、人机交互信息模块、系统配置信息模块的数据；所述过程对象属性集表包括生产信息模块、订单信息模块的数据；所述配置信息属性包括网络配置信息、环境温湿度信息的数据。
7.一种基于OPC UA的针织机械数据网关的控制方法，其特征在于，步骤包括：
S101、针织机械的电控系统主动连接数据网关；
S102、数据网关向针织机械的电控系统发送数据查询和订阅指令；S103、数据网关的针织机械通信模块对接收到的数据进行解码、清洗、分类，并存入针织数据库模块；
S104、跟订阅指令的周期不断的循环操作步骤S102和S103，针织针织机械结束与数据网关的通信；
S105、外部OPC UA客户端访问数据网关；
S106、针织机械服务器模块实时查询针织数据库模块的数据；
S107、读取数据后向外部UPC UA客户端提供标准的DA与HA；
S108、重复步骤S105-步骤107，针织外部OPC UA客户端停止向数据网关访问。
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