以柔性制造系统为应用场景,提出一种利用OPC UA技术来融合TCP/IP Ethernet、Modbus等多种接口协议的生产过程数据的云平台信息采集系统。对现阶段云平台的特性进行分析;依据分析对适用于数据采集的云平台整体结构进行了设计;依据现场环境使用仿真软件搭建了真实的仿真系统;最后利用工业软件KEPServerEX搭建OPC UA服务器,并采用C#编程语言在.NET平台上开发OPC UA客户端,设计了相应的功能块。最终实现了云数据管理平台对柔性制造系统数据信息的采集和管理。

数字孪生车间是智能制造背景下车间全息监控、精准分析、实时决策的有效手段。而实时高效的异构数据采集和融合,以及虚实车间的交互连接是驱动数字孪生车间运转的核心。为此,依托制造物联网和OPC UA通信技术,建立了数字孪生车间实时数据采集框架。采用分层融合的策略,去除原始数据中的信息冗余,匹配产生中间事件和生产过程数据,同时基于空间尺度构建实时数据空间对象模型。另外针对提高数据传输实时性的目的,按照信息分类—自适应压缩—节点合并的路线,缩减OPC UA信息模型节点数目和节点容量,设计了面向数字孪生车间的OPC UA信息建模方案。最后,以某航天结构件生产线为案例,为数字孪生车间开发了实时数据采集系统,并验证了此方案的可行性。

针对传统挤出生产车间设备种类的多样性给工厂数据采集和统一监控带来的难题,研究一种基于OPC UA的数据采集与监控系统。以挤出生产线为研究对象,通过系统功能需求分析,设计总体技术框架。对生产数据分类整理,建立服务器地址空间信息模型,采用KEPServerEX搭建本地OPC UA服务器,实现不同设备生产数据的实时采集和封装。使用OPC UA基金会提供的SDK开发OPC UA客户端对接OPC UA服务器,完成对服务器地址空间信息节点的统一采集和处理,同时上传至数据库为上层业务系统提供数据支持。最后基于.NET平台,采用C#语言开发挤出生产线集中监控系统。应用结果表明:该系统能够实现对底层设备生产数据有效的监控和记录,使多源异构数据格式和设备通信得到统一。

为实现对复合材料纤维缠绕机生产过程的监测,以缠绕机及其辅助设备为研究对象,针对实际加工设备的多样性造成的加工数据采集的异构性,基于OPC UA建立缠绕机的信息模型架构。根据OPC基金会发布的OPC UA规范和相关的行业标准,建立纤维缠绕机系统的信息模型和实例化。基于开源项目open62541,导入编译后的缠绕机的信息模型代码,自定义开发出符合使用规范的OPC UA服务器,然后利用UA客户端实现对服务器的连接,客户端能够通过服务器查询系统的加工数据,解决加工数据的异构性问题以达到监测缠绕机生产加工过程的目的;最后验证了建立的纤维缠绕机信息模型能够正确导入到开源项目open62541中,实现了加工数据监测。

基于OPC技术实现虚拟仿真调试是一种很常见的技术手段,以NX软件中机电概念设计模块中的OPC UA通信配置为桥梁,搭建了MCD中的气动手抓模型与自带OPC UA服务功能的S7-1500PLC之间的通信。实现了虚拟PLC对MCD模型的控制,为机电一体化概念设计通信方式提供了一种思路。

以ABB工业机器人为例,提出六角结构的工业机器人实验平台,通过功能设计和工艺仿真搭建实验平台,构建Unity3D虚拟仿真实验平台,包括工业机器人的工艺虚拟仿真和拆装虚拟仿真。利用工业通信标准OPC UA协议实现虚拟与真实工业机器人间的数据通信,实现了虚拟与真实机器人同步运动。分析了虚拟与真实机器人运动的位置误差,实验结果表明该平台可为智能制造提供虚拟解决方案,同时也是数字孪生概念下的具体技术应用,具有较强的推广性和应用性。

选择Sinumerik 840Dsl数控系统作为开发平台,以轧辊磨削作为研究对象,开发轧辊磨削系统软件。在Qt Creator跨平台的开发框架下进行GUI应用程序的开发,采用OPC UA通信技术实时获取数控机床信息,依靠MySQL数据库保存并管理得到的机床加工信息;设计全局变量,生成轧辊加工G代码程序,实现轧辊磨削加工。相较于传统软件开发方式,该方法具有开放性好、兼容性强等优点,有利于制造单元之间的互联互通,有效地解决了"信息孤岛"的问题,提高了加工效率。

针对机械制造加工车间多元异构设备接口协议不一、多源异构数据格式语义不一造成的信息集成和设备互联互通互操作难以实现的问题,基于OPC统一架构(OPC Unified Architecture,OPC UA),提出一种集OPC UA信息模型和OPC UA数据通信于一体的工业机器人监测系统。给出建模流程,采用OPC UA规范、节点和引用等核心技术,设计抽象机器人共有信息模型,分解、归纳私有组件模型,模块化设计构建OPC UA服务器与客户端,综合服务器地址空间映射、OPC UA通信等技术处理异构数据,以此提供规范化数据和标准化数据通信。选择典型刹车盘柔性加工单元进行现场应用,将信息模型应用于上下料机器人监测系统。结果表明:机器人数据格式和数据操作得到统一,设计的OPC UA信息模型能满足上下料机器人监测系统实际应用需求,验证了信息模型完整性、实用性和所提框架的可行性。

为了实现数控机床制造数字化车间的信息互联互通，针对数控机床数字化制造过程中相关生产信息在各层级之间的网络化信息传递，提出了一种基于OPC统一架构（unifiedarchitecture，UA）的信息交互工单定义格式（worksheetdefinitionformat... 展开更多