【摘要】：在智能制造系統(tǒng)中,上層信息系統(tǒng)與底層生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通有著迫切需求,從而使得兼容多種協(xié)議的OPC UA網(wǎng)關(guān)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。許多類型的OPC UA協(xié)議兼容網(wǎng)關(guān)進(jìn)入現(xiàn)場產(chǎn)線后出現(xiàn)采集率低和協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等問題,為了保證應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場的OPC UA網(wǎng)關(guān)對多種協(xié)議數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性,需要對OPC UA網(wǎng)關(guān)協(xié)議兼容性進(jìn)行測試,為協(xié)議兼容網(wǎng)關(guān)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、設(shè)備連接、實(shí)時(shí)監(jiān)測等提供保障。在生產(chǎn)制造的現(xiàn)場,PLC是生產(chǎn)現(xiàn)場的核心控制設(shè)備,同時(shí)也是現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾d體。本文在分析了面向PLC的OPC UA網(wǎng)關(guān)的協(xié)議兼容方法和功能結(jié)構(gòu)后,結(jié)合協(xié)議兼容性測試需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向PLC的OPC UA網(wǎng)關(guān)協(xié)議兼容性測試系統(tǒng)。主要工作包括以下幾個(gè)方面如下:1.在分析面向PLC的OPC UA網(wǎng)關(guān)協(xié)議兼容性測試的需求的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了面向PLC的OPC UA網(wǎng)關(guān)協(xié)議兼容性測試系統(tǒng)的總體架構(gòu)、測試系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu),多線程測試結(jié)構(gòu)和測試系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)序等。2.詳細(xì)設(shè)計(jì)了面向PLC的OPC UA網(wǎng)關(guān)協(xié)議兼容性測試的測試案例集和測試信號(hào)配置點(diǎn)表設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。分析四種協(xié)議測試信號(hào)點(diǎn)地址的映射關(guān)系,針對四種PLC和通信協(xié)議設(shè)計(jì)了測試信號(hào)配置點(diǎn)表,并且設(shè)計(jì)了協(xié)議兼容性測試流程。最后結(jié)合XML技術(shù),設(shè)計(jì)了一種基于XML腳本驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化測試方法,提高的系統(tǒng)可擴(kuò)展性。3.詳細(xì)設(shè)計(jì)了測試系統(tǒng)各功能模塊的實(shí)現(xiàn),包括人機(jī)交互模塊、OPC UA和Modbus/TCP通信客戶端模塊、測試服務(wù)模塊等。結(jié)合線程池技術(shù),設(shè)計(jì)多測試任務(wù)調(diào)度的方法,提高了測試效率,并使用ASP.NET技術(shù)和MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了基于C/S和B/S架構(gòu)協(xié)議兼容性測試系統(tǒng)。4.驗(yàn)證測試系統(tǒng)可用性。首先將測試軟件系統(tǒng)與硬件負(fù)載工具進(jìn)行集成,然后使用企業(yè)的協(xié)議兼容網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品對測試軟件系統(tǒng)中的相關(guān)功能進(jìn)行驗(yàn)證,完成了網(wǎng)關(guān)多協(xié)議兼容的測試。
【圖文】：

年中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)對中小型 PLC 行業(yè)概況及發(fā)展趨勢的龍?jiān)谡w市場份額占前三，臺(tái)達(dá) PLC 作為國產(chǎn) PLC 在擇以上四種 PLC 應(yīng)用于本文的研究。本文選擇這四種協(xié)議：三菱 PLC 選用基于以太網(wǎng)的 MC 協(xié)議[32]，西門 PPI 協(xié)議[33]，歐姆龍 PLC 選用基于以太網(wǎng)的 FINS 協(xié)議太網(wǎng)的 Modbus/TCP 協(xié)議[37]。C 的協(xié)議兼容概述場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中可以通過一定的方法將多種異構(gòu)協(xié)兼容，，達(dá)到現(xiàn)場生產(chǎn)過程 PLC 的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備連接、現(xiàn)互聯(lián)互通。工業(yè)制造系統(tǒng)總共協(xié)議兼容示意圖如圖 2其它系統(tǒng)ERP、MES、WMS、OA、ESB等應(yīng)用系統(tǒng)

10圖 2.2 OPC UA 網(wǎng)關(guān)功能結(jié)構(gòu)關(guān)具體軟件模塊劃分及功能[42]為：能模塊：協(xié)議功能的實(shí)現(xiàn)，提供協(xié)議調(diào)用接口； 服務(wù)功能模塊：主要實(shí)現(xiàn)讀節(jié)點(diǎn)、寫節(jié)點(diǎn)、訂閱、發(fā)布理模塊：緩存配置 PLC 設(shè)備數(shù)據(jù)信息和變量定義信息，信模塊、OPC UA 通信模塊的三者對應(yīng)關(guān)系；務(wù)模塊：組態(tài)軟件配置或者配置腳本；發(fā)模塊：主要是針對協(xié)議通信使用的硬件接口。務(wù)功能模塊結(jié)構(gòu)有：UA 應(yīng)用程序、Server API 口、監(jiān)協(xié)議棧及各節(jié)點(diǎn)。OPC UA 的 Server 端使用 API 口來關(guān) UA 服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;TN915.04

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598117