了解 OPCUA 及其在工业自动化中的作用

 

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在工业智能自动控制领域，不仅有大家熟知的PAC、PLC（Programmable Logic Controller）、PC Base控制器、DDC（Direct Digital Control，直接数字控制）等控制设备，还有小型HMI（Human -Machine Interface）或大型SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）工业软件需要运行在不同类型的工业控制器和网络系统上。为了过程自动化，当你想要传输DCS（分布式控制系统）中的所有过程数据时 到上层MES（Manufacturing Execution System）生产流程和ERP（Enterprise Resource Planning）企业资源管理系统，还必须根据每个供应商的机器型号开发特定的通信接口应用。 为了实现数据整合，辅助企业决策，提高效率，这似乎很现实。 OPCUA，全称OPC（开放平台通信）统一架构，是一种在工业自动化中发挥着至关重要作用的通信协议。 它为不同设备和系统之间的无缝通信提供了标准化且安全的方式。 OPCUA 旨在实现工业环境中各种组件（例如传感器、actuators致动器、PLC 和 SCADA 系统）之间的互操作性和数据交换。

借助 OPCUA，工业自动化专业人员可以轻松集成不同的系统和设备，无论他们使用的是哪家制造商或通信协议。 这允许更灵活和可扩展的自动化基础设施，降低与系统集成相关的复杂性和成本。

​此外，OPCUA 还提供先进的安全功能，包括身份验证、加密和访问控制，确保工业数据的机密性和完整性。 这使得 OPCUA 成为工业自动化应用的可靠且安全的解决方案，其中数据隐私和保护至关重要。 最重要的是，OPCUA是工业4.0获取原始数据进行大数据分析的基础。

 

OPCUA在工业自动化中的优势

 

在工业自动化中使用 OPCUA 有几个优点。 首先也是最重要的是，OPCUA 提供平台独立性，允许自动化专业人员开发可以在不同操作系统和硬件平台上运行的应用程序。 这消除了对特定于设备的软件的需求，从而简化了开发和维护过程。
 

此外，OPCUA 还提供高水平的灵活性和可扩展性。 它支持点对点和发布订阅通信模型，实现多个设备和系统之间的实时数据交换。 这种灵活性允许将新设备或系统无缝集成到现有的自动化基础设施中，而不会中断整体操作。
 

OPCUA 的另一个优点是它支持广泛的数据类型，不仅包括数字和模拟信号，还包括复杂的数据结构。 这使得能够在设备之间传输丰富且有意义的信息，促进工业自动化中的高级分析和决策。

 

另外，OPCUA 提供内置诊断和错误处理机制，使排除和调试通信问题变得更加容易。 这减少了停机时间并提高了工业自动化系统的整体可靠性。
 

总体而言，OPCUA 在互操作性、安全性、灵活性和可扩展性方面提供了显着的优势，使其成为增强工业自动化的强大工具。
 

集成 OPCUA 用于在线生产控制信号

 

OPCUA 在工业自动化中的关键应用之一是在线生产控制信号的集成。 通过利用OPCUA，可以在生产控制系统和各种生产线设备（例如传感器、致动器和PLC）之间建立无缝连接。


通过OPCUA，可以轻松传输和监控实时生产数据，例如温度、压力和速度。 这使操作员能够清楚地了解生产过程并做出明智的决策以优化效率和质量。

此外，OPCUA允许双向通信，使生产控制系统能够向生产线上的设备发送控制命令。 这使得实时调整和干预成为可能，确保生产过程保持在所需的参数范围内。

通过集成 OPCUA 来实现在线生产控制信号，工业自动化可以实现增强的控制、监控和优化，从而提高生产率并减少停机时间。

 

利用 OPCUA 和数字 IO 增强工业自动化

 

数字 IO，也称为数字输入/输出，在工业自动化中发挥着至关重要的作用，因为它允许数字世界与物理设备之间的交互。 当与OPCUA结合时，数字IO可以大大增强工业自动化能力。

通过OPCUA和数字IO，实时监视和控制数字信号成为可能。 这包括来自传感器、开关和其他数字设备的信号。 通过集成 OPCUA 和数字 IO，操作员可以轻松访问和分析这些数字信号的状态，使他们能够做出明智的决策并采取适当的行动。
 

此外，OPCUA 为数字 IO 设备提供标准化且安全的通信协议，确保无缝的互操作性和数据交换。 这消除了对专有协议或自定义接口的需求，简化了集成过程并减少了兼容性问题。
 

再者，OPCUA 还可以轻松配置和参数化数位 IO 设备，从而更轻松地适应不断变化的自动化要求。  这种灵活性使工业自动化系统能够快速有效地回应不断变化的生产需求。

透过利用 OPCUA 和数位 IO 的强大功能，工业自动化可以实现改进的控制、监控和灵活性，从而提高整体营运效率。


Dase-Sing 使用数位输入与上行/下行设备通讯以取得就绪状态，并回应主机以取得上行/下行设备状态。
 

在工业自动化中利用 OPCUA 处理模拟 IO

 

模拟 IO（或模拟输入/输出）对于工业自动化至关重要，因为它可以测量和控制连续信号，例如温度、压力和流量。 与 OPCUA 结合使用时，模拟 IO 可以释放工业自动化的新可能性。


通过利用OPCUA进行模拟IO，工业自动化系统可以轻松地从传感器和其他模拟设备收集和传输实时模拟数据。 然后可以对这些数据进行分析和可视化，为生产过程提供有价值的见解并实现主动决策。


此外，OPCUA 通过提供数据验证和错误处理机制来确保模拟数据的完整性和准确性。 这确保了收集的模拟数据是可靠的，并且可以信赖用于关键的自动化任务。


此外，OPCUA 还可以将不同制造商的模拟 IO 设备无缝集成到统一的自动化基础设施中。 这消除了兼容性问题，并允许有效利用现有模拟 IO 设备。


通过利用 OPCUA 和模拟 IO 的强大功能，工业自动化可以实现对连续信号的增强监控、控制和优化，从而提高产品质量和运营效率。
 

套标机的简单讯号流程图

 
用户端Client（套标机、填充系统...）通常透过 OPCUA 发送资料（机器状态、生产日志...）。  每台机器透过数位/类比讯号确认上游和下游状态以开始生产并设定速度。  在通常的实践中，它是安全且简单的。 
以下是数据传输和数位/类比讯号连接的简单案例。  如果您需要更多的系统整合考虑，欢迎联络Dase-Sing。

Dase-Sing客户服务团队积累了30多年的经验，可以快速、全面地为客户提供支持。 如果您需要更多实际实践的信息，欢迎联系我们。

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