一种基于OPC-UA协议的自动化数据采集的方法技术

本发明专利技术基于OPC

【技术实现步骤摘要】
一种基于OPC
‑
UA协议的自动化数据采集的方法


[0001]本专利技术涉及到的OPC
‑
UA协议是属于网络数据传输领域，特别是涉及一种基于OPC
‑
UA协议的自动化数据采集的方法，用于电厂自动同步测点的信息和数据至实时数据库。

技术介绍

[0002]电厂在日常工作中普遍使用实时数据库来存储产生的相关数据，但数据库的标签通常需要手动逐个添加到数据库中，或者手动填写表格文件，然后再导入到实时数据库中。由于是人工操作添加数据，会额外多花费一些时间来完成工作，且人为因素导致发生的数据错误和遗漏，也会影响到数据存储的准确性。
[0003]2006年，OPC基金会推出了OPC
‑
UA(Unified Architecture)通信规范，该规范是对OPC
‑
DA的继承与升级，弥补了OPC技术在跨平台、安全性、建模能力方面的不足之处。OPC
‑
UA协议具备7种特性：(1)访问统一性：用户只需访问一次，就可以获取所有信息。(2)面向服务架构：应用程序独立于平台、操作系统、编程语言之外。(3)高性能通信：使用通信栈进行数据的编码、加密和传输，并采用单端口通信，通信较快。(4)安全性较高：使用非对称加密和X.509证书保证安全性，其身份认证机制能够有效地防御网络中的恶意攻击，保证安全可靠的通信。(5)可靠性与冗余性：使用冗余校验技术，具备对错误的自动检查与纠正能力。(6)C/S与Pub/Sub实现机制：OPC
‑<br/>UA提供了两种不同的实现机制：一种为主要基于TCP的客户端/服务器模型(C/S)，一种为主要基于UDP的发布者/订阅者模型(Pub/Sub)。不同的实现机制应用于不用的场景。(7)面向对象建模：OPC
‑
UA具备强大的建模能力，采用面向对象思想进行信息建模，可以建立灵活的信息模型。

技术实现思路

[0004]为了解决上述数据采集过程中的现存问题，同时结合OPC
‑
UA协议的优点，本专利技术提供了一种基于OPC
‑
UA协议的自动化数据采集的方法，该方法可以实现如下目标，当服务端的标签信息发生改变时，会自动与预置的标签过滤条件进行比较，对于满足条件的测点，可以自动进行新增、修改或删除实时数据库对应的测点。该方法与现有技术相比，具有全自动化同步测点信息、安全可靠、且效率高等诸多优点。
[0005]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0006]一种基于OPC
‑
UA协议的自动化数据采集的方法，具体步骤如下：
[0007]步骤1：获取本设备与实时数据库的连接状态，若未连接进行数据连接，连接成功进行步骤2，连接失败进行步骤11；
[0008]步骤2：获取实时数据库中现存点表信息，并生成数据库对应的现存的标签表，进行步骤3；
[0009]步骤3：获取本设备与OPC
‑
UA服务器的连接状态，若未连接进行数据连接，连接成功进行步骤4，连接失败进行步骤11；
[0010]步骤4：从OPC
‑
UA服务端获取标签信息，执行过滤操作后生成有效的标签表，进行
步骤5；
[0011]步骤5：现存的标签表和有效的标签表进行比对，将需要进行新增、修改、删除的标签加入到对应的标签处理队列中，进行步骤6；
[0012]步骤6：判断新增队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为新增，进行新增标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并进行步骤7；
[0013]步骤7：判断修改队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为修改，进行修改标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并返回步骤8；
[0014]步骤8：判断删除队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为删除，进行删除标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并返回步骤9；
[0015]步骤9：给OPC
‑
UA服务器发送获取数据的指令，采用同步方式或者订阅方式从OPC
‑
UA服务端采集有效标签对应的数据；若捕获到错误，进行步骤11，否则调用步骤10；
[0016]步骤10：调用实时数据库的写快照函数，把采集的实时数据同步到实时数据库中；如果采用同步方式获取数据，则执行步骤9；若捕获到错误，进行步骤11；
[0017]步骤11：获取仍存错误信息，并调用相应的处理方案进行处理，对未能解决的错误写入日志中记录。
[0018]其中，步骤6中实时数据库新增标签的详细过程如下：
[0019]步骤6.1：判读新增标签队列是否为空，为空则进行步骤7，否则进行步骤6.2；
[0020]步骤6.2：遍历新增队列，并打包所有新增标签成对应结构体，调用实时数据库的标签操作函数，将操作指令置为新增；若新增成功，清空新增队列并进行步骤7，否则进行步骤6.3；
[0021]步骤6.3：对错误编码计数，并写入到日志当中；当错误次数超过设定数值，进行发出警报操作；未超过设定数值，则进行错误处理。
[0022]其中，步骤7中实时数据库修改标签的详细过程如下：
[0023]步骤7.1：判读修改标签队列是否为空，为空则进行步骤8，否则进行步骤7.2；
[0024]步骤7.2：遍历更新队列，并打包所有修改标签成对应结构体，调用实时数据库的标签操作函数，将操作指令置为修改；若修改成功，清空修改队列并进行步骤8，否则进行步骤7.3；
[0025]步骤7.3：对错误编码计数，并写入到日志当中；当错误次数超过设定数值，进行发出警报操作；未超过设定数值，则进行错误处理。
[0026]其中，步骤8中实时数据库删除标签的详细过程如下：
[0027]步骤8.1：判读删除标签队列是否为空，为空则进行步骤9，否则进行步骤8.2；
[0028]步骤8.2：遍历删除队列，并打包所有删除标签成对应结构体，调用实时数据库的标签操函数，将操作指令置为删除；若删除成功，清空删除队列并进行步骤9，否则进行步骤8.3；
[0029]步骤8.3：对错误编码计数，并写入到日志当中；当错误次数超过设定数值，进行发出警报操作；未超过设定数值，则进行错误处理。
[0030]本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0031]1.本专利技术提供的方法得益于OPC
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UA协议的优点，具有高效性、安全性、可靠性与冗余性。经过现场试验完全能够满足7万个标签秒级的数据采集和标签同步功能。
[0032]2.本专利技术可以有效地提高工作效率，能做到只需配置一次，即无需人工手动干预，就可实现自动采集和存储数据。
附图说明
[0033]图1是本专利技术OPC
‑
UA服务器和客户端的通信原理图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OPC
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UA协议的自动化数据采集的方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：获取本设备与实时数据库的连接状态，若未连接进行数据连接，连接成功进行步骤2，连接失败进行步骤11；步骤2：获取实时数据库中现存点表信息，并生成数据库对应的现存的标签表，进行步骤3；步骤3：获取本设备与OPC
‑
UA服务器的连接状态，若未连接进行数据连接，连接成功进行步骤4，连接失败进行步骤11；步骤4：从OPC
‑
UA服务端获取标签信息，执行过滤操作后生成有效的标签表，进行步骤5；步骤5：现存的标签表和有效的标签表进行比对，将需要进行新增、修改、删除的标签加入到对应的标签处理队列中，进行步骤6；步骤6：判断新增队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为新增，进行新增标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并进行步骤7；步骤7：判断修改队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为修改，进行修改标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并返回步骤8；步骤8：判断删除队列是否为空，为空则进行下一步操作；否则，调用实时数据库的标签操作函数，操作指令置为删除，进行删除标签操作；若操作成功则更新现存的标签表，并返回步骤9；步骤9：给OPC
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UA服务器发送获取数据的指令，采用同步方式或者订阅方式从OPC
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UA服务端采集有效标签对应的数据；若捕获到错误，进行步骤11，否则调用步骤10；步骤10：调用实时数据库的写快照函数，把采集的实时数据同步到实时数据库中；如果采用同步方式获取数据，则执行步骤9；若捕获到错误，进行步骤11；步骤11：获取仍存错误信息，并调用相应的处理方案进行处理，对未能解...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秀清，何清，王毅，马瑞瑞，王奕飞，何新，
申请(专利权)人：西安西热电站信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：