一种基于数控系统的OPCUA服务器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，其包括通信采集模块、赋值模块和协议解析和读取模块；通信采集模块包括通信线程池，通信线程池采用时间轮询方式和多线程并发方式采集并存储机床数据信息；赋值模块用于将机床数据信息进行节点数据赋值得到机床缓冲区数据；所述协议解析和读取模块用于读取机床缓冲区数据并将初始化的机床数据信息加载OPCUA标准的机构化数据模型，并将模型中的变量类型通过字符串的形式进行赋值，进而获得机床数据信息与变量类型的映射关系，形成映射表，操作人员通过读取字符串与映射表实现机床数据信息的分类。通过获得机床数据信息与变量类型的映射关系；解决了采集数量单台设备几百条产生的资源占用过高问题。条产生的资源占用过高问题。条产生的资源占用过高问题。

An opcua server system based on CNC system

【技术实现步骤摘要】
一种基于数控系统的OPCUA服务器系统


[0001]本专利技术涉及数控机床领域，尤其涉及一种基于数控系统的OPCUA服务器系统。

技术介绍

[0002]在数控机床领域，由于生产厂家不同通信接口、通讯数据也存在着很大的差异，并伴随着不同设备的信息种类繁多，数据格式不统一等问题，使得在数据采集、分类、分析过程中，变得非常繁琐；车间数字化装备一旦发生替换或升级，往往需要重新修改车间信息系统软件，并且需要重新部署，使得实施难度大大增大，且导致设备及软件的通用性、互操作性、复用率降低。
[0003]同时，车间数据采集过程中，出现线路不通畅、断网等现象时。过去的采集设备会经常出现“归零”现象，无法锁存断电前数据。
[0004]另外，当多线程的服务器模型在响应成百上千路的连接请求时，创建的线程过多会造成资源严重占用的情况，使得线程进入锁死状态，降低了系统对外的响应效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，以克服当前机床服务器软件通用性底、无法锁存断电前数据、对外相应效率低等技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，包括：通信采集模块、赋值模块和协议解析和读取模块；
[0008]所述通信采集模块包括通信线程池，所述通信线程池采用时间轮询方式和多线程并发方式采集并存储机床数据信息；其中，所述通信线程池设置线程池，线程池均相应通信通道，所述通信通道通过Socket方式与机床内部Socket服务器端口进行报文交换，进而实现通信线程池与机床进行数据通信；
[0009]所述赋值模块用于将机床数据信息进行节点数据赋值得到机床缓冲区数据；
[0010]所述协议解析和读取模块用于读取机床缓冲区数据，并将机床缓冲区数据初始化，将初始化的机床数据信息加载OPCUA标准的机构化数据模型，并将OPCUA标准的机构化数据模型中的变量类型通过字符串的形式进行赋值，进而获得机床数据信息与变量类型的映射关系，形成映射表，操作人员通过读取字符串与映射表实现机床数据信息的分类。
[0011]进一步的，所述机床缓冲区数据初始化具体为：加载OPCUA配置类数据，所述加载OPCUA配置类数据包括加载机床缓冲区数据、加载加密证书、加载访问用户的设定信息和时钟同步设置。
[0012]进一步的，所述通信线程池预设动态线程。
[0013]进一步的，所述通信模块与机床进行数据通信时采用非阻塞方式进行通信。
[0014]进一步的，获得机床数据信息与变量类型的映射关系具体为：将机床缓冲区数据中的数据字段值与OPCUA标准的机构化数据模型中的变量类型的字符串进行数据包抓取，
获得机床数据信息与变量类型的映射关系。
[0015]进一步的，所述赋值模块利用静态变量赋值方法将机床数据信息进行节点数据赋值。
[0016]进一步的，所述协议解析和读取模块还包括对OPCUA标准的机构化数据模型进行数据清洗后进行赋值.
[0017]进一步的，所述数据清洗具体为：将默认的XML格式的OPCUA标准的机构化数据模型转化为与机床数据信息相匹配的格式。
[0018]有益效果：本专利技术解决了国产非标生产设备，如本方案中数控机床，无法与国际标准协议互为通讯(互操作)问题，通过OPCUA标准的机构化数据模型中的变量类型通过字符串的形式进行赋值，获得机床数据信息与变量类型的映射关系；解决了采集数量单台设备几百条产生的资源占用过高问题；采用时间轮询方式和多线程并发方式采集并存储机床数据信息，解决了通讯通道在高速通讯时的高可用性，使得操作过程不产生卡顿现象，同时保存锁存断电前数据。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术OPCUA服务器系统结构示意图；
[0021]图2为本专利技术静态数据变量赋值信息数据流转图；
[0022]图3为本专利技术数据采集模型采集逻辑图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本实施例提供了一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，如图1
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2，包括：通信采集模块、赋值模块和协议解析和读取模块；
[0025]所述通信模块包括通信线程池，所述通信线程池采用事件轮询方式和多线程并发方式采集并存储机床数据信息；其中，所述通信线程池设置线程池，线程池均相应通信通道，所述通信通道通过Socket方式与机床内部Socket服务器端口进行报文交换，进而实现通信线程池与机床进行数据通信；具体的，通过定时器调度机制实现事件轮询的采集方式，其包括单一轮询周期可以同时调用或执行多个指令并生成可以控制的采集点，控制范围包括名称、采集周期、线程数量、是否不被系统其他进程杀掉等；
[0026]所述赋值模块用于将机床数据信息进行节点数据赋值得到机床缓冲区数据；
[0027]所述协议解析和读取模块用于读取机床缓冲区数据，并将机床缓冲区数据初始化，将初始化的机床数据信息加载OPCUA标准的机构化数据模型，并将OPCUA标准的机构化
数据模型中的变量类型(名称、可访问节点名和访问权限)通过字符串的形式进行赋值，进而获得机床数据信息与变量类型的映射关系，形成映射表，操作人员通过读取字符串与映射表实现机床数据信息的分类。具体映射表包括动态信息表和静态信息表。
[0028]以下为本申请实施例中的动态信息表和静态信息表：
[0029][0030][0031][0032][0033]表1.动态信息表
[0034]浏览名称描述内容cx
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CncId机床编号1cx
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CncSeriesModel机床型号KMC400S
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CncName机床名称五轴立式加工中心cx
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CncBrand厂家品牌KEDE科德cx
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，其特征在于，包括：通信采集模块、赋值模块和协议解析和读取模块；所述通信采集模块包括通信线程池，所述通信线程池采用时间轮询方式和多线程并发方式采集并存储机床数据信息；其中，所述通信线程池设置线程池，线程池设置相应通信通道，所述通信通道通过Socket方式与机床内部Socket服务器端口进行报文交换，进而实现通信线程池与机床进行数据通信；所述赋值模块用于将机床数据信息进行节点数据赋值，得到机床缓冲区数据；所述协议解析和读取模块用于读取机床缓冲区数据，并将机床缓冲区数据初始化，将OPCUA标准的机构化数据模型加载到初始化的机床数据信息中，并将OPCUA标准的机构化数据模型中的变量类型通过字符串的形式进行赋值，进而获得机床数据信息与变量类型的映射关系，形成映射表，操作人员通过读取字符串与映射表实现机床数据信息的分类。2.如权利要求1所述的一种基于数控系统的OPCUA服务器系统，其特征在于，所述机床缓冲区数据初始化具体为：加载OPCUA配置类数据，所述加载OPCUA配置类数据包括加载机息床缓冲区数据、加载加密证书、加载访问用户的设定信和时...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑杰逊，阮叁芽，邢玉麟，刘鑫，
申请(专利权)人：大连光洋自动化液压系统有限公司，
类型：发明
国别省市：