【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业通信领域，涉及一种基于opc ua的工业设备即插即用方法和系统。
技术介绍
1、工业自动化中分布式控制系统，通过实时采集和分析大量数据，为制造企业提供深入的洞察。这使得企业能够进行更加智能的决策，优化生产流程，并实现更高水平的自动化。这种实时决策和响应能力使得制造企业能够更加灵活地调整生产计划，满足市场需求的快速变化。然而，随着生产需求的迅速变化，当工业控制系统根据新的生产需求进行调整时，经常会涉及到不同制造商的设备和系统，这些设备和系统可能使用不同的数据模型和通信协议标准，导致数据信息交流的困难。与此同时，在集成调试大规模的设备和系统过程中，为了使所有设备连接起来并协同工作，工程师需要大量的手动工作来安装、配置和集成。手动集成调试不仅需要投入大量人力和时间成本，还容易受到人为错误的影响。因此，亟需一种使设备配置和集成调试变得更加自动化和高效的、与硬件无关的工业设备“即插即用”(plug and produce,pnp)解决方案。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术在于提供一种基于opc ua的工业设备即插即用方法和系统，通过为工业控制器和现场设备构建opc ua信息模型以及将opc ua作为统一、可靠的数据交换通信接口，完成对设备的自动发现、自动参数配置、自动集成以及旧设备的替换。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种基于opc ua的工业设备即插即用方法，该方法包括以下步
4、s1:所有工业控制器和现场设备的opc ua信息模型中嵌入功能块，所有现场设备的opc ua信息模型中嵌入参数块；
5、s2:所有工业控制器和现场设备通过其嵌入的opc ua服务器向opc ua本地发现服务器注册登记；
6、s3:pnp服务中间件根据设备参数配置方法，并利用现场设备的opc ua信息模型中的参数块实现对现场设备的动态参数配置；根据设备集成方法，并利用工业控制器和现场设备的opc ua信息模型中的功能块实现对工业控制器和现场设备自动集成；
7、s4:pnp服务中间件根据设备替换方法，并利用现场设备的opc ua信息模型中的参数块将需要替换的旧现场设备的实时配置参数转移到新现场设备上。
8、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种基于opc ua的工业设备即插即用系统，所述系统包括pnp服务中间件、opc ua本地发现服务器、嵌入opc ua服务器的工业控制器和现场设备；所述pnp服务中间件用于聚合保存工业控制器和现场设备的opc ua信息模型，并实现工业控制器和现场设备的自动配置、自动集成以及旧设备替换时的参数转移；所述opcua本地发现服务器用于登记已注册的opc ua服务器的url信息；所述嵌入opc ua服务器的工业控制器和现场设备用于工业环境中的实时监测、指令执行以及数据交换。
9、进一步的，所述系统还包括上层监控应用程序，所述上层监控应用程序作为人机接口，用于实现人机控制。
10、本专利技术的有益效果：
11、本专利技术针对集成调试分布式控制系统中大规模现场设备时需要耗费大量的人工和时间成本问题，提供了一种基于opc ua的、自动化和高效的、与硬件无关的工业设备即插即用解决方案。通过设计基于opc ua自动发现机制实现在网络层面的设备即插即用；通过为所有工业控制器和现场设备设计opc ua信息建模并采用opc ua作为设备间通信的标准接口，通过设计设备参数配置和集成方法，完成对设备的参数配置以及工业控制器和现场设备间的自动集成，从而实现在语义层面的设备即插即用；通过设计设备替换方法，能够实现能够自动将出现故障或需要升级的旧设备的实时配置参数转移到新设备上，以减少手工替换设备所需的时间。本专利技术显著减少了工程师在集成调试大规模异构工业设备和系统时所需的时间，同时消除了手动操作可能引入的人为错误。
12、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种基于OPC UA的工业设备即插即用系统，其特征在于，所述系统包括PNP服务中间件、OPC UA本地发现服务器、嵌入OPC UA服务器的工业控制器和现场设备；所述PNP服务中间件用于聚合保存工业控制器和现场设备的OPC UA信息模型，并实现工业控制器和现场设备的自动配置、自动集成以及旧设备替换时的参数转移；所述OPC UA本地发现服务器用于登记已注册的OPC UA服务器的URL信息；所述嵌入OPC UA服务器的工业控制器和现场设备用于工业环境中的实时监测、指令执行以及数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用系统，其特征在于，所述系统还包括上层监控应用程序；所述上层监控应用程序作为人机接口，用于实现人机控制。
3.一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述参数块包括现场设备必需参数和可选参数，所述功能块包括工业控制器和现场设备的输入变量、输出变量以及通信周期。
5.根据权利要
6.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述设备参数配置方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述设备参数配置方法还包括：
8.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述设备集成方法包括：
9.根据权利要求7所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述订阅采用OPC UA客户端/服务器连接或者采用有代理或无代理的OPC UA发布/订阅连接。
10.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述设备替换方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于opc ua的工业设备即插即用系统，其特征在于，所述系统包括pnp服务中间件、opc ua本地发现服务器、嵌入opc ua服务器的工业控制器和现场设备；所述pnp服务中间件用于聚合保存工业控制器和现场设备的opc ua信息模型，并实现工业控制器和现场设备的自动配置、自动集成以及旧设备替换时的参数转移；所述opc ua本地发现服务器用于登记已注册的opc ua服务器的url信息；所述嵌入opc ua服务器的工业控制器和现场设备用于工业环境中的实时监测、指令执行以及数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种基于opc ua的工业设备即插即用系统，其特征在于，所述系统还包括上层监控应用程序；所述上层监控应用程序作为人机接口，用于实现人机控制。
3.一种基于opc ua的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于opc ua的工业设备即插即用方法，其特征在于，所述参数块包括现场...
【专利技术属性】
技术研发人员：王平，杨澄鑫，蒲宬亘，丁锡伍，王佩月，
申请(专利权)人：重庆邮电大学工业互联网研究院，
类型：发明
国别省市：
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