OPC UA信息模型在柔性加工单元监测系统中的应用研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luzhiqing
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信息互联互通和集成共享是机械制造加工车间向信息化和智能化发展的关键环节。而目前车间现场加工装备种类繁多,设备通信方式多样,数据语义格式不一,由此形成的多源异构制造数据无法深入利用,造成信息化孤岛,从而阻碍了车间向智能制造方向发展。作为信息交换和集成问题的潜在解决方案,OPC统一架构(Unified Architecture,以下简称“OPC UA”)技术可用于实现设备与系统内部信息标准化和统一信息传输。因此,以机械制造加工车间下的一个典型柔性加工单元为研究对象,提出基于OPC UA的柔性加工单元监测系统架构,并以此整体框架为基础对柔性加工单元的信息模型建模和信息通信展开应用研究,主要研究内容如下:(1)柔性加工单元信息建模研究。运用OPC UA信息建模理论对整个柔性加工单元进行系统分解,确定抽象出整体共有信息模型,对设备私有组件模型再进行共有信息模型抽象,从而减少底层信息冗余,提升底层设备的互联互通水平。通过定义类型模型,按照数据类别和语义填充数据元素到对应节点,建立实例化类型和信息模型,进一步通过建模工具输出一套结构明确的可视化信息模型和XML模型描述文件,以使单元内的多源异构制造数据可以采用统一的格式和语义进行描述。(2)柔性加工单元信息模型通信研究。以柔性加工单元描述文件为输入,综合利用开发OPC UA服务器/客户端的套件,解析XML描述文件为服务器可识别代码,构建UA服务器地址空间,实例化信息模型,数据源映射并绑定到地址空间,实现数据访问模块,从而统一底层数据接口。基于一个标准通信协议,通过信息模型测试工具和开发的OPC UA客户端进行测试,以此实现信息模型。(3)基于OPC UA的刹车盘柔性加工单元监测系统设计。构建刹车盘柔性加工单元的具体OPC UA信息模型,创新性地采用C++语言开发基于QT的刹车盘柔性加工单元监测系统。应用结果表明:构建的信息模型可以有效减少底层数据冗余和增强底层设备之间的互联互通性能,多源异构数据格式和设备通信得到统一,证明了信息模型的实用性和监测系统开发架构的可行性。
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