生產(chǎn)線設(shè)備數(shù)據(jù)采集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算IndustrialInternetedgecomputing05課后拓展04課堂總結(jié)03任務(wù)實施02確定任務(wù)01情景導(dǎo)入

如何采集汽車沖壓車間現(xiàn)場設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)？05課后拓展04課堂總結(jié)03任務(wù)實施02確定任務(wù)01情景導(dǎo)入為將沖壓車間自動化產(chǎn)線的數(shù)據(jù)傳遞到工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，完成設(shè)備數(shù)據(jù)的實時采集。首先需要深入了解生產(chǎn)線中PLC的型號、通信協(xié)議（如Modbus、Profinet等）以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置，然后通過對工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)進行配置（包括數(shù)據(jù)采集的頻率、點位及數(shù)據(jù)格式等參數(shù)），使其支持與PLC所采用的通信協(xié)議相匹配，建立PLC（可編程邏輯控制器）與工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)之間的穩(wěn)定通信，確保準(zhǔn)確采集到關(guān)鍵的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如加工速度、產(chǎn)品尺寸、設(shè)備溫度等。目錄02確定任務(wù)05課后拓展04課堂總結(jié)03任務(wù)實施01情景導(dǎo)入OPCUA協(xié)議ONE整理設(shè)備采集參數(shù)TWO設(shè)備數(shù)據(jù)采集THREE開發(fā)運維一體化

數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)平臺實時數(shù)據(jù)庫文件服務(wù)器緩存索引庫日志庫

采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設(shè)備質(zhì)檢設(shè)備GIS數(shù)據(jù)03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)一、OPCUA協(xié)議OPCUA（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture）作為一種工業(yè)通信協(xié)議，主要用于在工業(yè)自動化系統(tǒng)當(dāng)中進行信息交換。它屬于一種基于服務(wù)的通信協(xié)議，能夠在各類不同的系統(tǒng)和設(shè)備之間達成互操作性。過往，由不同廠商所生產(chǎn)的設(shè)備運用著各異的通信協(xié)議，致使設(shè)備之間難以相互交流。這給工業(yè)自動化造成了眾多挑戰(zhàn)，例如數(shù)據(jù)集成艱難、系統(tǒng)繁雜等。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)OPCUA協(xié)議優(yōu)勢開放性

統(tǒng)一架構(gòu)

跨平臺和跨語言

可靠性和穩(wěn)定性

一、OPCUA協(xié)議開發(fā)運維一體化

數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)平臺實時數(shù)據(jù)庫文件服務(wù)器緩存索引庫日志庫

采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設(shè)備質(zhì)檢設(shè)備GIS數(shù)據(jù)03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)1.智能倉儲與物流通過OPCUA，可以方便地從不同設(shè)備和系統(tǒng)中收集數(shù)據(jù)，并開展實時監(jiān)控和分析。這對于工業(yè)過程的優(yōu)化和問題排查非常有幫助。2.設(shè)備集成和互操作OPCUA使得不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備可以無縫集成。無論是機器人、傳感器還是控制系統(tǒng)，只要支持OPCUA，它們就可以相互協(xié)作，提高生產(chǎn)效率和靈活性。3.云平臺連接通過OPCUA，工業(yè)設(shè)備可以與云平臺進行連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。這為遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程維護等提供了非常大的便利，同時也為數(shù)據(jù)分析提供了更多的可能性。一、OPCUA協(xié)議典型應(yīng)用場景03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)二、整理設(shè)備采集參數(shù)序號設(shè)備名稱規(guī)格型號采集內(nèi)容數(shù)據(jù)類型1線首單元SiemensCPU1215C拆垛手沖次Integer拆垛拋料數(shù)量Integer噴油機氣壓Float噴油機油壓Float擠干琨壓力Float清洗機噴油量Float2沖壓機SiemensCPU1215C液壓墊壓力1~8Float3傳送機械手SiemensCPU1215C提前角度Float搬運次數(shù)Integer4線尾單元SiemensCPU1215C生產(chǎn)數(shù)量Integer合格數(shù)量Integer5沖壓線中控SiemensCPU1215C整線速度Integer換模時間Integer設(shè)備開機時間Integer設(shè)備停機時間Integer03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟1：硬件連接。利用工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)完成生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的采集，接線如圖所示。根據(jù)硬件連接接線圖，智能網(wǎng)關(guān)VS接+24V，智能網(wǎng)關(guān)黑色線接GND，工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)LAN1口通過以太網(wǎng)線接PLC的PROFINET接口，LAN2口通過以太網(wǎng)線接電腦網(wǎng)口。三、設(shè)備數(shù)據(jù)采集03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（1）啟動OPCUA服務(wù)器。進入“設(shè)備視圖”，選中“CPU”，“CPU屬性”→“OPCUA”→“服務(wù)器”，勾選“激活OPCUA服務(wù)器”，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（2）設(shè)置服務(wù)器相關(guān)參數(shù)。在“CPU屬性”→“OPCUA”→“服務(wù)器”→“選件”→“常規(guī)”屬性對話框內(nèi)，可以設(shè)置端口號、最大會話超時時間，最大OPCUA會話數(shù)量等參數(shù)，如表4-8所示。OPCUA選件參數(shù)備注

端口：設(shè)置服務(wù)器的端口號，默認(rèn)4840，允許范圍：1024-49151之間最大會話超時時間：指定在不進行數(shù)據(jù)交換的情況下OPCUA服務(wù)器關(guān)閉會話之前的最大時長。默認(rèn)30s，允許范圍：1-600000s之間最大OPCUA會話數(shù)量：OPCUA服務(wù)器啟動并同時操作的最大會話數(shù)。最大會話數(shù)取決于CPU的性能。截至到V4.5版本，S7-1200最大會話數(shù)是10個（V4.4版本為5個）。

服務(wù)器的訂閱設(shè)置：最短采樣間隔：設(shè)置OPCUA服務(wù)器記錄CPU變量值并與以前值相比較檢查是否發(fā)生變更的時間間隔。最短發(fā)布間隔：變量值發(fā)生改變時服務(wù)器通過新值向客戶端發(fā)送消息的時間間隔。已監(jiān)視項的最大數(shù)量：指定該CPU的OPCUA服務(wù)器可同時監(jiān)視值更改的最大元素數(shù)量。監(jiān)視會占用資源?？杀O(jiān)視元素的最大數(shù)量取決于所用的CPU。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。OPCUA選件參數(shù)備注建立服務(wù)器證書

激活OPCUA服務(wù)器并確認(rèn)安全提示后，STEP7會自動為服務(wù)器生成自簽署證書，用戶也可以生成由證書頒發(fā)機構(gòu)簽名的CA證書；注意！如何生成CA證書以及證書的管理請參考后續(xù)的常見問題。（新增、導(dǎo)出或刪除證書）可在CPU的證書管理器中實現(xiàn)：CPU屬性防護與安全→證書管理器設(shè)置服務(wù)器安全策略

調(diào)試初期可以考慮使用默認(rèn)的“無安全設(shè)置”，一旦調(diào)試結(jié)束，建議只選擇與您的設(shè)備或工廠的安全概念兼容的安全策略，如果可能，請使用"Basic256Sha256"設(shè)置，并禁用所有其它安全策略。設(shè)置可信客戶端

使用可信客戶端列表，以僅允許對特定客戶端進行訪問。此項為可選操作，可以直接選擇下載的“運行時自動接受所有客戶端證書”如果選擇選項"運行時自動接受所有客戶端證書"（位于"受信客戶端"列表下），則服務(wù)器會自動接受所有客戶端證書。（3）Securechannel設(shè)置。依次選擇“CPU屬性”→“OPCUA”→“服務(wù)器”→“Security”→“Securechannel”，在此對話框內(nèi)可以設(shè)置服務(wù)器證書、服務(wù)器上可用的安全策略、以及可信客戶端，如表所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（4）用戶身份驗證。依此選擇“CPU屬性”→“OPCUA”→“服務(wù)器”→“Security”→“用戶身份驗證”，此參數(shù)可設(shè)置OPCUA客戶端中用戶訪問服務(wù)器時需通過的認(rèn)證方式，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（5）設(shè)置OPCUA運行許可證。依此選擇“CPU屬性”→“運行系統(tǒng)許可證”→“OPCUA”→設(shè)置“購買的許可證類型”，S7-1200所有CPU所使用的許可證類型都是一種：SIMATICOPCUAS7-1200Basic，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（6）新增服務(wù)器接口。項目樹PLC站點下，依此選擇“OPCUA通信”→“服務(wù)器接口”→“新增服務(wù)器接口”，在彈出的“新增服務(wù)器接口”內(nèi)選擇“服務(wù)器接口”，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟2：PLC配置。（7）將要采集的數(shù)據(jù)連接至OPCUA服務(wù)器接口。雙擊新增的服務(wù)器接口（項目樹PLC站點下，依此選擇“OPCUA通信”→“服務(wù)器接口”→“服務(wù)器接口_1”),打開“OPCUA服務(wù)器接口”對話框，將對話框右側(cè)的OPCUA元素依次或者整體拖拽至左側(cè)的服務(wù)器接口下方的空白行，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟3：工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)配置。（1）啟用TCP。在左側(cè)工程樹型結(jié)構(gòu)下，依次展開“數(shù)據(jù)中心”→“I/O點”，雙擊“TCP”按鈕，勾選“啟用”，其余參數(shù)默認(rèn)即可，單擊“應(yīng)用”按鈕，完成TCP網(wǎng)口啟用配置，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟3：工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)配置。（2）添加要采集的PLC—線首單元。右擊“TCP”，選擇“添加設(shè)備”。在跳轉(zhuǎn)出的“新設(shè)備”屬性頁下，單擊“啟用設(shè)備”選項，配置PLC基本屬性，配置完成后，單擊“應(yīng)用”按鈕，完成設(shè)備添加，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)步驟3：工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)配置。（3）添加I/O點。雙擊樹形圖下線首單元終端I/O點。單擊“添加”按鈕，為線首單元終端設(shè)備添加通信I/O點，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)線首單元終端I/O點建立完成后，在I/O點列表中集中顯示，包含數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)類型、地址、轉(zhuǎn)換類型、縮放類型等I/O點關(guān)鍵參數(shù)，如圖所示。03任務(wù)實施05課后拓展04課堂總結(jié)01情景導(dǎo)入02確定任務(wù)完成上述設(shè)備設(shè)置