OPCUA服务器地址空间与数据存储研究与开发.pdf

OPCUA服务器地址空间与数据存储研究与开发.pdf

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硕士研究生：

导师：

申请学位：

学科：

专业：

所在学院：

答辩日期：

授予学位单位：

方辉陆会明工学硕士自动化模式识别与智能系统控制与计算机工程学院2011年3月华北电力大学Candidate：

AddressSpaceandDataStorageSupervisor：

AcademicDegreeAppliedfor：

Speciality：

School：

DateofDefence：

Degree-Conferring-Institution：

FangHuiProfLuHuimingMasterofEngineeringpatternrecognitionandintelligentsystemsSchoolofNorthChinaElectricPowerUniversityMarch2011NorthChinaElectricPowerUniversity一华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：

此处所提交的硕士学位论文（oPcUA服务器地址空间与数据存储研究与开发，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。

本声明的法律结果将完全由本人承担。

作者签名：

专辉日期：

olp年岁月f日华北电力大学硕士学位论文使用授权书（OPCUA服务器地址空间与数据存储研究与开发系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。

本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。

本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。

本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。

本学位论文属于（请在以上相应方框内打“4”）：

保密口，在年解密后适用本授权书不保密作者签名：

方辉l刷磁轹降扣哆日期：

口年3月If日日期：

2口lf年乡月lf日牛北电力大学顾十学位论文摘要传统OPC服务器地址空间结构简单，使得服务器只能侧重于设备实时数据的采集和交换，不利于设备的管理和维护。

本文使用新的OPC统一架构（UA）标准解决这类问题。

将数据、报警和事件等信息集成到统一的地址空间，使得现场级、操作级和企业级的信息能集成到一起。

地址空间是OPCUA的核心部分，本文研究并剖析了地址空间的实现方法。

在NET平台上使用C#语言开发了基本的UA服务器，实现了地址空间相关的服务函数。

通过采用分级节点管理结构，设计实现了创建、管理地址空间的节点管理接口。

另外，提出了一个将OPCUA与EDDL技术相结合的方案来实现将设备的完整信息映射到OPCUA的地址空间结构。

关键词：

OPC服务器；OPC统一架构；OPC地址空间；EDDL技术；华北电力犬学硕十学位论文AbstractThestructureofaddressspaceintraditional0PCserverissimpleSOtheservercanonlyfoCUSonthecollectionandexchangeofdeviceSrealtimedata，itisnotconducivetothemanagementandmaintenanceofdeviceThispaperUSeSanew0PCUnifiedArchitectureSpecificationtoaddresstheaboveissuesItSsuppogsdataalarmsandeventsinformationintegratedintoaunifiedaddressspace，whichmakesinformationintegrationofthedevicelevel，operationallevelandenterpriselevelaspossibleAdressspaceisthecoreof0PCUATheimplementationofadressspaceareresearchedandanalyzedinthispaperDevelopmentofthebasicUAserverwhichusesNETplatformandC群languagerealizedtheaddressspacerelatedservicesByusinghierarchicalnodemanagementstructure，theNodeManagerinterfacewhichcreateandmanageaddressspacearedesignedInaddition，presentstheschemeofcombinedwithOPCUAandEDDLtechnologytorealizethecompletedeviceinformationmappedtothe0PCUAaddressspacestructureKeywords：

OPCServer；OPCUnifiedArchitecture；OPCaddressspace；EDDLtechnologyU华北电力大学硕十学位论文目录摘要IAbstractII第l章引言l11OPCUA技术概述_1111OPCUA产生的背景1112OPCUA概念及其发展的意义2113国内外研究现状312本论文的主要研究内容4第2章OPCUA地址空间相关规范的研究521OPCUA规范介绍。

522地址空间相关概念7221地址空间的功能7222节点和引用8223地址空间元模型lO224地址空间组织形式。

1023OPCUA服务函数1224本章小结。

14第3章程序分析与设计关键技术1531复杂数据内置15311概j盔15312复杂类型定义节点和它们的实例声明17313复杂类型定义节点的实例1832地址空间节点数据的存储19321存储节点的数据结构。

19322数据匹配问题的解决。

2l33分级节点管理2234本章小结23第4章OPCUA服务器的开发与测试。

2441预定义文件2442节点管理类2611I华北电力人学硕十学位论文421节点管理接口INodeManager。

26422核心节点管理类CoreNodeManager36423主节点管理类MasterNodeManager3643OPCUA服务器的设计37431设计基础37432前期工作39433宿丰服务器设计4444OPCUA服务器的测试4745本章小结。

52第5章EDDL技术与OPCUA的结合5351OPCUA引入EDDL的原因5352OPCUA引入EDDL的可行性分析5453基于EDDL技术的OPCUA服务器实现方案5554本章小结56第6章结束语5761本文主要工作总结5762未来与展望57参考文献59攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61蜀C谢62IV的技术取代当前技术来满足自动化用户日益增长的需求。

OPCUA技术就是为了顺应这样的要求而产生的。

111OPCUA产生的背景OPC技术是OPC基金会在微软Windows的OLE（ObjectLinkingandEmbedding对象链接与嵌入）技术和COMDCOM技术基础上发展的一种数据交换方法，其目的就是通过一个统一的接口实现不同厂商的软件产品间的数据交换。

它为开发应用程序的不同厂商提供了一项共同遵循的通信标准，从而大大减少了在系统集成过程中的重复开发，并提高了控制系统的性能。

OPC的动机是建立大量数据源通信的标准机制，这些数据源可以是工厂的设备或控制室的数据库。

经过多年的发展，OPC组织发展了OPCDA（数据采集）、OPCAlarms&Events（报警和事件）、OPCHDA（历史数据）、Batch（批次）、Security（安全）等技术，其中OPCDA在自动化行业得到了广泛的应用川。

OPC作为新兴的数据互联国际标准，其贡献是巨大的。

目前OPC在解决工业设备实时数据采集与通信方面已经获得业内的广泛认可，是降低系统间互联成本的最佳途径。

但是OPC本身仍处于快速发展、进化之中。

现有OPC标准已经诞生lO年有余，此间技术已经取得了很大进步。

使得原有的OPC技术已经无法满足实际的需求，产生了以下主要缺陷：

（1）不具有平台无关性，仅适合于微软平台环境；

（2）DCOM不适用于Intemet环境，它不支持通过Intemet访问对象【2】；（3）COM产牛的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在Intemet