工业4.0 资产管理壳学习笔记( 4) OPCUA 构建资产管理壳
Posted 姚家湾
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了工业4.0 资产管理壳学习笔记( 4) OPCUA 构建资产管理壳相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
工业4.0的管理壳AAS 包括了所有技术信息,它们可以通过AASX Package Explorer 软件打包成为一个XXXX.AASX 文件,这个文件可以存储在数据库中,也在网络上传递。AAS 模型中的信息包括了两个部分:
- 设计过程中使用的文档,例如 各种CAD 图纸,技术文档等等
- 运行时使用的信息,例如设备的设置参数,运行状态信息,运行操作
- 设备维修和维护手册等等。
第(1) 和第(3) 项的信息是可以在设计和维护工程师之间以文件的形式传递,或者通过数据库在线浏览和修改。而(2) 项内容是要实际放置到设备,或者仿真系统中,通过运行时协同操作的。OPCUA 是构建设备中AAS 的最佳选择。如此一来,就能够使用OPC UA 协议实现AAS 的交互和控制。
OPC UA 基金会于2021 年6 月 4日 发布了OPC 30270: OPC UA for Asset Administration Shell (AAS)
该文件详细地规范了OPC UA 对AAS 的支持。为了详细地学习AAS 以及OPC UA 对AAS 的支持,本人尝试使用OPC UA 的构建工具 UaModeler , AASX Package Explorer来构建AAS 的OPCUA 模型。本博文记录我学习的过程,供读者分享。
AAS 的基本结构
从网络上下载了一些AASX ,使用AASX Package Explorer打开后,呈现如下:
我们看到,AAS 的基本结构由下面几个重要的元素构成:
AAS 管理壳类型
SM 子模型
SMC 子模型集(Sub Model Collection)
Prop AAS 属性
在OPCUA 信息模型表达AAS 时,上面的这些AAS原模型都是OPC UA 的Object 。内部包含了其它AAS 类型或者OPCUA的基本类型。我们以AASProperty 为例:
这就是OPC UA的基本方式。
实例
使用的软件工具:UaModeler , AASX Package Explorer,VS Code
下载OPCUA for AAS 的nodeSet:Opc.Ua.I4AAS.NodeSet2。
在UaModeler 新建项目时选择 Opc.Ua.I4AAS.NodeSet2
AAS 的内容大多数比较繁多。手工建模相当辛苦,为了说明问题,我只是构建一个简单的控制器的管理壳,它本身没有什么意义 。
值得注意的是,AAS 中的内容也没有一定之规。一个AAS 中包括多少SubModel,每个SM 起什么名称,不同的AAS有所不同,只有一些习俗而已,也可以在dictionary中语义规范,比如Document,Nameplate,Identification。
它的AAS 包括如下几个SubAAS
命名子模型
标识子模型
Document 子模型
该子模型中包含了技术文档,这里是编程和操作手册。
CAD子模型
Parameter_Set 子模型
该子模型中包含了控制器设置的参数,这里包含了Speed 参数。Speed 使用AASProperty 的对象类型。
Operations 操作子模型
该子模型中包含了控制器的操作,或者服务,内部包含了多个AASOperation,而AASOperate内部设计一个OPCUA 的Method。
在演示模型中我们定义了三个操作,下载程序,启动和停止
Operational_Data 子模型
该子模型中包括了控制器运行时的运行状态变量,这里包含了电压,温度和电流。
结束语
使用OPCUA构建AAS 模型,就是这个样子的。
古人说,世上本没有路,走的人多了也便形成了路。工业4.0 也许还有很长的路要走,达成共识,符合规范也并非一日之功。唯有实践和应用,也就达成了共识,这就是所谓的社会化语义。
以上是关于工业4.0 资产管理壳学习笔记( 4) OPCUA 构建资产管理壳的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
OPCUA可执行模型-工业4.0 的管理壳(AAS) 的实现