OPC统一架构框架下的针织装备信息模型

doi:10.13475/j.fzxb.20181104809

纺织学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (05): 167-175.doi: 10.13475/j.fzxb.20181104809

OPC统一架构框架下的针织装备信息模型

汪松松¹^,²(), 彭来湖², 胡旭东²

1.浙江理工大学国际教育学院, 浙江杭州 310018
2.浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室, 浙江杭州 310018

收稿日期:2018-11-19 修回日期:2020-02-24 出版日期:2020-05-15 发布日期:2020-06-02
作者简介:汪松松(1984—),男,讲师,博士。主要研究方向为纺织装备智能制造。E-mail: wss7933@aliyun.com。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(U1609205);国家工信部2016年智能制造综合标准化与新模式应用项目(工信部联装[2016]213号)

Knitting machine information modeling under OPC unified architecture framework

WANG Songsong¹^,²(), PENG Laihu², HU Xudong²

1. School of International Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
2. Key Laboratory of Modern Textile Machinery Technology of Zhejiang Province, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou, Zhejiang 310018, China

Received:2018-11-19 Revised:2020-02-24 Online:2020-05-15 Published:2020-06-02

摘要/Abstract

摘要：

为了解决针织装备信息交互中数据的碎片化、半结构化和信息异构而导致的数据语义完备性低的问题,提出了采用OPC统一架构(OPC UA)框架下构建针织装备信息模型的方法。建立了针织装备3个维度的结构化语义信息,设计了形式化的信息建模过程,从数字化针织生产车间整体模型和针织装备结构的角度建立了针织装备信息模型,包含属性集、组件集、配置信息等结构,并从针织装备数据变化频度、数据优先级、相关性等方面对信息模型作了优化。对比了针对针织装备OPC UA服务系统的实现方式,利用UaExpert SDK开发了针织OPC UA信息模型独立服务器,并对针织装备信息模型的互联互通进行了测试。结果表明,在OPC UA框架下构建的针织装备信息模型实例的方法是可行的,其在模型架构、语义结构、技术实现方面均有改进,并具有语义完备性高的特点。

关键词: 针织装备, 信息模型, OPC 统一架构, 属性集

Abstract:

In order to overcome problems in low semantic integrity of data caused by fragmentation and semi-structured and heterogeneous information in knitting machine information interaction, a method for constructing knitting machine information model under OPC unified architecture (UA) framework was proposed. In this research, three-dimensional structured semantic information of knitting machine was established, and a formal information modeling process was design. The knitting machine information model was created for an overall model of digital knitting workshop and knitting machine structure, including attribute set, component set, configuration information and other structures, and the information from the data change frequency, data priority, correlation and other aspects of knitting machine were analyzed and optimized. By establishing OPC UA modeling technology implementation process and identifying knitting machine characteristics, the research studied the implementation mode of OPC UA service system for knitting machine, and an independent server of knitting OPC UA information model was developed by using UaExpert SDK. The interconnection of knitting machine information model was tested. The results indicate that the method for constructing knitting machine information model based on OPC UA framework is feasible. The method used for this research improves model architecture, semantic structure and technology implementation, and demonstrates characteristics of high semantic completeness.

Key words: knitting machine, information model, OPC unified architecture, attribute set

中图分类号:

TH186

汪松松, 彭来湖, 胡旭东. OPC统一架构框架下的针织装备信息模型[J]. 纺织学报, 2020, 41(05): 167-175.

WANG Songsong, PENG Laihu, HU Xudong. Knitting machine information modeling under OPC unified architecture framework[J]. Journal of Textile Research, 2020, 41(05): 167-175.

图/表 12

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表1

图7

图8

图9

图10

表2

参考文献 14

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属性	隶属属性集	属性ID	属性名称	访问权限	属性值类	低限值	高限值
设备编号	基础静态属性集	0x10010006	machine_ID	读	字符串型	—	—
状态	生产过程属性集	0x20010002	machine_state	读	整型	0	10
当前速度	生产过程属性集	0x20020004	cur_speed	读	整型	0	100
设定速度	生产过程属性集	0x20020005	set_speed	读/写	整型	0	100
产量	生产过程属性集	0x20030003	product_quantity	读	实型	0	—
打卡时间	生产过程属性集	0x20070012	card_time	读/写	时间戳型	—	—

序号	模型评价因子	碎片化信息点	单纯OPC UA模型	本论文中改进的信息模型
1	建模方法	无	无	形式化建模
2	模型结构	无	网状结构	树状结构、网状结构(属性元素实现)
3	信息节点关系度	无	定性关系	定量关系
4	模型变化灵活度	无	人工再开发	自动演进
5	可实施的语义维度	1维(仅数值数据)	3维	3维
6	信息节点语义属性元素规模	无	8项	11项
7	语义字典	无	有,固定模式	有,语义非常丰富
8	模型语义完备度	碎片化,不完备	固定模型	覆盖针织装备所有语义服务
9	建模效率	无	人工,低	自动化,高

OPC统一架构框架下的针织装备信息模型

Knitting machine information modeling under OPC unified architecture framework

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