工业4.0开放平台通信统一架构OPC UA实践 机械工业出版社 下载 mobi 免费 pdf 百度网盘 epub 2025 在线 电子书

概述了OPC UA；介绍如何操作已经建立好的OPC UA信息模型；OPCA的应用程序架构和系统架构，最后本书对OPC UA协议子集进行介绍，并对OPC UA与传统OPC的性能进行了对比。对于那些需要进一步查询OPCUA详情的读者，本书的附录给出了参考。

译者序

前言

作者简介

第1章OPC UA—工业40基础 1

1.1OPC UA与通信协议 2

1.2导入OPC UA的步骤 3

1.3这就是全部吗 3

1.4差异化 4

1.5展望 5

1.5.1趋势：SoA 5

1.5.2趋势：服务到服务 5

1.5.3趋势：片上OPC UA 5

1.5.4未来：基于TSN的OPC UA 6

第2章OPC UA基础理论 7

2.1应用架构 8

2.1.1场景1：独立的内部OPC UA服务器 10

2.1.2场景2：共享外部软件OPC UA服务器 11

2.1.3场景3：共享中间件OPC UA服务器/外部网关 12

2.1.4场景4：聚合软OPC UA服务器 12

2.1.5场景5：不同网段聚合软OPC UA服务器 14

2.1.6场景6：外网多重聚合软OPC UA服务器 14

2.1.7场景7：外网聚合软OPC UA服务器 15

2.2OPC UA 行业伴随标准 16

2.3OPC UA安全性很好实践 20

2.3.1IT安全基础理论 20

2.3.2OPC UA的安全机制 21

2.3.3很好实践与已知挑战 23

2.4OPC UA功能子集、一致性测试和认证 26

2.4.1OPC UA功能子集 26

2.4.2一致性测试工具 31

2.4.3认证 33

2.4.4当前进展、经验与认知 34

2.5OPC UA信息模型及建模 39

2.5.1节点类型 41

2.5.2类型定义 43

2.5.3引用类型 43

2.5.4信息模型实例 44

2.6OPC UA在生产线中的导入 48

2.6.1制造企业的新机遇 48

2.6.2企业边际条件定义 49

2.6.3导入流程 52

第3章OPC UA与产业升级 56

3.1OPC UA对于控制层的意义及构想 57

3.1.1实时性 58

3.1.2PLCopen：控制层映射及功能块 59

3.1.3OPC UA发布/订阅模式 61

3.1.4行业信息模型 62

3.1.5基于SoA-PLC的TwinCAT理念 63

3.1.6控制器中OPC UA的现状与未来 65

3.2西门子控制器中的OPC UA 66

3.2.1西门子与OPC UA 66

3.2.2OPC UA与PROFINET 67

3.2.3SIMATIC S7-1500控制器与OPC UA 67

3.2.4S7-1500内置OPC UA的替代选项 73

3.3OPC UA与现有设备升级 75

3.3.1OPC UA全面实施的意义 76

3.3.2方式1：快速大规模移植 76

3.3.3方式2：渐进式移植并支持更多的现有协议 77

3.3.4方式3：基于OPC UA网关实现系统移植 78

3.3.5OPC UA与缺乏软件接口的设备 80

3.3.6OPC UA在非工业领域中的应用 81

3.4嵌入式系统中的OPC UA 83

3.4.1嵌入式微处理系统的分类 85

3.4.2嵌入式系统的 87

3.4.3嵌入式系统中OPC UA协议栈的系统需求 89

3.4.4嵌入式系统中OPC UA协议栈的实现策略 91

3.4.5结构化编码 92

3.4.6时间确定性与调度 92

3.4.7通信接口的解耦 93

3.4.8内存分配 94

3.4.9应用程序与OPC UA解耦 95

3.4.10消息处理 95

3.4.11地址空间分配 97

3.4.12方法调用与中断 99

第4章开发指南 101

4.1Unified Automation公司OPC UA开发环境 102

4.1.1开源软件或商用软件 102

4.1.2开发语言 103

4.1.3操作系统 104

4.1.4OPC UA功能选择 104

4.1.5使用性 106

4.1.6接口设计 106

4.1.7可扩展性 108

4.1.8性能与资源 109

4.1.9现有设备的移植 109

4.1.10测试工具与性能比较 110

4.2Prosys OPC开发工具与库函数 111

4.2.1Prosys OPC UA Java-SDK 112

4.2.2基于Java-SDK的测试工具 120

4.2.3Prosys OPC UA Historian工具 122

4.2.4Prosys OPC UA Modbus服务器 124

4.3基于open62541的OPC UA开源实现 128

4.3.1开源软件的优势 128

4.3.2开源软件的劣势 130

4.3.3open62541开源项目的目标 131

第5章OPC UA应用案例 133

5.1Candy Hoover公司的案例分析 134

5.1.1生产场景 135

5.1.2品质控制场景 137

5.1.3应用程序说明 138

5.1.4OPC UA架构 140

5.1.5OPC UA的使用和展望 141

5.2福伊特公司—用户角度的OPC UA 142

5.2.1引言 142

5.2.2工业40项目的企业内部挑战 143

5.2.3基于OPC UA的工厂互联 146

5.3Festo控制器与OPC UA功能 152

5.3.1目的和技术要求 152

5.3.2固件升级 153

5.3.3设备和能效数据收集 158

5.4基于OPC UA与AutomationML 的PLUGandWORK 160

5.4.1PLUGandWORK 和工业40 160

5.4.2OPC UA 与AutomationML 161

5.4.3具体实现 163

5.5服务工程化的敏捷管理 165

5.5.1动机 165

5.5.2技术现状 166

5.5.3系统构架的立场和视角 167

5.5.4SERVUS方法 170

“即插即用”技术时代已来临 177

基于时间敏感网络的OPC UA 183

缩略词 189

参考文献 192

米里亚姆·施莱彭（Miriam Schleipen）博士在2007年至2011年期间担任卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）研究助理，并于2012年以 “制造执行系统（MES）的自适应性和语义互操作性”研究课题获得了博士学位。自2005年以来，Miriam Schleipen博士一直在Fraunhofer IOSB研究所（前身为工程与生物信息处理（IITB）研究所）先后负责“工程与互操作性”“控制系统和工厂建模”领域的研究工作，并担任“工业4.0和互操作性”课题的首席研究员。她积极参与针对控制系统/制造执行系统（MES）/制造过程互操作性（工业4.0、AutomationML和OPC UA）方面的自动优化概念和方法的研究，并领导相关的工业研发项目。自2017年以来，她一直在西门子数字工业集团担任软件架构师。Miriam Schleipen博士是德国和靠前（标准化）委员会的活跃成员，并被认可为该领域内的工业4.0专家，拥有80多篇公开发表的论文和专著，并多次参加相关展会的演讲和研讨。

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