[发明专利]一种基于OPC UA的工业网络设备信息集成系统和方法

权利要求书

1.一种基于OPC UA的工业网络设备信息集成系统，包括信息控制层，信息集成层，现场设备层；

所述信息控制层对网络设备集成信息进行调用，根据网络控制需求协调设备资源，将设备数据实例化对象传输给网络控制端；所述信息控制层还依据集成化的设备信息对网络状态进行分析，并进行相应的资源管理；所述信息控制层还依据网络设备的基本信息或更新信息，向所述网络控制端发送相应的控制指令；

所述信息集成层对现场设备进行信息收集，获取各类设备的状态信息和控制信息并储存，分析设备静态属性和功能属性从而对设备进行分类分层；所述信息集成层还根据OPCUA配套规范生成设备信息模型，并根据获取的设备信息进行模型实例化，生成对应数据文件；所述信息集成层还负责网络设备状态的更新检测，周期性更新集成信息数据库，并将更新信息发送至所述信息控制层；

所述现场设备层包含生产现场各类产线终端设备与其它网络基础设备，包含产线终端控制器、各类传感器、用户终端、协议转换网关、工业交换机、路由器、网桥等，这些设备皆具有硬件实体，设备间通过工业通信网络进行数据互联。

2.如权利要求1所述的基于OPC UA的工业网络设备信息集成系统，其特征在于，所述信息控制层包括OPC UA客户端，数据储存模块，更新控制模块，网络分析模块，拓扑管理模块，资源管理模块，路径管理模块；

所述OPC UA客户端可采用TCP/IP协议远程访问OPC UA服务器，周期性获取集成设备信息与设备更新信息，将获取信息发送给其它模块；同时所述OPC UA客户端可对所述OPC UA服务器发送控制指令，支持对所述信息集成层相关模块与数据库的文件修改；

所述数据存储模块对获取的设备信息进行存储，同时对历史设备数据进行相关备份，支持其它模块调用；

所述更新控制模块负责向所述网络控制端下发信息集成控制指令，修改所述网络控制端相应设备的配置需求，启动设备的信息发送操作；

所述网络分析模块对整体网络状态进行统一管控和风险分析，接收网络应用层的设备状态感知数据，对内置网络设备模型实例和设备更新信息进行实时生产过程校验，对错漏信息情况及时示警；

所述拓扑管理模块对设备引用信息进行处理，依据设备间的关系构建实时网络拓扑结构，分析网络设备的连接性质和路径关系，对实时网络拓扑进行稳定性评估；

所述资源管理模块依据设备集成信息进行网络可调度资源分析，包含可调度路径资源、链路容量资源和设备资源；

所述路径管理模块对路径资源进行整合分析，在发送网络设备信息集成控制指令时，设计网络设备的信息传输路径。

3.如权利要求1所述的基于OPC UA的工业网络设备信息集成系统，其特征在于，所述信息集成层包括所述OPC UA服务器，协议映射模块，模型生成模块，数据库；

所述OPC UA服务器内置有OPC UA Pub/Sub(Publisher/Subscriber,发布/订阅)模块，通过订阅现场设备层各类设备发布的状态信息和控制信息，周期性更新设备集成信息；

所述协议映射模块针对于异构网络设备的信息集成，支持主流工业有线/无线网络协议解析和OPC UA模型地址空间映射，为异构网络设备信息标准化提供支持；

所述模型生成模块基于OPC UA信息模型构建规范，结合预置领域规范信息对获取的设备信息进行类型模型构建，并依据其定义类型和方法进行类型实例化，生成工业网络设备实例化对象和对应数据文件；

所述数据库存储历史网络设备信息，实时网络设备信息，类型模型数据和实例化数据，依据设备属性进行分类分层，并根据实时设备信息触发更新机制。

4.如权利要求1所述的基于OPC UA的工业网络设备信息集成系统，其特征在于，所述现场设备层各类设备包含支持OPC UA的设备与不支持OPC UA的设备；

所述支持OPC UA的设备搭载有相应的所述OPC UA Pub/Sub模块，可周期性或事件性发布设备信息，供所述OPC UA服务器订阅接收；

所述不支持OPC UA的设备未搭载OPC UA通信模块，通过信息集成控制指令启动设备的信息发送操作，将设备信息发送至支持OPC UA的可选设备，由可选设备代替发布。