譯者序
前言
作者簡(jiǎn)介
第1章　OPC UA—工業(yè)4.0基礎(chǔ) 1
1.1　OPC UA與通信協(xié)議 2
1.2　導(dǎo)入OPC UA的步驟 3
1.3　這就是全部嗎 3
1.4　差異化 4
1.5　展望 5
1.5.1　趨勢(shì)：SoA 5
1.5.2　趨勢(shì)：服務(wù)到服務(wù) 5
1.5.3　趨勢(shì)：片上OPC UA 5
1.5.4　未來(lái)：基于TSN的OPC UA 6
第2章　OPC UA基礎(chǔ)理論 7
2.1　應(yīng)用架構(gòu) 8
2.1.1　場(chǎng)景1：獨(dú)立的內(nèi)部OPC UA服務(wù)器 10
2.1.2　場(chǎng)景2：共享外部軟件OPC UA服務(wù)器 11
2.1.3　場(chǎng)景3：共享中間件OPC UA服務(wù)器/外部網(wǎng)關(guān) 12
2.1.4　場(chǎng)景4：聚合軟OPC UA服務(wù)器 12
2.1.5　場(chǎng)景5：不同網(wǎng)段聚合軟OPC UA服務(wù)器 14
2.1.6　場(chǎng)景6：外網(wǎng)多重聚合軟OPC UA服務(wù)器 14
2.1.7　場(chǎng)景7：外網(wǎng)聚合軟OPC UA服務(wù)器 15
2.2　OPC UA 行業(yè)伴隨標(biāo)準(zhǔn) 16
2.3　OPC UA安全性最佳實(shí)踐 20
2.3.1　IT安全基礎(chǔ)理論 20
2.3.2　OPC UA的安全機(jī)制 21
2.3.3　最佳實(shí)踐與已知挑戰(zhàn) 23
2.4　OPC UA功能子集、一致性測(cè)試和認(rèn)證 26
2.4.1　OPC UA功能子集 26
2.4.2　一致性測(cè)試工具 31
2.4.3　認(rèn)證 33
2.4.4　當(dāng)前進(jìn)展、經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知 34
2.5　OPC UA信息模型及建模 39
2.5.1　節(jié)點(diǎn)類(lèi)型 41
2.5.2　類(lèi)型定義 43
2.5.3　引用類(lèi)型 43
2.5.4　信息模型實(shí)例 44
2.6　OPC UA在生產(chǎn)線中的導(dǎo)入 48
2.6.1　制造企業(yè)的新機(jī)遇 48
2.6.2　企業(yè)邊際條件定義 49
2.6.3　導(dǎo)入流程 52
第3章　OPC UA與產(chǎn)業(yè)升級(jí) 56
3.1　OPC UA對(duì)于控制層的意義及構(gòu)想 57
3.1.1　實(shí)時(shí)性 58
3.1.2　PLCopen：控制層映射及功能塊 59
3.1.3　OPC UA發(fā)布/訂閱模式 61
3.1.4　行業(yè)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的現(xiàn)狀與未來(lái) 65
3.2　西門(mén)子控制器中的OPC UA 66
3.2.1　西門(mén)子與OPC UA 66
3.2.2　OPC UA與PROFINET 67
3.2.3　SIMATIC S7-1500控制器與OPC UA 67
3.2.4　S7-1500內(nèi)置OPC UA的替代選項(xiàng) 73
3.3　OPC UA與現(xiàn)有設(shè)備升級(jí) 75
3.3.1　OPC UA全面實(shí)施的意義 76
3.3.2　方式1：快速大規(guī)模移植 76
3.3.3　方式2：漸進(jìn)式移植并支持更多的現(xiàn)有協(xié)議 77
3.3.4　方式3：基于OPC UA網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)移植 78
3.3.5　OPC UA與缺乏軟件接口的設(shè)備 80
3.3.6　OPC UA在非工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 81
3.4　嵌入式系統(tǒng)中的OPC UA 83
3.4.1　嵌入式微處理系統(tǒng)的分類(lèi) 85
3.4.2　嵌入式系統(tǒng)的限制 87
3.4.3　嵌入式系統(tǒng)中OPC UA協(xié)議棧的系統(tǒng)需求 89
3.4.4　嵌入式系統(tǒng)中OPC UA協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)策略 91
3.4.5　結(jié)構(gòu)化編碼 92
3.4.6　時(shí)間確定性與調(diào)度 92
3.4.7　通信接口的解耦 93
3.4.8　內(nèi)存分配 94
3.4.9　應(yīng)用程序與OPC UA解耦 95
3.4.10　消息處理 95
3.4.11　地址空間分配 97
3.4.12　方法調(diào)用與中斷 99
第4章　開(kāi)發(fā)指南 101
4.1　Unified Automation公司OPC UA開(kāi)發(fā)環(huán)境 102
4.1.1　開(kāi)源軟件或商用軟件 102
4.1.2　開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 103
4.1.3　操作系統(tǒng) 104
4.1.4　OPC UA功能選擇 104
4.1.5　使用性 106
4.1.6　接口設(shè)計(jì) 106
4.1.7　可擴(kuò)展性 108
4.1.8　性能與資源 109
4.1.9　現(xiàn)有設(shè)備的移植 109
4.1.10　測(cè)試工具與性能比較 110
4.2　Prosys OPC開(kāi)發(fā)工具與庫(kù)函數(shù) 111
4.2.1　Prosys OPC UA Java-SDK 112
4.2.2　基于Java-SDK的測(cè)試工具 120
4.2.3　Prosys OPC UA Historian工具 122
4.2.4　Prosys OPC UA Modbus服務(wù)器 124
4.3　基于open62541的OPC UA開(kāi)源實(shí)現(xiàn) 128
4.3.1　開(kāi)源軟件的優(yōu)勢(shì) 128
4.3.2　開(kāi)源軟件的劣勢(shì) 130
4.3.3　open62541開(kāi)源項(xiàng)目的目標(biāo) 131
第5章　OPC UA應(yīng)用案例 133
5.1　Candy Hoover公司的案例分析 134
5.1.1　生產(chǎn)場(chǎng)景 135
5.1.2　品質(zhì)控制場(chǎng)景 137
5.1.3　應(yīng)用程序說(shuō)明 138
5.1.4　OPC UA架構(gòu) 140
5.1.5　OPC UA的使用和展望 141
5.2　福伊特公司—用戶(hù)角度的OPC UA 142
5.2.1　引言 142
5.2.2　工業(yè)4.0項(xiàng)目的企業(yè)內(nèi)部挑戰(zhàn) 143
5.2.3　基于OPC UA的工廠互聯(lián) 146
5.3　Festo控制器與OPC UA功能 152
5.3.1　目的和技術(shù)要求 152
5.3.2　固件升級(jí) 153
5.3.3　設(shè)備和能效數(shù)據(jù)收集 158
5.4　基于OPC UA與AutomationML 的PLUGandWORK 160
5.4.1　PLUGandWORK 和工業(yè)4.0 160
5.4.2　OPC UA 與AutomationML 161
5.4.3　具體實(shí)現(xiàn) 163
5.5　服務(wù)工程化的敏捷管理 165
5.5.1　動(dòng)機(jī) 165
5.5.2　技術(shù)現(xiàn)狀 166
5.5.3　系統(tǒng)構(gòu)架的立場(chǎng)和視角 167
5.5.4　SERVUS方法 170
“即插即用”技術(shù)時(shí)代已來(lái)臨 177
基于時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的OPC UA 183
縮略詞 189
參考文獻(xiàn) 192