工业4.0开放平台通信统架构OPCUA实践

图书标准信息

• 作者 米里亚姆·施莱彭（Miriam Schleipen） 著；任向阳 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2020-07
• 版次 1
• ISBN 9787111659488
• 定价 79.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 216页

【内容简介】

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，*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。

【作者简介】

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40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40、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博士是德国和国际（标准化）委员会的活跃成员，并被公认为该领域内的工业40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。

【目录】

译者序 

前言 

作者简介 

第1章 OPC UA―工业40基础 1 

11 OPC UA与通信协议 2 

12 导入OPC UA的步骤 3 

13 这就是全部吗 3 

14 差异化 4 

15 展望 5 

151 趋势：SoA 5 

152 趋势：服务到服务 5 

153 趋势：片上OPC UA 5 

154 未来：基于TSN的OPC UA 6 

第2章 OPC UA基础理论 7 

21 应用架构 8 

211 场景1：独立的内部OPC UA服务器 10 

212 场景2：共享外部软件OPC UA服务器 11 

213 场景3：共享中间件OPC UA服务器/外部网关 12 

214 场景4：聚合软OPC UA服务器 12 

215 场景5：不同网段聚合软OPC UA服务器 14 

216 场景6：外网多重聚合软OPC UA服务器 14 

217 场景7：外网聚合软OPC UA服务器 15 

22 OPC UA 行业伴随标准 16 

23 OPC UA安全性最佳实践 20 

231 IT安全基础理论 20 

232 OPC UA的安全机制 21 

233 最佳实践与已知挑战 23 

24 OPC UA功能子集、一致性测试和认证 26 

241 OPC UA功能子集 26 

242 一致性测试工具 31 

243 认证 33 

244 当前进展、经验与认知 34 

25 OPC UA信息模型及建模 39 

251 节点类型 41 

252 类型定义 43 

253 引用类型 43 

254 信息模型实例 44 

26 OPC UA在生产线中的导入 48 

261 制造企业的新机遇 48 

262 企业边际条件定义 49 

263 导入流程 52 

第3章 OPC UA与产业升级 56 

31 OPC UA对于控制层的意义及构想 57 

311 实时性 58 

312 PLCopen：控制层映射及功能块 59 

313 OPC UA发布/订阅模式 61 

314 行业信息模型 62 

315 基于SoA-PLC的TwinCAT理念 63 

316 控制器中OPC UA的现状与未来 65 

32 西门子控制器中的OPC UA 66 

321 西门子与OPC UA 66 

322 OPC UA与PROFINET 67 

323 SIMATIC S7-1500控制器与OPC UA 67 

324 S7-1500内置OPC UA的替代选项 73 

33 OPC UA与现有设备升级 75 

331 OPC UA全面实施的意义 76 

332 方式1：快速大规模移植 76 

333 方式2：渐进式移植并支持更多的现有协议 77 

334 方式3：基于OPC UA网关实现系统移植 78 

335 OPC UA与缺乏软件接口的设备 80 

336 OPC UA在非工业领域中的应用 81 

34 嵌入式系统中的OPC UA 83 

341 嵌入式微处理系统的分类 85 

342 嵌入式系统的限制 87 

343 嵌入式系统中OPC UA协议栈的系统需求 89 

344 嵌入式系统中OPC UA协议栈的实现策略 91 

345 结构化编码 92 

346 时间确定性与调度 92 

347 通信接口的解耦 93 

348 内存分配 94 

349 应用程序与OPC UA解耦 95 

3410 消息处理 95 

3411 地址空间分配 97 

3412 方法调用与中断 99 

第4章 开发指南 101 

41 Unified Automation公司OPC UA开发环境 102 

411 开源软件或商用软件 102 

412 开发语言 103 

413 操作系统 104 

414 OPC UA功能选择 104 

415 使用性 106 

416 接口设计 106 

417 可扩展性 108 

418 性能与资源 109 

419 现有设备的移植 109 

4110 测试工具与性能比较 110 

42 Prosys OPC开发工具与库函数 111 

421 Prosys OPC UA Java-SDK 112 

422 基于Java-SDK的测试工具 120 

423 Prosys OPC UA Historian工具 122 

424 Prosys OPC UA Modbus服务器 124 

43 基于open62541的OPC UA开源实现 128 

431 开源软件的优势 128 

432 开源软件的劣势 130 

433 open62541开源项目的目标 131 

第5章 OPC UA应用案例 133 

51 Candy Hoover公司的案例分析 134 

511 生产场景 135 

512 品质控制场景 137 

513 应用程序说明 138 

514 OPC UA架构 140 

515 OPC UA的使用和展望 141 

52 福伊特公司―用户角度的OPC UA 142 

521 引言 142 

522 工业40项目的企业内部挑战 143 

523 基于OPC UA的工厂互联 146 

53 Festo控制器与OPC UA功能 152 

531 目的和技术要求 152 

532 固件升级 153 

533 设备和能效数据收集 158 

54 基于OPC UA与AutomationML 的PLUGandWORK 160 

541 PLUGandWORK 和工业40 160 

542 OPC UA 与AutomationML 161 

543 具体实现 163 

55 服务工程化的敏捷管理 165 

551 动机 165 

552 技术现状 166 

553 系统构架的立场和视角 167 

554 SERVUS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