基于OPC UA的轧钢喷印机监控系统设计和实现

摘要

针对轧钢生产过程中喷印设备通信接口不统一、数据集成困难以及监控系统实时性和扩展性不足等问题，设计并实现了一种基于OPC UA的轧钢喷印机监控系统。该系统旨在构建统一的信息模型和标准化通信机制，实现喷印设备运行状态与生产数据的高效集成和实时监控。基于open62541软件开发包开发OPC UA服务器，对现场设备数据进行统一封装并发布。利用C++面向对象与模板泛型编程方法，对喷印机的设备节点、数据节点、方法节点和事件节点进行抽象建模，构建了结构清晰且具有良好扩展性的信息模型，降低了传统基于XML建模方式的开发复杂度。系统运行于openEuler操作系统环境下，通过读写回调机制实现控制器数据与OPC UA地址空间节点之间的实时同步，并结合FUXA组态软件实现人机交互界面，实现喷印过程的可视化监控与远程操作。通过在实际轧钢生产环境下开展通信性能和系统稳定性测试，结果表明系统平均通信延时为11.89 ms, CPU平均占用率为2.43%,能够满足工业现场对实时性和稳定性的要求。现场应用验证了该监控系统的可靠性和实用性，为轧钢喷印设备的数字化监控与智能化升级提供了可行方案。

关键词

OPC UA / 喷印机 / 监控系统 / 智能制造 / 工业自动化 / 轧钢