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工业互联的纽带:PLC转OPC UA网关的原理与应用

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jingekeji  2024-06-18 17:01

PLC转OPC UA网关(如钡铼技术新推出的BL121PO网关)是一种在工业自动化环境中用于数据采集、转换和传输的关键设备,它的核心功能在于能够将PLC的数据格式转换为OPC UA协议,以便于在不同的工业系统和应用程序之间实现互操作性。下面将由帖主向大家详细介绍它基本工作原理,以及它在工业自动化中的关键作用。

一、基本工作原理 

PLC转OPC UA网关首先需要连接到一个或多个PLC设备,从这些设备中读取数据,其中可能包括传感器读数、转态信息或者控制信号等,即数据采集工作。


网关内置的软件或者固件会将从PLC收集到的数据从特定的PLC协议,如三菱、西门子、欧姆龙、台达、Modbus等转换成OPC UA协议,包括数据格式的翻译、编码和解码,这个过程我们称为协议转换


在一些情况下,网关还可能会执行数据预处理任务,比如数据的过滤、聚合以及计算,来减少传输的数据量或者达到改善数据质量的目的,这一步我们叫数据处理阶段。


处理后的数据通过OPC UA协议发送到OPC UA客户端,如SCADA、MES、云平台,这一步通常是在安全的网络连接上进行的,来确保数据的安全性,以免遭到数据的篡改。


除了数据采集,网关还可以接受来自OPC UA客户端的命令,并将其转换回PLC协议,从而允许远程控制和配置PLC。


二、在工业自动化中的关键作用

  1. 互操作性:

    OPC UA网关极大地提高了不同制造商的PLC和上层系统的互操作性,消除了专有协议带来的通信障碍,促进工业设备之间的无缝通信。


  2. 标准化:

    它采用了由OPC UA这一国际公认的标准,简化了数据之间的交换,使得数据能够在不同的设备、系统和平台之间自由转换(流动)。


  3. 安全性:

    OPC UA协议内建安全机制,如加密、身份验证和授权,能够确保数据在传输过程中的安全性和完整性。


  4. 实时性:

    网关能够实现实时的数据采集和传输,这对需要快速响应的工业过程控制是很重要的一点。


  5. 远程监控与管理:

    允许技术人员远程监控PLC的状态,进行诊断和故障的排除,极大地降低了维护成本,提高了效率。


  6. 数据分析与优化:

    通过将PLC数据转换为OPC UA格式,能更容易地集成到高级分析工具中,实现预测性维护、能效优化和生产流程的改进。


前文我们有提到钡铼技术新推出的BL121PO网关,感兴趣的朋友接着往下看吧!

网关_2串口不带天线白色_5.jpg


由于不同厂商、不同设备之间的底层传输协议有所不同,为了消除专有协议带来的通信障碍,这时就需要一个“中间工具”来使用统一的方式去实现不同设备间的数据交换和通信,以增强它们之间的互操作性。


网关BL121PO下行采集协议支持三菱、西门子、欧姆龙、台达、Modbus等多种PLC协议,上行转发协议支持OPC UA。该网关采用了嵌入式ARM MCU,是基于Linux OS系统开发的产品,拥有2个或6个RS485/RS232串口、2个网口、1个4G或WiFi接口,实现多样化的硬件连接。


硬件接口:

  • RS485/RS232串口:2/6个串口接口,支持多种设备连接和通信。

  • 网口:双网口设计,提供稳定的有线网络连接。

  • 4G或WiFi无线传输接口:一个接口,实现灵活的无线数据传输。


产品特点:

①宽工作电压设计,支持DC 9-36V供电,接口为接线端子方式,采用紧固结构,带有防反接保护电源设计。

②支持远程配置参数和远程升级固件,支持PLC远程调试上传和下载。

③支持芯片温度、内存、网口设备、串口设备等状态信息的上报。

④支持SNMPV1/V2;支持路由功能;支持OpenVPN功能。

⑤支持Modbus RTU转Modbus TCP、透明传输。

⑥支持RESET按键恢复出厂功能(在开机状态下长按,直至RUN指示灯熄灭),防止参数设置错误。

⑦支持软硬件看门狗,具有高度的可靠性。

⑧设备体积小,支持墙面壁挂式安装以及工业导轨安装。


产品选型:


121PO型号图.jpg










产品尺寸:


网关尺寸图.jpg





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