【摘 要】
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目前,数字化工厂的总体要求,是设备的即插即生产。实现此目标面临的主要障碍,是工业现场不同厂家的设备大多使用不同的通信协议,从而面临着不互通和不能实现互操作的问题。根据以往的实践,每种通信协议的设备都需要有专门的技术人员来维护,维护通常需要多个手动执行的步骤,这样提高了开发运维的成本。此外,即插即生产需要实现设备接入系统时的自识别和自组态。因此,本文为边缘计算平台开发了一套设备即插即用组件,实现了对
【基金项目】
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工信部工业和信息化领域公共服务能力提升专项的项目“基于边缘计算的物联网技术测试验证”； 企业合作项目“通用自动化组件模型研究与软件开发”；
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目前,数字化工厂的总体要求,是设备的即插即生产。实现此目标面临的主要障碍,是工业现场不同厂家的设备大多使用不同的通信协议,从而面临着不互通和不能实现互操作的问题。根据以往的实践,每种通信协议的设备都需要有专门的技术人员来维护,维护通常需要多个手动执行的步骤,这样提高了开发运维的成本。此外,即插即生产需要实现设备接入系统时的自识别和自组态。因此,本文为边缘计算平台开发了一套设备即插即用组件,实现了对IO-Link设备接入EdgeX Foundry边缘计算平台的即插即用。本文首先分析了边缘计算平台的设备即插即用组件需求,基于IO-Link、OPC UA、EdgeX Foundry等技术,设计了基于边缘计算的设备即插即用技术方案。然后,本文设计并实现了开源边缘计算平台EdgeX Foundry的IO-Link设备即插即用组件,包括数据采集模块、设备管理服务、边缘设备接入服务、模型映射服务、数据导出服务、模型与配置存储服务和可视化服务七个部分。数据采集模块负责设备识别与数据采集。在设备的即插即用组态过程中,设备管理服务协调其它服务完成即插即用工作流程,包括IO-Link设备描述映射到OPC UA地址空间;设备接入边缘网关的自动配置;配置和模型的存储管理;历史时序数据流持久化等功能。数据导出服务将边缘网关中设备的数据流导出上云。可视化服务根据设备模型,动态变更Web可视界面来兼容新设备,为运维人员提供设备在线监控的功能。最后,通过实验验证了设备即插即用组件中各模块的功能和性能。实验结果表明,为EdgeX平台开发的设备即插即用组件,支持IO-Link设备的即插即用,拥有良好的性能。
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