留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于OPC UA的智能化综采工作面信息模型

杜毅博 张乘风 巩师鑫

杜毅博, 张乘风, 巩师鑫. 基于OPC UA的智能化综采工作面信息模型[J]. 工矿自动化, 2022, 48(2): 42-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021090040
引用本文: 杜毅博, 张乘风, 巩师鑫. 基于OPC UA的智能化综采工作面信息模型[J]. 工矿自动化, 2022, 48(2): 42-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021090040
DU Yibo, ZHANG Chengfeng, GONG Shixin. Information model of intelligent fully mechanized working face based on OPC UA[J]. Industry and Mine Automation, 2022, 48(2): 42-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021090040
Citation: DU Yibo, ZHANG Chengfeng, GONG Shixin. Information model of intelligent fully mechanized working face based on OPC UA[J]. Industry and Mine Automation, 2022, 48(2): 42-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021090040

基于OPC UA的智能化综采工作面信息模型

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021090040
基金项目: 

国家自然科学基金青年基金资助项目(51804158);国家自然科学基金重点资助项目(51834006);天地科技股份有限公司科技创新重点项目(2020-TD-ZD001)。

详细信息
    作者简介:

    杜毅博(1985-),男,河北邯郸人,副研究员,博士后,主要从事煤矿智能开采基础理论、煤矿大数据分析平台及煤矿知识图谱构建等新技术应用及煤矿智能化标准体系研究等工作,E-mail:duyibo@tdkcsj.com。

  • 中图分类号: TD713

Information model of intelligent fully mechanized working face based on OPC UA

  • 摘要: 针对综采工作面各系统进行数据对接过程中,需要频繁进行数据点表与语义对应,导致综采工作面系统互联和数据共享成本激增的问题,提出了一种基于过程控制统一对象模型(OPC UA)的智能化综采工作面信息模型。根据智能化综采工作面的物理组成、功能模块及各模块间的信息流要求,采用面向对象的方式给出了智能化综采工作面信息模型架构。在该架构的基础上,对综采工作面中物理对象及开采过程数据进行数字化和模型化描述,形成工作面级信息模型。详细介绍了信息模型中基础组件、监控组件集与功能组件集对象涉及的静态属性集和过程属性集的各类元素。采用OPC UA与统一建模语言(UML)联合建模方式对智能化综采工作面信息模型进行实例化:利用UML类图辅助进行信息模型结构的描述,然后转换为OPC UA信息模型XML描述文件,将信息模型结构数据和属性数据映射到OPC UA地址空间模型,启动OPC UA服务器。实际应用结果表明,综采工作面各系统可访问服务器地址空间,顺利获取智能化综采工作面信息模型的结构和对象数据语义,从而快速完成数据的采集、入库和更新。为验证信息模型的应用效果,在OPC UA服务器开发的基础上,开发了综采工作面信息管理与集成分析平台,现场应用试验表明,平台显示的监控数据与现场实际运行结果一致,后台数据均来源于地址空间信息模型,从而验证了信息模型结合OPC UA协议实现综采工作面信息互联互通的可行性。

     

  • [1] 王国法,杜毅博,任怀伟,等.智能化煤矿顶层设计研究与实践[J].煤炭学报,2020,45(6):1909-1924.

    WANG Guofa,DU Yibo,REN Huaiwei,et al.Top level design and practice of smart coal mines[J].Journal of China Coal Society,2020,45(6):1909-1924.
    [2] 刘峰,曹文君,张建明,等.我国煤炭工业科技创新进展及"十四五"发展方向[J].煤炭学报,2021,46(1):1-15.

    LIU Feng,CAO Wenjun,ZHANG Jianming,et al.Current technological innovation and development direction of the 14th Five Year Plan period in China coal industry[J].Journal of China Coal Society,2021,46(1):1-15.
    [3] 姜德义,魏立科,王翀,等.智慧矿山边缘云协同计算技术架构与基础保障关键技术探讨[J].煤炭学报,2020,45(1):484-492.

    JIANG Deyi,WEI Like,WANG Chong,et al.Discussion on the technology architecture and key basic support technology for intelligent mine edge-cloud collaborative computing[J].Journal of China Coal Society,2020,45(1):484-492.
    [4] 周济.智能制造——"中国制造2025"的主攻方向[J].中国机械工程,2015,26(17):2273-2284.

    ZHOU Ji.Intelligent manufacturing-main direction of "Made in China 2025"[J].China Mechanical Engineering,2015,26(17):2273-2284.
    [5] 张兆坤,邵珠峰,王立平,等.数字化车间信息模型及其建模与标准化[J].清华大学学报(自然科学版),2017,57(2):128-133.

    ZHANG Zhaokun,SHAO Zhufeng,WANG Liping,et al.Digital workshop information model and its standardization[J].Journal of Tsinghua University(Science and Technology),2017,57(2):128-133.
    [6] 宋庭新,李轲.基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用[J].中国机械工程,2020,31(14):1693-1699.

    SONG Tingxin,LI Ke.Data communication technology and applicationins for Intelligent manufacturing workshops based on OPC UA[J].China Mechanical Engineering,2020,31(14):1693-1699.
    [7] 谢善益,杨强,徐庆平.公共信息模型的OPC UA地址空间管理[J].电力系统自动化,2016,40(14):115-121.

    XIE Shanyi,YANG Qiang,XU Qingping.Address space management of OPC UA for common information model[J].Automation of Electric Power Systems,2016,40(14):115-121.
    [8] 陈海欢.OPC UA在城市轨道交通信号系统互联互通中的应用研究[J].铁路计算机应用,2019,28(2):61-64.

    CHEN Haihuan.Application of OPC UA in interconnection of urban rail transit signal system[J].Railway Computer Application,2019,28(2):61-64.
    [9] 王立平,张兆坤,邵珠峰,等.机床制造加工数字化车间信息模型及其应用研究[J].机械工程学报,2019,55(9):154-165.

    WANG Liping,ZHANG Zhaokun,SHAO Zhufeng,et al.Research on the information model of digital machining workshop for machine tools and its applications[J].Journal of Mechanical Engineering,2019,55(9):154-165.
    [10] 涂凡,黄海松,姚立国.面向离散车间制造信息本体建模的研究[J].机械设计与制造,2018(2):263-266.

    TU Fan,HUANG Haisong,YAO Liguo.Research on ontology modeling of manufacturing information for discrete workshop[J].Machinery Design & Manufacture,2018(2):263-266.
    [11] 王民,曹鹏军,宋铠钰,等.基于OPC UA的数控机床制造数字化车间信息交互模型[J].北京工业大学学报,2018,44(7):1040-1046.

    WANG Min,CAO Pengjun,SONG Kaiyu,et al.Information interaction model of digital workshop based on OPC UA for CNC machine tools manufacturing[J].Journal of Beijing University of Technology,2018,44(7):1040-1046.
    [12] 翁自觉,江城.OPC UA信息建模技术的研究与实现[J].数字技术与应用,2017(12):66.

    WENG Zijue,JIANG Cheng.The design and realization of OPC UA information modeling[J].Digital Technology and Application,2017(12):66.
    [13] 王勇.煤矿多系统"一张图"融合联动平台设计[J].工矿自动化,2019,45(9):99-102.

    WANG Yong.Design of coal mine multi-system fusion linkage platform based on "one map" [J].Industry and Mine Automation,2019,45(9):99-102.
    [14] 张爱绒,谢斌红,张英俊.基于OPC UA的煤矿监控系统集成设计与实现[J].太原理工大学学报,2012,43(1):69-72.

    ZHANG Airong,XIE Binhong,ZHANG Yingjun.Design and impementation of coal mine supervisory control system based on OPC UA[J].Journal of Taiyuan University of Technology,2012,43(1):69-72.
    [15] LEE B,KIM D,YANG H,et al.Model transformation between OPC UA and UML[J].Computer Standards & Interfaces,2017,50:236-250.
    [16] PAUKER F,WOLNY S,FALLAH S M,et al.UML2OPC-UATransforming UML class diagrams to OPC UA information models[J].Procedia CIRP,2018,67:128-133.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  105
  • HTML全文浏览量:  3
  • PDF下载量:  23
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-13
  • 修回日期:  2022-02-05
  • 网络出版日期:  2022-03-01

目录

    /

    返回文章
    返回