OPC UA案例五——OPC UA高度灵活控制污水系统

 案例背景

      超过一半的德国人口连接到一个合并的下水道。 在极端雨水事件期间，来自中间存储结构的环境有害的废水周而复始地排放污染水体。为了达到欧盟设定的所有水体状况达到良好的目标，地方当局和协会迫切需要对其污水处理厂和污水系统采取行动。今后，还需要进一步努力地有效减少水体污染。 有两种不同的方法来优化污水网络的排放量。一方面，可以在结构上增强污水系统，例如，通过建造澄清池或扩大管道直径。另一方面，污水流可以实时动态控制，以提高现有基础设施的效率并减少废水造成的环境污染。由于实时控制系统的动态操作，污水系统可以更好地应对未来的变化，如气候变化的影响。原则上，集成控制系统复杂，费时安装和维护，导致花费高昂。因此，供水商不愿意建立这样的系统。

 面临挑战 

      在由欧盟资助的研究项目范围内，SEGNO Industrie Automation GmbH开发了一个智能RTC（实时控制器）模块，简化了污水系统的实时控制，降低了实施成本。一个特别的挑战是不同制造商的地理分布式系统必须连接到模块。该模块是中央控制单元，必须连接到不同制造商的可视显示软件和可编程逻辑控制器（PLC）。安全通道必须用于数据通信，确保数据完整性以及防止未经授权的访问。

 解决方案 

      SEGNO集成控制系统的核心要素是用于开环/闭环控制和数据记录的模块，即ADESBA-RTC-Core。使用插件接口实现与集成Web服务器的连接以及与外部可视显示和控制系统的通信。为了与这些设备通信，决定采用受不同制造商的大量设备所支持的OPC UA工业标准。使用OPC UA比使用专有总线系统更容易实现数据集成，因为它提供了除原始数据之外的元信息。可以跨网络边界,安全地配置和启动数据集成。OPC UA对网络基础设施只有很低的要求，是强大的，并具有集成的安全性，如加密和授权。

 OPC UA背景 

      在过去几年中，SEGNO已经获得了基于“经典”COM / DCOM的OPC标准的经验，但它只适用于Microsoft系统。特别是在分布式网络中，DCOM配置是复杂和耗时的，并且通常只能使用附加软件来实现。因此，SEGNO决定对其ADESBA-RTC模块使用“新”标准OPC UA。为了连接现有的遗留系统，将软件网关用作UA代理服务器。 OPC UA通过定义的TCP端口建立通信，因此与防火墙的网络边界不再出现问题。使用Web服务实现，甚至可以通过http代理进行通信。 OPC UA的基本技术已经包含心跳监控（KeepAlive），因此可以在两个方向上实现连接被自动监控。所要求的安全通信是OPC UA的组成部分。该连接可以使用X.509证书来进行签名和加密。

 使用Unified Automation的产品 

      OPC UA插件是使用Unified Automation的“基于.NET的OPC UA Client & Server SDK（软件包）”开发的。它包括封装基本功能（如通信建立，消息传输和安全性）的总共三个程序集。服务器和客户端库提供了一个简单的API，使用户能够轻松、舒适地开发OPC UA应用程序。 使用Unified Automation的“UaGateway” 来确保链接到“经典”OPC标准。高性能封装和代理允许将COM / DCOM、客户端/服务器连接到OPC UA。因此，仅需要简单的配置，UaGateway就可以本地安装到运行“经典”OPC服务器的同一台PC上。网络上的通信是通过OPC UA加密和认证，这样可以避免VPN隧道或耗时的DCOM配置。

 关于SEGNO

      SEGNO Industrie Automation GmbH是一家专注于工业应用的软件公司。公司的核心领域是过程控制工程，软件开发，数据库系统，ERP集成，以及自动化遥控工程。为了确保客户的投资有效，解决方案是基于市场上常见的，符合行业标准的世界领先的制造商的产品。

      北京盟通科技专注于实时现场总线技术及工业通讯技术的研发、推广及技术支持服务，与多家行业领先的商业伙伴合作，致力于为工业自动化领域的客户提供优质服务。公司现有多款适用于工业自动化支持的软件协议栈及开发所需的正版授权软件，经验丰富的技术团队也可以帮助客户设计与调试并提供必要的技术支持。