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OPC UA案例七——OPC UA用于DB Netz AG的DBMAS系统

发布时间:2017-05-10

德国铁路公司检测系统中的标准化通信结构

背景

DBMAS系统(DB-Meldeanlagensystem)是一种新的标准化解决方案,用于远程控制和监控报警系统和进一步的运行相关的基础设施,DB AG在2009年被招标。要连接的设施包括热箱检测系统轨道区,桥梁和坝上的风力传感器系统以及铁路隧道的安全装置。DBMAS设计的重点是通信接口的标准化。因此,远程控制协议IEC 60870-101 / 104被定义为从DBMAS控制中心到所连接设备的强制接口,即所谓的现场级。对于所有其他系统接口,需要公开协议。SST(信号和系统技术)公司已经获得了实施DBMAS的合同,该公司已改名为voestalpine SIGNALING Siershahn GmbH。

挑战

DBMAS应该基于SST公司已经存在的产品CMS(中央监控系统)来实现。CMS是一个平台独立的系统,由于其模块化,非常灵活的可扩展性,并汇集来自不同的铁路和车辆诊断系统的信息。特别是,现有的基于专有协议的客户端——服务器通信必须迁移到标准化的通信结构,其中包括以下要求:通信必须是基于IP的,协议必须在低带宽(部分小于64 kbit/s)下也能有效工作。主要的是加密传输应该是可行的。此外,应该可以分别建模和传送系统的复杂信息结构。由于所传送的信息至少部分地与安全性相关并且需要操作者的非常迅速的反应,所以必须能够进行准实时通信。除此之外,应当优选被标准化规范的协议。为了能够将协议集成到现有的软件解决方案中,应该可以用C ++实现接口。

解决方案

采用在当时仍是非常新的标准OPC UA,SST已经首先获得了良好的用于标准化列车诊断系统通信的经验。 因此,OPC UA是DBMAS中客户端——服务器通信的主要候选者。在测试实现和评估更多选项以及验证后,由于OPC UA满足所有要求,SST和DB Netz AG联合决定使用OPC UA,在DBMAS中实现客户端——服务器通信。能够再现潜水员诊断信息的复杂数据结构的OPC UA信息模型已经被开发出来。通过UA TCP二进制协议高效地传输数据; 即使在具有较低带宽的网络中,也可以通过使用OPC UA订阅机制来实现优良的反应时间。

使用Unified Automation的产品

对于DBMAS内部的状态信息的简单传输,仅使用了OPC UA的“数据访问”部分。例如,客户端订阅仅在数据改变时报告的状态信息,这样在低带宽时可减轻网络负载。为了生成用户定义的消息,OPC UA条件框架已被集中使用。为此,在“UaModeler”中设计了新的信息模型,并且新的、自定义的报警类型已经包括生成的相应条件和子条件。“基于C ++的OPC UA Client Server SDK软件包”提供了包含所有OPC UA特定实现的工具包,它能够轻松集成使用UaModeler创建的信息。因此,可以以非常低的时间花费来开发OPC UA服务器和客户端。“UaExpert”是一个免费的通用参考客户端,已经被用作测试工具。 使用其插件概念,UaExpert可以为任意信息模型提供数据和报警视图。

关于 DB AG and voestalpine SIGNALING Siershahn GmbH

德国铁路公司是一家总部设在柏林的运输公司,由1000多家子公司组成。在铁路交通领域最着名的子公司是DB Regio(短途交通),DB Fernverkehr(长途交通)和DB Schenker(铁路货运服务)。总部设在法兰克福的DB Netz AG是德国铁路公司的铁路基础设施公司,经营着欧洲最大的铁路网,长约33,000公里。

Voestalpine SIGNALING Siershahn GmbH(原SST有限公司)是一家系统供应商和服务提供商,是铁路公司的合作伙伴,专业从事运行可靠性以及维护。核心专业知识领域是铁路和车辆诊断系统的开发,用于铁路运输以及控制室和联网电信网络。


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