创建与导入用户自定义OpcUa信息模型

JZGKCHINA

工控技术分享平台

尊重原创 勿抄袭

勿私放其他平台

引言

理想中，每个行业都应该有自己行业的标准模型，比如：塑料行业有euromap标准，包装行业有packml标准。

如果您所处的行业有现行标准，但是手中没有现成的模型可用，或者业主要求按照每一种固有格式（业主固有标准模型）提供数据，就可以使用此方法创建模型，即用户自定义数据结构进行建模。

“

创建过程分为四个步骤：

• 信息模型
• 创建模型
• 数据引用
• 测试

1、OpcUa 自定义信息模型

本章节将对 OpcUa 信息模型进行详细阐述，介绍了信息模型的概念，如何创建用户的信息模型以及在贝加莱控制器内如何实现。

本章节中所用的工具来自于https://www.unified-automation.com/，其中 Client 为 UaExpert v1.5.1，模型工具为 UaModeler 1.6.3。

1.1 信息模型

信息模型是面向对象分析的基础，它的基本思想是描述三个内容：对象、对象属性和对象之间的关系；

对于OpcUa来讲，就是对象、对象模型、变量、变量类型、视图、方法、引用、数据类型他们之间的结构层级及关系。

1.1.1 贝加莱控制器信息模型

在贝加莱控制器对于过程变量及方法的标准发布，默认上是集成了两种信息模型，为：

1. 由贝加莱定义的B&R信息模型（Namespace http://br-automation.com/OpcUa/PLC/PV/），如图 11所示：

图 11 B&R信息模型(V2)

1. 由PLCopen定义的IEC 61131信息模型（Namespace http://PLCopen.org/OpcUa/IEC61131-3/），如图 12所示：

图 12 IEC 61131信息模型

1.1.2 Others informationmode samples

位于 AS 安装路径 ..\BRAutomation\AS49\Samples\ 下具备相关的 Sample 例程；

图 13相关Samples

其中具备信息模型的案例如表2.1所示，为 (EUROMAP 标准, 2020)。

表2.1 OpcUa Samples

1.2 创建模型

1.2.1 发布OpcUa

首先在 CPU 配置内使能 OPC-UA System，同时将其 Information models - PV选项调整至 2.00，如图 14所示：

图 14修改模型为V2

创建好测试用程序及方法，对OpcUa变量即方法进行发布；

如有需要，也可以对发布的节点的属性做出修改，如图 15所示，对OpcUa变量的显示名称、属性做出了修改，同时使能了Client端对当前节点的索引名、显示名及描述进行修改的属性，即可以在Client端写入、修改当前节点的索引名、显示名及描述项；

图 15 发布OpcUa变量及方法

完成上述操作后，需要对当前工程进行全编译，如图 16所示。

图 16 Rebuild

1.2.2 收集原始对象

在当前工程的 ..\Temp\Transfer\<Configuration Name>\<CPU Type>\FilesToTransfer\AddonsData\OPCUA\NodeSet\Vendor\ 路径下，找到 plc.uanodeset 文件，如图 17所示，将其拷贝；

图 17 Rebuild

为工程便利，创建一个新的文件夹作为新模型的工程所在路径，同时将刚才拷贝的 plc.uanodeset 文件后缀名修改为 .xml，如图 18所示。

图 18 添加B&R PLC模型

同时当前工程的 ..\Temp\Objects\<Configuration Name>\<CPU Type>\ 路径下找到与 OpcUaMap 表同名的文件夹，如图 18所示，其中标签A 与标签A同名，标签B 与 标签B同名。

图 19 OpcUaMap表路径

进入该文件夹后，找到后缀名为 .uar 的文件，如图 110所示文件；将其复制至上述操作中所新创建的文件夹内，同时将其后缀名也修改为 .xml，如图 111所示。

图 110 OpcUaMap表

图 111 修改 OpcUaMap表后缀

1.2.3 创建自定义模型工程并导入B&R模型

使用 UaModeler 工具来进行模型的创建与节点数据的关联。

打开 UaModeler 工具，创建一个新的工程，如图 112所示，此处为方便处理，选择将 UaModeler 工程路径选为 1.2.2 中所创建的文件夹。

图 112 创建UaModeler工程

选择 modeling-v1_0 ，同时修改生成对象保存的路径，建议选择与 UaModeler 工程同路径下，如图 113所示。

图 113 选择对象类型

选择基本模型，点击画面中 Find another model 按钮，在弹出的文件选择窗体中，将筛选类型选为 *.xml，选则 plc.xml 文件，如图 114所示。

图 114 导入 PLC 模型

此处可以对自定义信息模型的信息做最终修改，例如可以对自定义模型的生成文件名、模型名称、模型文件保存的路径，以及最重要的 Namespace URI 进行修改，如图 115所示。

修改好所需信息后，点击 Finish 即可。

图 115 自定义模型信息

点击 Finish 之后，可能会弹出如图 116、图 117所示的模型转换与模型编辑的提示窗体，点击窗体内的 OK 按钮即可。

图 116 模型格式转换提示

图 117 模型编辑提示

完成上述操作后，即可得到如图 118所示界面，即存在自定义模型（空模型）与 PLC 模型的工程，此时可以查看到 PLC 对象节点。

图 118 导入PLC模型结果

接下来，导入 B&R/PLC/PV 模型，点中工程中 Models 项，在点击鼠标右键弹出的窗体中，选择 Add Existing Model 项，通过此方法导入 PV 对象，如图 119所示。

图 119 导入外部模型

在弹出窗体中，将筛选项改为 *.xml ，找到 OpcUaMap.xml 文件，导入后，将窗体内 NamespaceIndex 的值改为 4 ；

图 120 导入 PV 模型

导入 PV 对象后，可能会弹出如图 121、图 122所示的提示窗体，点击 OK 即可。

图 121 模型提示

图 122 格式转换提示

导入 PV 对象成功后，则可以在 UaModeler 信息模型窗体内观察到已经导入的 PV 对象的结果，如图 123所示，能够看到当前模型即当前 AS 工程内所发布的 OpcUa 过程变量及方法。

图 123 PV对象

1.2.4 创建自定义模型

在 UaModeler 信息模型窗体内，可对当前的信息模型进行自定义编辑，例如添加节点、添加文件夹等操作；

本例中直接在 Object 文件夹下进行添加了节点；如图 124所示操作。

图 124 添加实例

添加节点后，对此节点的相关属性进行修改，例如此节点的类型、命名空间、节点名称等；此处添加了一个名为HeseriDemo 的 Object ，并使其归属为自定义的命名空间，如图 125所示。

创建好节点后点击右下角 OK 按钮，使当前操作生效。

图 125 对象节点

在 Addition Attributes 页签中还可编辑节点的索引名称、显示名称、描述信息等内容；同样的方式，对该节点下添加其它节点，并使其类型为 Variable，如图 126所示。

图 126 添加变量节点

添加好变量节点后，可以定义当前变量节点的节点类型，由于是变量节点，此处选择 DataItem Type，如图 127所示；

在其数据类型定义处按 AS 工程内对应选择当前变量节点的数据类型，如图 128所示。

若该节点不是变量节点，请按实际需求选择对应的节点类型即可。

图 127 节点类型

图 128 变量数据类型

关于 IEC 数据类型与 OPC UA 数据类型的相互关系如图 129所示；其 AS 帮助页面所对应的GUID 为 ：8f58503d-a2d1-4286-9094-e60a15bbf66d

图 129 数据类型对照参考

同样的方式，完成对方法节点的添加，以及输入、输出参数的配置，如图 130所示。

图 130 添加方法节点

若该节点存在其它构件，则可在当前节点的 Instance 页签内，点击 Select optional compments ，在弹出窗体中勾选需要的附加的构件即可，如图 131所示则为变量节点的构件。

图 131 变量节点构件

1.3 数据引用

数据引用即为将数据源由B&R信息模型映射至自定义信息模型的相关节点上，本处只对变量节点和方法节点的数据引用做出了说明，对于其它节点由于B&R暂未支持，遂此处不做讨论。

1.3.1 变量引用

选中自定义模型中的变量节点，在其 References 页签内，引用类型选择 BrHasValueAttribute 类型，如图 132所示。

图 132 变量节点引用类型

在 Target 中选择当前变量所连接的B&R模型中的数据源，如图 133所示。

图 133 变量节点引用数据源

1.3.2 方法引用

选中自定义模型中的方法节点，在其 References 页签内，引用类型选择 BrHasImplementation 类型，如图 134所示。

图 134 方法节点引用类型

在 Target 中选择当前变量所连接的B&R模型中的数据源，如图 135所示。

图 135 方法节点引用数据源

1.3.3 模型导出

自定义模型编辑好后保存并发布当前模型，如图 136所示。

图 136 发布模型

模型发布成功后，将自定义模型以 xml 格式导出，如图 137所示。

图 137 模型导出xml

1.3.4 AS工程导入模型

在 AS 工程内导入 UaModeler 中导出的 xml 格式的自定义模型，并将其后缀名重命名为 .uanodeset ；

打开此文件，修改其中的 http://opcfoundation.org/UA/、http://opcfoundation.org/UA/DI/、http://PLCopen.org/OpcUa/IEC61131-3/ URI 所对应的时间，之后编译、下载即可，其AS 帮助页面的GUID为：5780262d-a9d1-4408-9830-7881cf1447e6。

如图 138所示。

图 138 模型导入AS工程

1.4 测试

打开 OpcUa Client 测试工具，如UaExpert，对自定义模型进行测试，可见自定义模型的节点参数及其命名空间，如图 139、图 140所示。

图 139 Client测试

图 140 命名空间对应项

作者介绍：

Heseri君

4年工作经验。曾就职于东北制药集团，负责自动化技术管理工作。工作期间，曾参与国家级项目——大宗原料药及医药中间体智能制造新模式，对贝加莱APROL和AS软件有一定研究。