国内外对于OPCUA协议规范已经有了很多研究，国外西门子、ABB等公司均已推出了支持OPCUA规范的产品，也有很多成熟的OPCUASDK，国内对于OPCUA研究较晚，但已有较多应用。为了解决工厂设备和协议多样带来的数据采集和上位机开发难题，本文设计了基于OPCUA的数据采集系统，实现工业设备协议到OPCUA协议的转换，通过驱动开发和简单配置就可以实现设备的兼容。本文设计了系统的总体方案，该系统由3部分构成：
01本地工业设备网络
02本地监控服务器
03云端数据处理服务器
系统以本地监控服务器为核心，向下采集工业设备网络数据并进行OPCUA协议转换，建立OPCUA服务器和本地监控，向上结构化存储工业设备数据到云端服务器。首先根据功能需求设计本地监控服务器，基于OPCUASDK搭建OPCUA服务器，采用接口的方式标准化数据采集驱动和数据解析插件，实现工业机器人协议到OPCUA的转换，同时使用WPF设计可视化本地监控和配置界面；然后基于Redis和MySQL建立云端数据库，便于进一步进行数据开发和基于机器学习算法进行故障预测性分析；最后基于UR5和ABB设计数据采集驱动和数据解析插件，使用开源的OPCUA客户端和虚拟调试技术测试建立的本地监控服务器的完整性和可行性。
2系统需求分析与总体方案设计本文设计的基于OPCUA的数据采集系统，旨在为所有未提供OPCUA协议功能的设备建立通用的OPCUA转换机制，实现不同工业设备通信协议到OPCUA协议的转换。通过针对不同的工业设备设计标准的数据采集驱动，将工业设备采集的数据进一步分解加工为含有语义信息的OPCUA格式信息，从而映射建立OPCUA地址空间，为不具备OPCUA功能的工业设备建立OPCUA服务器，实现设备协议标准化，建立设备的互通信，降低工厂设备和协议多样带来的上位机统一监控难题。
图1系统总体构成图
Fig.1Overallsystem