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IEC 62541 -8 OPC UA统一体系结构标准 – Part 8 数据存取

65E/31/CD

COMMITTEE DRAFT (CD)

题目：

IEC 62541 -8: OPC 统一体系结构标准– Part 8: 数据存取

(Titre) :

开端注解：这些光碟是关于65E/2A/NP草案的重新分配。所有部分仅有的内容改动就是范围的扩大。因此国家委员会被要求在2008年4月前给出对NC的评论，所以WG可以把预定在下次会议进行讨论的公认的评论包括进来。

前言 (3)

1 范围 (4)

2 参考文献 (4)

3 术语, 定义, 和缩写词 (4)

3.1 OPC UA Part 1 术语 (4)

3.2 OPC UA Part 3 术语 (4)

3.3 OPC UA Part 4 术语 (4)

3.4 OPC UA 数据存取术语 (4)

3.4.1数据项 (4)

3.4.2模拟项 (5)

3.4.3离散项 (5)

3.4.4工程单位 (5)

3.5 缩写词和标记 (5)

4概念 (5)

5模型 (6)

5.1 综述 (6)

5.2 变量类型 (7)

5.2.1数据存取性质的“可选的新的建模规则” (7)

5.2.2数据项类型 (7)

5.2.3模拟项类型 (7)

5.2.4 离散项类型 (8)

5.3 地址空间模型 (9)

5.4 数据项的属性 (9)

5.5 属性数据类型 (10)

5.5.1概要 (10)

5.5.2范围 (10)

5.5.3EU信息 (10)

6 服务数据存取具体用法 (10)

6.1 部分静带 (11)

6.2 数据存取状态码 (11)

6.2.1概述 (11)

6.2.2操作等级结果码 (11)

6.2.3限制位 (12)

6.2.4语义变化 (12)

IEC

____________

统一体系结构–

前言

这个标准是为OPC UA客户端和服务器开发者而准备的。本标准是为了制定一个标准接口，从而方便由多个厂商紧密地联系在一起进行开发服务器和客户端的开发的一个分析与设计过程的结果。

1 范围

本标准是整个OPC 统一体系结构系列标准的一部分，它为自动化数据定义了与数据存取(DA)相关的信息模型。它特别包括了额外的变量类型和数据存取需要的节点类和属性的补充说明，额外的标准产物和其它信息和行为。

完全地址空间模型, 包括所有节点类和属性,在[UA Part 3].中具体介绍。查出和存取数据的服务被指定在[UA Part 4]。

2 参考文献

[UA Part 1] OPC UA Specification: Part 1 – Concepts, Version 1.0 or later

https://www.wendangku.net/doc/0517478074.html,/UA/Part1/

[UA Part 3] OPC UA Specification: Part 3 – Address Space Model, Version 1.0 or later

https://www.wendangku.net/doc/0517478074.html,/UA/Part3/

[UA Part 4] OPC UA Specification: Part 4 – Sevices, Version 1.0 or later

https://www.wendangku.net/doc/0517478074.html,/UA/Part4/

[UA Part 5] OPC UA Specification: Part 5 – Information Model, Version 1.0 or later

https://www.wendangku.net/doc/0517478074.html,/UA/Part5/

3 术语, 定义, 和缩写词

3.1 OPC UA Part 1 术语

以下的术语在[UA Part 1]应用中定义。

地址空间

节点

节点类

引用

签署

视图

3.2 OPC UA Part 3 术语

以下的术语在[UA Part 3]应用中定义。

数据变量

对象

属性

变量

变量类型

3.3 OPC UA Part 4 术语

以下的条件在[UA Part 4]应用中定义。

静带

3.4 OPC UA 数据存取术语

3.4.1数据项

一个数据项代表与任意的活的自动操作的数据的链接，即代表目前有效的信息。例如：

设备数据（如温度传感器）

估计数据

状态信息（开/关，移动）

动态改变的系统数据（如股市报价）

诊断数据

3.4.2模拟项

模拟项是代表连续变化的物理量的数据项。典型的例子是由温度传感器或压力传感器提供的数值。OPC UA 定义具体变量来辨认模拟项。性质描述模拟量可能的范围

3.4.3离散项

离散项是能代表能唯一作为某一可能值的数字的数据项。具体变量类型用来辨认带二个状态或多个状态的离散项。性质明确说明了这些状态的数值串。

3.4.4工程单位

模拟项用整数或浮点数代表连续改变的物理量(如, 长度、质量、时间, 温度)。工程单位为这些数量指定测量单位。标准定义属性以通知可能被用于数据项值的单位和关于在通常操作中被用到的最大和最小值。

3.5 缩写词和标记

DA 数据存取

EU 工程单位

UA 统一体系结构

4概念

数据存取处理OPC UA服务器中的自动数据表示和使用。

自动化数据可以位于ＵＡ服务器内部或直接连到ＵＡ服务器的I / O卡上。它也可以设在子服务器或其他设备，如控制器和由通过现场总线或者其他通信链接连接的输入/输出模块，ＵＡ数据存取服务器提供一个或更多的通过透明存取它们自动数据的ＵＡ数据存取客户机。

到自动化数据实例的链接叫做数据项。提供哪一类自动化数据，完全是厂商的具体情况决定。图1显示了ＵＡ服务器的地址空间怎样构成不同数据项的广阔的地址范围。

Figure 1 – OPC DataItems are linked to automation data

客户也可以读或写数据项，或监督它们的值的变化。这些操作所需服务是在[UA Part 4]中定义。变化是界定为一个状态上的变化（质量），或值的改变即超过一个客户定义的范围称为静带。为了检测值的变化，将现值与上次报告的值之间的差额与静带进行比较。

5模型

5.1 综述

数据存取模型通过定义变量类型来延伸变量模型。数据项类型是基础型。模拟类型和离散类型（及它的二态和多态子类型）是专门化的。每种变量类型可以进一步延伸到形式域或服务器的具体数据项。

Figure 2 – DataItem VariableType Hierarchy

5.2 变量类型

5.2.1数据存取性质的“可选的新的建模规则”

建模规则在OPC UA中是一个可扩展的概念；[UA Part 3] 中定义了规则" None ", "分享" 和"新" 。然而，一些数据存取性质是可选的，因此这部分定义可选的新的建模规则。

可选的新的表明,与类型定义节点相关的节点是可选的, 但当需要时,应用了新的建模规则(参见[UA Part 3]) 。这个建模规则只适用与所有属性相关的变量。

5.2.2数据项类型

变量类型定义数据项的一般特征。所有其它的数据项类型从它派生。数据项类型由基本变量类型派生，因此共享变量模型，如[UA Part 3]和[UA Part 5]描述的一样。表1给出了它的正式定义：

定义是指定的根据商家不同而有所区别的可读的串，它可以明确规定怎样计算数据项的值。定义非本地化，它经常包含能由某些客户鸡解析的等式。

例如：Definition ::= “(TempA –25) + TempB”

数值精度指定了在目标环境里在限制范围内服务器为数据项可能维持的最大精确度。

数值精度可以用于以下的数据类型：

指定了小数点后位数的单精度和双精度实型值。

表明了极小的在纳秒级的时差的日期时间类型。如, 20.000.000的精度值定义了20毫秒的精确度。

数值精度的性质是将对客户提供指导的近似值。一个服务器被期望默默地围绕任一数值同时支持的更多精确度。这暗示了，客户也许会遇到从服务器读回的数值与它给服务器写的数值不一样的案件。这种不同仅仅是这个性质建议的区别。

5.2.3模拟项类型

变量类型定义了模拟项的一般特征。所有其它模拟项类型由它派生。模拟项类型由数据项类乡派生。。它被正式定义在表2：

仪器范围定义了由仪器返回的数值范围。

例如: InstrumentRange ::= {-9999.9, 9999.9}

范围类型将在5.5.2条目中详细说明。

EU范围定义了在普通操作中获取的数值范围。它适用于类似自动地排列线图显示的使用。

传感器或仪器失败或钝化可能导致一个实际上已超出范围的返回值。客户软件必须准备处理这些问题。客户也许同样试图写回一个超出这个范围之外得值到服务器。在这种情况下的确切行为(受理、拒绝、夹紧, 等。)是依赖服务器的。但是总的来说服务器必须对它准备处理。

例如: EURange ::= {-200.0,1400.0}

参见条目6.1基于工程单位范围的特殊监视过滤器(PercentDeadband)。

EU信息定义了数据项值的单位(e.g., DEGC, hertz, seconds).

ＥＵ信息在条目5.5.3中给出了具体定义。

5.2.4 离散项类型

变量类型是个抽象型。即,这种类型的实例不存在。但是, 当浏览或询问时它可以被使用在过滤器中。离散象类型从数据项类型中派生，因此共享所有它的特征。表3给出了它的正式定义：

5.2.4.1 两态离散类型

这变量类型定义了有二个状态离散项的一般特征。两态离散类型由离散项类型派生。它正式被定义在表4：

真态包括与其值为真的数据项相联系的一个串。通常，它被用于关闭（non-zero）状态下的连接。

例如"RUN", "CLOSE", "ENABLE", "SAFE“,等等.

假态包括与其值为假的数据项相联系的一个串。它被用于打开（zero）状态下的连接。

.例如"STOP", "OPEN", "DISABLE", "UNSAFE“, 等等

5.2.4.2 多态离散类型

变量类型定义了可能有超过二个状态离散项的一般特征。多态离散类型从离散项类型派生。它正式被定义在表5：

枚举串查寻表对应于连续数值(0, 1, 2, 等)的串。

例如:

”OPEN”

”CLOSE”

”IN TRANSIT” 等.

这里“OPEN”对应０，“Close”对应１，“IN TRANSIT”对应２。

客户应准备好应付超出列表和稳健的（即做好准备处理写入非法值）服务器上的范围的数据项的值。如果数据项包含一个整数数组，那么这种检查表将应用到数组的所以元素中。

5.3 地址空间模型

在地址空间中，数据项总是作为其他节点的数据组件被定义。它们从不自己定义自己。一个简单的例子，一个数据项的集装箱也许是一个"文件夹对象" ，但它可以是任何其他类型的一个对象。

图3说明了一个数据项基本的地址空间模型——在这种情况下的一个模拟项。

Figure 3 – Representation of DataItems in the AddressSpace

每个数据项都代表了一个拥有一套特殊属性集的数据变量。类型定义参考指出了数据项的类型（在这种情况下的模拟类型）。数据项的其它特点用性质进行定义。这些变量类型在条目5.2详细介绍，它们的性质也许存在。这些性质在数据访问客户机的大的范围上时有用。要披露类似的信息的服务器应使用OPC定义的性质，而不是一个厂商具体定义的。

上图仅仅显示了，属性和性质的一个子集。其他为变量定义的属性在[UA Part 3] (例如., Description) 也是可用的。

5.4 数据项的属性

本节列出了对于数据存取来说特别重要的变量的属性。它们在[UA Part 3]中被详细介绍了。下面列出了对数据存取特别重要的属性：

值

数据类型

访问等级

最小抽样间隔

值就是服务器的变量的最近的数值。它的数据类型有数据类型属性定义。访问等级属性定义了服务器访问当前数据的基本的能力，最小抽样间隔定义了数据的实时性。

当客户为了读或监视而请求属性值时, 服务器总返回一个状态码(质量和服务器访问/提供数值的能力) 并且, 任意地,一个服务时间标签和一个数据源时间标签。详情见[UA Part 4]状态码和二个时间戳的意思。数据存取的具体状态编码被定义在条目6.2。

5.5 属性数据类型

5.5.1 概要

以下数据类型的描述，这部分定义的数据类型被使用为数据存取性质中。

标准数据类型比如串，布尔型，双精度实型或者局部文本在[UA Part 3]定义。它们的表示在[UA Part 5]具体说明。

5.5.2 范围

这个结构定义了一个值的范围。表6定义了它的元素。

Table 6 – Range Data Type Structure

表7中定义了在地址空间中的表示形式。

Table 7 – Range Definition

5.5.3 EU信息

这个结构包含了关于工程单元的信息。表8定义了它的元素。

结构被定义成这样, 即标准主体可以合并他们定义在OPC UA的工程单元。服务器将使用在这个结构里的名空间来辨认正确的组织。

Table 8 – EUInformation Data Type Structure

表9定义了它在地址空间中的表示形式。

Table 9 – EUInformation Definition

6 服务数据存取具体用法

[UA Part 4] 规定了整个服务集。这些是实现数据存取所必需的。

检查数据项和他们的性质的视图服务集合查询服务集

读写属性特别是数值属性的属性服务集合

建立数据项的监控和接受数据更改通知的监测项和签署服务集

6.1 部分静带

[UA Part 4]中数据变化过滤器定义了一些条件，在这个条件下，数据改变通知必须报告。这个过滤器包含一个静带，它可能是完全静带或部分静带。[UA Part 4]已经指定了完全静带的行为。本条目指定部分静带类型的行为

静带类型= 部分静带

为静带的这种类型定义了作为EU范围的百分比的静待值。即，它只适用于带EU范围性质的模拟项，这个性质为数据项定义了典型的数值范围。这个范围将被以静待值倍增，以产生一个例外极限。例外被确定如下：

Exception if (absolute value of (last cached value - current value) >

(deadbandValue/100.0) * ((high–low) of EURange)))

如果数据项是一个数组值和任一种超出静带值得数组元素, 那么返回整个被监测的数组。

6.2 数据存取状态码

6.2.1概述

本部分定义了当应用到状态码使用于数据存取值时的附加的代码和规则。

状态码的一般结构被指定在[UA Part 4] 。它包括一套共同的也可用于数据存取德操作结果代码。

6.2.2操作等级结果码

一定条件下产生的变量值只对自动数据和特殊情况下的设备数据有效。它们很相似，但是比现场总线标准中的数据质量描述要稍微普通些。

下面，表10包含包含代码以BAD攻击severity,表明失败。

表11包含代码由部确定的攻击, 表明数值已经由普通的子条件产生。

表12包含了GOOD（SUCCESS）代码。

再次提醒,这些代码是应用到所有的数据类型并且在[UA Part 4]给出定义的数据存取和补充代码的详细说明。

6.2.3限制位

状态码的低16位是包含其它信息的标志位, 但不影响状态码的意思。对于数据项有特殊兴趣的是限制位域。在某些情况下, 譬如传感器失效时，它可能提供有用的诊断信息。不支持极限的服务器必须设置这个域为0

6.2.4语义变化

状态码也包含一个叫做语义变化的信息位。

如果一个或多个下列的性质发生变化时，实现数据存取的UA服务器在通知中必须设置这一位。

工程单元（如果客户机用值进行计算时，可以创建问题）

工程范围(如果部分静带过滤器正在使用，可以改变一个签署的行为)

它不会为任何其它数据存取性质而改变。

直到客户重新阅读与变量相关的性质时，他才会处理这些数据值。