T/CNFPIA 1004-2022 木制品表面涂饰设备 基于 OPC UA 信息模型规范

ICS79.120

CCSB97

团体标准

T/CNFPIA1004—2022

木制品表面涂饰设备

基于OPCUA信息模型规范

Specificationforinformationmodelofwoodproductssurfacefinishing

equipmentbasedonOPCUA

2022-10-31发布2022-12-01实施

中国林产工业协会发布

T/CNFPIA1004—2022

目  次

前言......................................................................................................................................................................II

1范围.................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件............................................................................................................................................1

3术语、定义和缩略语....................................................................................................................................1

4典型木制品表面涂饰生产线........................................................................................................................2

5信息集成互联网络架构................................................................................................................................3

6信息模型........................................................................................................................................................3

I

T/CNFPIA1004—2022

前  言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国林产工业协会提出。

本文件由中国林产工业协会标准化技术委员会（CNFPIATC）归口。

本文件起草单位：广东瀚秋智能装备股份有限公司、中国林业科学研究院木材工业研究所、南京林

业大学、广东豪德数控装备股份有限公司、湖北豪尔特智能装备有限公司、广东磨克科技有限公司、广

东顺德迪峰机械有限公司、圣奥科技股份有限公司、河南索菲亚家居有限责任公司、浙江王牌门业有限

公司。

本文件主要起草人：付秋霞、林斌、杨显涛、张翼冲、侯晓鹏、李博、安源、王霄、吴智慧、

冯鑫浩、刘敬溪、廖宗军、潘凌云、谢清、陈勇、何炽东、何利明。

II

T/CNFPIA1004—2022

木制品表面涂饰设备基于OPCUA信息模型规范

1范围

本文件规定了基于OPCUA的木制品表面涂饰设备信息集成互联网络架构以及信息模型。

本文件适用于木制品表面涂饰设备各自以及相互之间的信息集成。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅注日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T18793—2002信息技术可扩展置标语言（XML）1.0

GB/T33863.1—2017OPC统一架构第1部分：概述和概念

GB/T33863.3—2017OPC统一架构第3部分：地址空间模型

GB/T33863.4—2017OPC统一架构第4部分：服务

GB/T33863.5—2017OPC统一架构第5部分：信息模型

GB/T38869—2020基于OPCUA的数字化车间互联网络架构

GB/T39561.3—2020数控装备互联互通及互操作第3部分：面向实现的模型映射

T/CNFPIA1002—2021木制品表面涂饰设备信息集成接口规范

3术语、定义和缩略语

下列术语、定义和缩略语适用于本文件。

3.1术语和定义

3.1.1

信息模型informationmodel

定义、特征化、关联给定系统或一组系统的信息资源和组织框架。

[来源：GB/T33863.1—2017，3.2.12]

3.1.2

数字化车间digitaifactory；digitalworkshop

以生产对象所要求的工艺和设备为基础，以信息技术、自动化、测控技术等为手段，用数据连接车

间单元，对生产运行过程进行规划、管理、诊断和优化的实施单元。

[来源：GB/T38869—2020，3.1.2]

3.1.3

地址空间addressspace

OPCUA服务器中对于客户端可见的信息集合。

[来源：GB/T33863.1—2017，3.2.1]

1

T/CNFPIA1004—2022

3.1.4

对象object

表示系统的物理或抽象元素的节点。

注：使用OPCUA对象模型为对象建模。系统、子系统和设备是对象的示例，对象可以作为对象类型（objecttype）

的实例来定义。

[来源：GB/T33863.1—2017，3.2.20]

3.1.5

变量variable

包含值的节点。

[来源：GB/T33863.1—2017，3.2.33]

3.2缩略语

DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）

ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）

PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）

HMI：人机接口（HumanMachineInterface）

MES：执行制造系统（ManufacturingExecutionSystem）

OPC：开放平台通信（OpenPlatformCommunications）

OPCUA：OPC统一架构（OPCUnifiedArchitecture）

PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）

SCADA：数据采集与监控（SupervisoryControlAndDataAcquisition）

XML：可扩展标记语言（ExtensibleMarkupLanguage）

4典型木制品表面涂饰生产线

典型木制品表面涂饰生产线示意图如图1所示。

图1典型木制品表面涂饰生产线

1.上料机2.粉尘清除机3.单辊涂布机4.输送机5.UV干燥机6.输送机7.双辊涂布机

8.输送机9.UV干燥机10.输送机11.砂光机12.粉尘清除机13.双辊涂布机14.对中机

15.膜压机16.输送机17.UV干燥机18.准分子灯干燥机19.UV干燥机20.平移机21.淋幕机

22.喷漆机23.红外线流平机24.输送机22.喷漆机25.下料机

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5信息集成互联网络架构

5.1OPCUA实现方式

OPCUA服务器和客户端的实现应符合GB/T33863.4—2017，主要实现方式包括：

a)OPCUA客户端可是独立的应用程序或者应用程序的一部分，如MES、SCADA都可是客户端

应用程序；

b)OPCUA服务器可是PLC、DCS控制系统等可编程控制设备中的嵌入式OPCUA服务器或是

OPCUA服务器中间件。

5.2基于OPCUA的互联网络架构

基于OPCUA的木制品表面涂饰数字化生产线网络互联典型架构如图2所示。

图2基于OPCUA木制品表面涂饰数字化生产线互联网络架构

a)MES、SCADA系统应实现OPCUA客户端的功能，PLC、DCS控制系统应作为OPCUA服务

器；

b)木制品表面涂饰各单机设备控制系统应内嵌OPCUA服务器，可加载描述木制品表面涂饰各

单机设备信息模型的XML格式文件，并可对地址空间节点数据进行管理或提供OPCUA服务

器接口；

c)对于不支持OPCUA的工艺单机设备，设备应具有开放的通信接口和参数说明，用于开发OPC

UA服务器中间件来建立设备的信息模型；

d)其他现场设备（如实现采集现场数据的传感器等），应支持某种特定的现场总线协议（如Modbus

等），接入到OPCUA服务器中间件中，以集成到SCADA或者MES系统；

e)工艺单机设备或者其他现场设备作为控制设备应接受MES、SCADA下发的指令，同时MES、

SCADA也可获取工艺单机设备或者其他现场设备的数据；

f)MES系统与PLM、ERP系统的集成可以选择OPCUA、Webservice等多种接口。

6信息模型

6.1概述

通过基于OPCUA标准的建模语法和相应规则来完成不同工艺功能的木制品表面涂饰设备的建模，

3

T/CNFPIA1004—2022

通过模型描述木制品表面涂饰各功能单机设备的结构信息，为实际对象提供描述各种语义信息的类型节

点，并在OPCUA地址空间中建立节点之间的联系。

6.2信息模型

木制品表面涂饰设备信息模型应包含但不限于如下内容：

a)运行状态信息：各工艺设备运行过程中的设备状态、工作状态、控制状态等设备状态信息以及

报警信息和能耗信息；

b)设备标识信息：制造商、设备机型、厂内编号和辅助信息；

c)控制指令信息：木制品表面涂饰设备运行的启动、停止、待机、复位等常用基本控制指令；

d)制造能力信息：设备运行最大线速度、可加工工件的最大、最小厚度、最大宽度和最小长度；

e)配置信息：涉及生产工艺及其相关指标的配方数据和编号，以及操作工艺配方的确认写入、读

取等指令；

f)生产数据信息：木制品表面涂饰设备中各种类型传感器、执行器的实时数据。

通用木制品表面涂饰设备信息模型如图3所示：

图3通用木制品表面涂饰设备信息模型

6.3地址空间映射

由设备信息模型和相关内容来确定向OPCUA地址空间映射的规则，利用OPCUA的元模型来构造

木制品表面涂饰生产线和各单机设备的OPCUA模型，图4以双辊涂布机对象为例，显示了OPC