ESB企业服务总线在实际项目中主要用于各业务系统之间的集成,集成包括数据集成、应用集成以及业务单据集成等等,ESB企业服务总线主要包含三部分:ESB设计器、SMC管理控制台以及Server运行环境,ESB设计器用于服务以及集成流程的开发,可以直接将服务或者流程部署在Server当中,并通过前端管理控制台SMC来对服务以及流程进行管理,并进行监控统计分析。
为实现工业数据“潜能”的充分释放,ESB企业服务总线扩展了设备集成功能,加速企业对全厂设备实时数据的自动采集、存储、分析、计算,应用于生产程序,助力提高生产效率和资源利用率,快速满足各种工业互联网场景需求。本篇文档主要介绍设备集成功能以及使用场景。
总体说明
ESB企业服务总线平台主要服务于应用系统集成需求,应用于系统集成、数据集成、业务集成等不同场景中,通过产品本身或于其他产品组合形成灵活的解决方案,以满足具体的使用场景。
1.产品架构
ESB企业服务总线主要可以实现异构系统的互联互通,用来拉取、调度各个业务系统的数据,一般被称为企业服务总线。ESB主要包含三个模块:服务器ESB Server、设计器ESB Designer以及管理控制中心,整体架构图如下:
ESB Server是运行环境,基于定制的Tomcat 扩展开发,管理控制中心则是部署在ESB Server的Java Web应用,基于开发平台构建。ESB Designer是基于Eclipse Plugin开发的图形化、拖拽式的设计Web服务、消息流程的构建工具。
2.功能架构
ESB企业服务总线主要包含三部分,ESB设计器、SMC管理控制台以及Server运行环境,ESB设计器用于服务以及集成流程的开发,可以直接将服务或者流程部署在Server当中,并通过前端管理控制台SMC来对服务以及流程进行管理和监控。ESB整体功能架构如下:
ESB企业服务总线提供了丰富强大的组件堆,可以满足客户绝大多数的业务场景,开发人员使用极少的代码即可完成整套流程的设计;支持服务注册、应用集成,支持集成场景的配置化,通过SMC配置集成场景,满足推、拉、定时等集成方式,可以更加快速、更加便捷地实现业务系统间的集成,并支持邮件、短信等多种预警机制。
3.设备集成
ESB的设备集成通过对OPCUA协议封装,作为OPCUA的客户端来访问自动化设备数据,如果是设备提供OPCUA协议则可以直接访问,否则通过KepServerEx来中转访问,KepServerEx可以访问众多的设备协议(OPC、ModBUS、RS485等)然后作为OPCUA Server 提供OPC UA协议访问机制。
1.KEPServerEX:是一款工业自动化连接平台,它作为单一来源向所有应用程序提供工业自动化数据。支持多种协议和接口,如OPC UA、Modbus、BACnet等。
2.资源管理:主要管理OPCUA资源相关信息,包括:连接URL、安全策略、消息模式、用户名密码等信息。
3.数据接口:管理OPCUA接口相关信息,包括:编码、所属应用、node信息等,配置成功后可以通过在API服务模块添加配置服务来调用该接口。
4.数据订阅:可以选择OPCUA资源的node节点进行订阅,并可以配置转发处理机制,当订阅的节点发生变化时就会调用配置的拦截器获取相关信息。
采集难点
在工业生产过程中,数据采集扮演着至关重要的角色。通过对各种工业数据进行收集和分析,企业可以更好地监控生产过程、优化运营效率、提高产品质量以及保障设备稳定运行。数据采集过程中,数据采集量大、协议标准不一、难以保证实时是需要突破的难点。
1.数据量大
工业物联网应用越来越丰富,数据量越来越大,格式多样,对于数据存储、运算能力要求非常高,数据还带有大量的时间属性,数据采集要保证时空信息的准确性和可追溯性,数据采集量大。
数据量不同,数采所需的技术难度也不尽相同,然而完成初步数据获取只是第一步,采集之后还需要对数据进行一系列的处理,因为必须考虑数据的规范与清洗,大量的工业数据是“脏”数据,直接存储无法用于分析,在存储之前,必须进行处理,这从技术上又提高了难度。
2.协议不同
目前在工业数据采集领域,存在多种工业协议标准,各个自动化设备生产及集成商还会自己开发各种私有的工业协议,各种协议标准不统一、互不兼容。
在工业领域,会出现ModBus、OPC、CAN、ControlNet、DeviceNet、Profibus、Zigbee等各类型的工业协议,而且各个自动化设备生产及集成商还会自己开发各种私有的工业协议,导致在工业协议的互联互通上,出现了极大地难度。许多企业在面临数据化转型的过程中遇到的最大问题就是因众多协议而造成的信息孤岛,而定制化数采产品的不菲投入让很多企业望而却步。
3.实时展现
工业数据采集的一个很大难点是实时性,包括数据采集的实时性以及数据处理的实时性。数据采集作为生产中最常见和最高频的需求,直接决定了后续数据处理的质量和效率,随着生产设备和相关技术的智能化升级,行业内实时数据的采集与计算相关标准已经提升到了秒级要求。
功能场景
ESB企业服务总线设备集成功能包括:OPCUA资源管理、OPCUA数据接口和OPCUA数据订阅三块功能。通过设备集成功能可以解决生产现场系统实时集成问题。下面主要介绍ESB设备集成功能的使用场景。
1.浏览node
在OPCUA资源管理模块配置完资源相关信息测试连接成功后,就可以通过浏览node功能查看该资源的node信息。还可以下载证书在KEPServer中导入。
2.读取写入
在OPCUA数据接口模块中可以配置读取或者写入接口,配置成功后可以在API服务中通过配置服务调用该接口,实现读取node或者写入node功能。
3.发布订阅
在OPCUA数据订阅模块可以选择OPCUA资源的node节点进行订阅,并可以配置转发处理机制,当订阅的节点发生变化时就会调用配置的拦截器获取相关信息。
配置步骤
在OPCUA资源管理中可以配置OPCUA资源,包括:连接信息、用户名、密码等,配置成功后可以在OPCUA数据接口中新增读取或写入接口,然后通过配置服务调用该接口,在OPCUA数据订阅中可以对node进行订阅,当订阅的节点发生变化时就会调用配置的拦截器获取相关信息。下面主要介绍设备集成功能的配置步骤。
1.资源管理
1.首先在OPCUA资源管理中配置OPCUA资源信息,并测试连接。
2.测试连接成功后,点击“下载证书”,将下载后的证书在KEPServe中导入。
2.数据接口
1.首先新增接口基本信息。
2.然后配置该接口的node信息。
3.配置成功后就可以在API服务模块通过配置服务调用该接口。
3.数据订阅
1.首先新增数据订阅基本信息。
2.然后配置node信息和转发处理机制。
3.配置成功后点击“发布”。
4.发布成功后在UaExpert中对订阅的节点进行调整时,处理机制会将相关信息传入拦截器中。
心得总结
在开发ESB企业服务总线的过程中,自己的技术能力及意识形态等多方面都得到了很大提升,并且有了很多感悟,现在将我在本工作中的收获总结如下。
1.设备集成
ESB企业服务总线可以解决生产现场系统实时集成问题,支持DCS/SCADA数据实时采集,深入制造行业,支持Modbus、PLC 等主流协议解析的完整工业协议,支持第三方协议对接,巧妙地解决了接入协议庞杂的难题,实现终端设备的统一管控,可轻松完成数据的高质量采集与规范化使用。
2.集成方案
根据ESB平台的作用和数据处理方式的不同,ESB可以分为服务总线和数据总线,服务总线强调ESB对服务接口的统一管理,基于服务接口进行系统集成,如集成中台、业务集成等方案,数据总线强调ESB的数据抽取、加工、转换、写入能力,实现跨系统、跨类型的数据库读写操作,如数仓建设方案。根据实际项目的需要,ESB可以同时发挥服务总线和数据总线的能力,如数据中台、企业中台方案。
3.产品价值
从技术角度来看,ESB企业服务总线可以帮助企业在进行系统开发与集成过程中,辅助进行服务接口的开发以及API的统一管理,简化开发的步骤和流程,能帮助技术人员更快进行开发工作,提高工作效率。
ESB企业服务总线产品本身的定位就是对企业数据以及服务的治理,应用集成能够根据集成场景,快速创建对应的服务以及流程,对项目而言有着重要的价值,首先可以提高交付速度,让项目人员更加专注于项目业务集成逻辑,为企业的行业积累提供帮助,其次可以简化维护成本。
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