Neutron OPC UA — navodila za integracijo

Revizija navodil: 1.0 · Datum: 17. oktober 2026
Velja za: Neutron s strojno programsko opremo 2.5.0 in podporo OPC UA · Informacijski model proizvajalca 1.2.0

Prenesite NodeSet2 XML · Model 1.2.0

Neutron proizvajalca PRECIZ vključuje strežnik OPC UA za povezovanje s PLC-ji, sistemi SCADA, MES in računalniškimi aplikacijami. Vmesnik uporablja komunikacijo OPC UA Client/Server prek UA-TCP s kodiranjem UA Binary.

Strežnik omogoča:

Vse procesne spremenljivke so samo za branje. Operacije se izvajajo z metodami. Vmesnik ne omogoča poljubnih izvornih ukazov, kalibracije, krmiljenja izhodov, izbire aplikacije, rezultatov štetja, zgodovine, dogodkov ali OPC UA PubSub. Informacijski model je model proizvajalca PRECIZ in ni spremljevalni model OPC UA Weighing ali Device Integration.

Trije načini pridobivanja meritve imajo različne namene:

Primer končne točke:

opc.tcp://192.168.50.73:4840

Vrednost uporabite le, ko je njen OPC UA StatusCode Good. ErrorCode=1 pomeni, da tehtnica nima izvorne napake. Status=1 ali Status=3 označuje stabilen prikaz.

Končna točka ima obliko opc.tcp://<assigned-device-IP>:<port>. Uporabite naslov izbranega vmesnika Wi-Fi, Ethernet ali LTE. Zavihek OPC UA prikaže naslov in omogoča kopiranje. Stalen naslov IP poenostavi integracijo.

V napravi ni treba nastaviti naslova IP krmilnika PLC. Dovolite dohodni promet TCP na izbrana vrata. Odjemalec potrebuje omrežno pot do Neutrona; naslov LTE za operaterjevim NAT ni samodejno dostopen od zunaj. Uporabite ustrezno usmerjeno omrežje, zasebni APN ali VPN.

Shranjevanje nastavitev OPC UA ponovno zažene storitev in prekine povezave odjemalcev. Tudi spremembe uporabnikov in zaupanja ponovno zaženejo storitev. Nato se povežite znova. Uporabljajo se obstoječe nastavitve naslova IP, tehtnice in ure.

Najmanjši interval je spodnja meja, ne fiksna perioda prenosa ali zagotovilo zakasnitve celotne povezave. Odjemalci zahtevajo svoje intervale in morajo upoštevati popravljene vrednosti, ki jih vrne strežnik.

V šifriranem načinu anonimne seje in prijava uporabnika s certifikatom niso podprte. Aplikacijski certifikat odjemalca identificira programsko opremo in ne nadomesti uporabniškega imena ter gesla. PIN spletne konfiguracije in certifikat HTTPS sta ločena od poverilnic in certifikatov OPC UA.

Nezaščiten način uporabljajte v zaupanja vrednem, izoliranem omrežju. Ne šifrira podatkov in ne overja posameznih uporabnikov.

Odjemalec mora zaupati Neutronu, da lahko postopek nadaljuje do pošiljanja lastnega certifikata. Odobritev ne izključi preverjanja veljavnosti, podpisa, uporabe ključa ali aplikacijskega URI-ja.

Shranjeni vlogi Reader in Operator ustrezata tema pravicama. Ločenih ravni pravic za posamezne ukaze ni. Pri šifriranju veljajo pravice uporabnika, OUC se ne upošteva. V nezaščitenem načinu OUC dovoli vse podprte ukaze ali nobenega.

Pet neuspešnih prijav povzroči 30-sekundno blokado prijav za celoten strežnik, kar lahko začasno vpliva tudi na druge uporabnike. Gesla se hranijo kot zgoščene vrednosti PBKDF2-HMAC-SHA256 s soljo; administracija ne izvaža gesel ali zasebnih ključev.

Aplikacijski URI Neutrona:

urn:preciz:cs-neutron:<MID>

Ustvarjeni certifikat vključuje ta URI, ime gostitelja <MID>.local z malimi črkami in naslov IP ob ustvarjanju. Ohranite stalen naslov ali izdajte nadomestni certifikat z naslovi, ki jih uporabljajo odjemalci.

Za izrecno zaupane samopodpisane aplikacijske certifikate certifikat CA ni potreben. Za PKI podjetja:

Podprt je uvoz PEM ali DER do 8192 bajtov na datoteko. Vsaka shramba zaupanih, zavrnjenih, izdajateljskih certifikatov in CRL hrani največ 12 vnosov. Ko je shramba zavrnjenih polna, odstranite zastarele vnose. Preverjajo se datumi in podpis izdajatelja nameščenih CRL; pretečeni CRL zavrnejo zadevne nove povezave. Brez nameščenih CRL se preklic ne preverja. Samodejnega prenosa CRL, OCSP ali upravljanja GDS ni.

Za obnovo ustvarite CSR in uvozite obnovljeni certifikat. Pretečeni certifikat naprave prepreči varen zagon. Replace device identity odstrani trenutni ključ/certifikat/CSR in ob naslednjem varnem zagonu ustvari novo identiteto; odjemalci ji morajo znova zaupati. Uporabniki in zaupani odjemalci se ohranijo.

Uporabniki in shrambe certifikatov se ohranijo pri običajnih ponovnih zagonih in posodobitvah OTA. Brisanje datotečnega sistema naprave jih odstrani. Pred predajo naprave drugemu lastniku izrecno odstranite stare uporabnike in vnose zaupanja.

URI imenskega prostora proizvajalca:

urn:preciz:cs-neutron:weighing:1

Ob vsaki povezavi razrešite URI v Server/NamespaceArray. Ne zapišite indeksa 1 ali 2 trajno v program. Pripona :1 pripada stalnemu URI-ju imenskega prostora; različica prenosljivega modela je 1.2.0.

Primer dveh zapisov iste spremenljivke:

nsu=urn:preciz:cs-neutron:weighing:1;s=Scale.Gross
ns=2;s=Scale.Gross

Številski zapis velja samo, ko strežnik temu URI-ju trenutno dodeli indeks 2. Če odjemalec ne podpira sintakse nsu=, razrešite URI in sestavite NodeId s številskim indeksom. Identifikatorji proizvajalca so nizi, občutljivi na velikost črk, vključno s pikami v Scale.Gross.

Metode kličite z Scale kot nadrejenim ObjectId in z NodeId metode kot MethodId.

Gross, Net in Tare so vrednosti Double, normalizirane na nastavljeno število decimalnih mest. HR je bruto masa visoke ločljivosti pred zaokroževanjem prikaza, ne neto masa ali surovi ADC. Vse mase uporabljajo trenutno Scale.Unit; OPC UA ne pretvarja enot. Prenosni tip Double ne izboljša točnosti senzorja.

Binarna plavajoča vejica ne predstavi vsake decimalne vrednosti natančno. Prikaz oblikujte s Scale.Decimals, za tehtalni korak pa uporabite Scale.Division. HR se lahko prikaže v znanstvenem zapisu: 9.31e-5 kg pomeni 0.0000931 kg.

Neutron prekopira zadnje tehtalne vrednosti v posnetek OPC UA približno vsakih min(OUI, 50) milisekund, odvisno od razpoložljivosti zajema. Branje ali naročnina ne sprožita dodatne pretvorbe ADC.

SourceTimestamp označuje čas merilnega posnetka pri sinhronizirani uri naprave. Pred sinhronizacijo ga ni. ServerTimestamp je strežnikov časovni žig DataValue in ni nujno enak SourceTimestamp. Časovni žigi OPC UA uporabljajo UTC.

Posamezna branja ali obvestila naročnin lahko pripadajo različnim posnetkom. Kadar morajo polja pripadati isti meritvi, uporabite ReadMeasurement ali zajeti rezultat. Nespremenjena spremljana vrednost ne povzroči nujno novega obvestila ob vsakem intervalu.

Kakovost velja za mase, ADC in Stable. Status, ErrorCode in Unit ostanejo berljivi med izvornimi napakami tehtnice, a postanejo zastareli, če se posnetki nehajo posodabljati. Diagnostika ukazov/zajema ostane berljiva neodvisno od kakovosti sprotne tehtnice. Metapodatki opisujejo konfiguracijo; njihov status Good ne dokazuje veljavnosti sprotnega rezultata tehtanja.

Vsi spodnji vnosi so samo za branje. NodeId so nizovni identifikatorji proizvajalca, razen označenih v standardnem imenskem prostoru 0. Vsi skalarni vnosi imajo ValueRank −1.

ADC ni ločeno odčitavanje posameznih merilnih celic. Spremenljivka mV ni na voljo. Kljub imenu HRFilter krmili obstoječo funkcijo FC/ADC chopping, ne programskega filtra samo za spremenljivko OPC UA HR.

Za zastavico stabilnosti uporabite Scale.Stable. Scale.Status in OPC UA StatusCode sta ločena pojma; izvorni status 3 ni koda kakovosti OPC UA.

Lastnosti imajo spodnje nizovne NodeId proizvajalca. Njihovi BrowseName so v imenskem prostoru 0, na primer 0:EngineeringUnits.

EURange je [0, Capacity], pri Net pa [-Capacity, Capacity]. Merilno območje je metapodatek, ne navodilo za omejevanje vrednosti. ValuePrecision je število decimalnih mest, ne razdelek ali specifikacija točnosti. HR nima lastnosti ValuePrecision.

EngineeringUnits uporablja kode UN/CEFACT za kg (4933453), g (4674125), lb (4997714) in oz (5197402). Drugi simboli enot imajo UnitId −1 in prazen standardni imenski prostor. Po spremembi enote, območja ali konfiguracije tehtnice osvežite metapodatke.

ID-ji ukazov in zajemov so ločeni zaporedji. Obe si delijo vsi odjemalci, veljata samo med delovanjem storitve in se ob njenem ponovnem zagonu ponastavita.

Identifikacijske vrednosti se naložijo ob zagonu OPC UA. Po spremembi imena naprave ponovno zaženite storitev, da osvežite DeviceName.

Naslednje poti so relativne glede na Objects / Server in uporabljajo imenski prostor 0.

Standardne spremenljivke polj imajo ValueRank 1 in ArrayDimensions [0]; ničla pomeni nedoločeno največjo dolžino. ServerProfileArray označuje izvedbeni cilj Micro Embedded Device 2017 in aktivne sklope prenosa/metod/varnosti. Identifikator profila ni certifikacijska oznaka OPC Foundation.

Vsako metodo kličite na nadrejenem objektu Scale. Podajte skalarne argumente s točno prikazanimi tipi OPC UA; za argument UInt32 ali Boolean ne uporabite String, Int32 ali Double.

Tarira trenutno stabilno bruto maso z izvorno operacijo T. Taro nastavi na bruto maso, neto pa postane nič; ničelne točke bruto mase ne spremeni. Tehtnica mora operacijo stabilnega tariranja sprejeti znotraj časovne omejitve ukaza.

Primer z 1,11 kg na tehtnici: Gross ostane 1,11 kg, Tare postane 1,11 kg, Net pa 0,00 kg. Izvorni uspešni odgovor je oblike T S 1.11 kg.

Nastavi prednastavljeno taro v Scale.Unit z izvorno operacijo TA. Value mora biti končen, nenegativen, največ 1.000.000.000 in največ enak zmogljivosti tehtnice. Uveljavljena tara se zaokroži na razdelek tehtnice. Po zaključku preberite Scale.Tare za dejansko uveljavljeno vrednost. Primer vhoda: Double 0.250, kadar je Unit kg.

Izvede izvorni Z ob upoštevanju stabilnosti in nastavljenega območja ničlenja. Ob uspehu prilagodi ničelno točko in izbriše obstoječo uveljavljeno/prednastavljeno taro. Izvorni uspešni odgovor je Z A. To se razlikuje od TareCurrent.

Izvede izvorni TAC in odstrani uveljavljeno ter prednastavljeno taro. Gross se ohrani, Net pa postane enak Gross. Vhodnih argumentov ni.

Value je UInt16, 1–1023 vključno. S tem prek obstoječe konfiguracijske funkcije filtra nastavite FT za aktivni kanal tehtnice. Nič in vrednosti nad 1023 vrnejo BadOutOfRange. Primer: UInt16 512.

Enabled je Boolean: true vključi FC/ADC chopping, false ga izključi. Številska vrednost, poslana s številskim tipom OPC UA, ni Boolean in se zavrne.

FT in FC se aktivirata in shranita za aktivni kanal prek izvornih konfiguracijskih funkcij. Neuspešno preverjanje strojne opreme pomeni neuspešen rezultat ukaza. Zajem se med uveljavljanjem nastavitve lahko ustavi. Po zaključku preberite Scale.Filter ali Scale.HRFilter za aktivno nastavitev.

Za TareCurrent, SetTare, Zero, ClearTare, SetFilter in SetHRFilter:

Rezultat klica Good potrjuje sprejem, ne zaključka. V vrsti ali izvajanju je lahko samo en tak ukaz; naslednji prejme BadResourceUnavailable. Še vedno veljajo obstoječi pogoji stabilnosti, razpoložljivosti, zasedenosti in blokade aplikacije.

Mesto za ukaz in diagnostika zadnjega rezultata sta skupna celotni napravi. Če ukaze pošiljata dva odjemalca, uskladite pisce: poznejši ukaz lahko zamenja zadnjo zaključeno diagnostiko, preden jo drugi prebere. Diagnostika ni zgodovina ukazov.

ID-ji zahtev niso trajni identifikatorji operacij. Po izgubi povezave pred ponovitvijo ukaza z neznanim izidom preverite dejansko stanje tehtnice. Ponovni zagon storitve izbriše diagnostiko in prekliče nedokončane ukaze tehtnice v lasti OPC UA; že izvedenega tariranja, ničlenja ali spremembe nastavitve ne razveljavi.

ReadMeasurement() takoj vrne zadnji veljavni posnetek. Ne čaka na stabilnost in ne zahteva novega odčitka ADC. GetCapturedMeasurement vrne enak izhodni podpis za zamrznjen stabilni rezultat.

Vsa polja pripadajo istemu posnetku. MeasurementId narašča za vsak posnetek OPC UA, ne za vsako fizično pretvorbo ADC, in se ponastavi s storitvijo. Pri shranjevanju ohranite natančnost UInt64. ADC, metapodatki in filtri so ločena sprotna vozlišča in niso vključeni v ta enajstpoljni rezultat metode.

Če je TimeSynchronized false, Timestamp ne razlagajte kot koledarski datum. ReadMeasurement vrne BadNoCommunication, BadSensorFailure ali BadOutOfRange, kadar sprotni posnetek manjka/je zastarel, ima izvorno napako ali je izven območja.

Lahko se naročite tudi na LastCaptureId in LastCaptureState ter rezultat prevzamete, ko ujemajoča se zahteva doseže stanje 2.

Zajeti posnetek mora biti objavljen po začetku zahteve ter biti stabilen, svež, brez izvornih napak in znotraj območja. Neveljavni posnetki se preskakujejo do primernega posnetka ali izteka časa. Če je tehtnica že stabilna, lahko naslednji veljavni posnetek zajem zaključi takoj; prehod iz nestabilnega v stabilno stanje ali dodatno obdobje zadrževanja nista potrebna.

Operacija ne tarira ali ničli tehtnice in ne blokira drugih odjemalcev. Čaka lahko samo en zajem. Celotna naprava hrani en zamrznjen rezultat, skupen vsem odjemalcem. Ostane nespremenjen tudi ob spremembi ali nedostopnosti sprotne mase. Nov zajem nadomesti prejšnjo zahtevo/rezultat. Zgodovine zajemov ni.

Za vhod v GetCapturedMeasurement uporabite RequestId zajema, ne MeasurementId rezultata. Zajem se lahko zaključi po odklopu začetnega odjemalca. Po ponovni povezavi ga lahko prevzamete z istim ID-jem, če je storitev OPC UA ves čas delovala. Ponovni zagon izbriše čakajoče zajeme, rezultate in ID-je; uskladite zahteve za zajem med odjemalci.

Za sprotni prikaz začnite s 100–250 ms in vrsto velikosti 1. Za najhitrejšo razpoložljivo posodobitev nastavite OUI na 10 ms, se po shranjevanju znova povežite in zahtevajte vzorčenje/objavljanje 10 ms. V logiki odjemalca uporabite popravljene intervale strežnika.

Hitrejše vzorčenje od fizičnega zajema ne ustvari novih meritev. Omrežna zakasnitev, šifriranje, obremenitev odjemalca in nastavitve objavljanja vplivajo na opažen odziv. UAExpert Server Status / Response Time ni interval vzorčenja ali objavljanja naročnine.

Če ni navedena omejitev na sejo/naročnino, gre za skupne omejitve strežnika. Ko je vrsta Publish polna, najstarejša čakajoča zahteva prejme BadTooManyPublishRequests, da lahko strežnik uvrsti novo. Potrjevanje in Republish uporabljata omejeno vrsto za ponovni prenos. Omejitev operacij Write ne omogoči pisanja v spremenljivke samo za branje.

Seje pravilno zaprite. Odklopljeni odjemalec lahko do izteka še zaseda mesto s prejšnjo sejo. Kjer je podprto, ponovno uporabite/aktivirajte obstoječo sejo, sicer počakajte na iztek. Nova instanca strežnika ne more ponovno aktivirati seje iz časa pred ponovnim zagonom: ustvarite sejo, razrešite imenske prostore in obnovite naročnine. Odjemalci TCP, ki ne prevzemajo podatkov, se lahko odklopijo po enosekundnem roku za pošiljanje.

Odjemalski paket namestite v virtualno okolje Python:

python -m pip install asyncua

Pripravite aplikacijski certifikat odjemalca OPC UA in zasebni ključ. Aplikacijski URI v SAN mora ustrezati CLIENT_URI spodaj. Na Neutronu odobrite certifikat in prenesite certifikat Neutrona kot neutron.der. Zamenjajte končno točko, uporabniško ime in URI odjemalca s svojimi vrednostmi. Zasebni ključ v tem primeru pripada odjemalcu Python; ni zasebni ključ Neutrona.

import asyncio
import getpass

from asyncua import Client, ua
from asyncua.crypto.security_policies import SecurityPolicyBasic256Sha256
from asyncua.ua.uaerrors import UaStatusCodeError

URL = "opc.tcp://192.168.50.73:4840"
NS_URI = "urn:preciz:cs-neutron:weighing:1"
CLIENT_URI = "urn:example:neutron-client"
FIELDS = ("MeasurementId", "Gross", "Net", "Tare", "HR", "Stable",
          "Status", "ErrorCode", "Unit", "Timestamp", "TimeSynchronized")
CAPTURE = False  # Set True when logged in with command permission.


async def main():
    client = Client(URL, timeout=10)
    client.application_uri = CLIENT_URI
    await client.set_security(
        SecurityPolicyBasic256Sha256,
        certificate="client.der",
        private_key="client-key.pem",
        server_certificate="neutron.der",
        mode=ua.MessageSecurityMode.SignAndEncrypt,
    )
    client.set_user(input("Username: "))
    client.set_password(getpass.getpass("Password: "))

    async with client:
        ns = await client.get_namespace_index(NS_URI)
        scale = client.get_node(ua.NodeId("Scale", ns))

        def method(name):
            return ua.NodeId("Scale." + name, ns)

        values = await scale.call_method(method("ReadMeasurement"))
        result = dict(zip(FIELDS, values))
        print("Current snapshot:", result)

        if CAPTURE:
            request_id = await scale.call_method(
                method("CaptureStableWeight"),
                ua.Variant(5000, ua.VariantType.UInt32),
            )
            deadline = asyncio.get_running_loop().time() + 7
            while True:
                try:
                    values = await scale.call_method(
                        method("GetCapturedMeasurement"),
                        ua.Variant(request_id, ua.VariantType.UInt32),
                    )
                    print("Capture", request_id, dict(zip(FIELDS, values)))
                    break
                except UaStatusCodeError as exc:
                    if exc.code != ua.StatusCodes.BadWaitingForInitialData:
                        raise
                    if asyncio.get_running_loop().time() >= deadline:
                        raise TimeoutError("Client capture wait expired") from exc
                    await asyncio.sleep(0.1)


asyncio.run(main())

ReadMeasurement zahteva veljavne sprotne podatke. Klicna aplikacija mora obravnavati izjeme, kot sta BadSensorFailure in BadOutOfRange. BadTimeout iz GetCapturedMeasurement pomeni iztek časa zajema na strežniku; ni razlog, da bi star shranjeni rezultat uporabili kot nov uspešen zajem.

Naslednja koda deluje znotraj že vzpostavljene povezave async with client. Obravnavalnik pred uporabo vrednosti preveri kakovost.

class WeightHandler:
    def datachange_notification(self, node, value, data):
        status = data.monitored_item.Value.StatusCode
        if status.is_good():
            print(node.nodeid.to_string(), value)
        else:
            print("Invalid measurement:", status)


ns = await client.get_namespace_index(NS_URI)
gross = client.get_node(ua.NodeId("Scale.Gross", ns))
subscription = await client.create_subscription(100, WeightHandler())
try:
    await subscription.subscribe_data_change(gross, queuesize=1)
    await asyncio.sleep(30)
finally:
    await subscription.delete()

Zahtevani interval objavljanja je 100 ms. Po potrebi prek odjemalske knjižnice nastavite vzorčenje spremljanih elementov in upoštevajte popravljene vrednosti strežnika.

Uporabite odjemalske bloke OPC UA proizvajalca PLC. Nizovne NodeId razrešite prek URI-ja imenskega prostora proizvajalca. Naslednji primer je zaporedje, neodvisno od proizvajalca, ne izvedba v konkretnem programskem jeziku PLC:

CONNECT -> TRUST / AUTHENTICATE -> RESOLVE NAMESPACE URI
        -> RESOLVE Scale object and required variable/method NodeIds
        -> CREATE SUBSCRIPTION -> MONITOR LIVE DATA

On a stable-result request:
  Call Scale.CaptureStableWeight(TimeoutMs := UInt32(5000))
  Save returned RequestId
  Call Scale.GetCapturedMeasurement(RequestId)
    BadWaitingForInitialData -> wait 100 ms and repeat retrieval
    Good                    -> store the eleven fields as one record
    BadTimeout              -> report no stable result
    Other failure           -> handle the error; do not use old data

On tare request:
  Call Scale.TareCurrent()
  Save returned command RequestId
  Wait for matching LastCommandId and LastCommandState 3 or 4
  On success read Gross / Net / Tare; on failure read LastCommandResult

UInt64 MeasurementId preslikajte v ustrezen celoštevilski tip PLC. Metodi SetHRFilter ne pošiljajte številskega nadomestka za Boolean. Če ima več odjemalcev pravico za ukaze, v PLC/aplikaciji zaporedno uskladite ukaze in lastništvo stabilnega zajema.

NodeSet2 opisuje naslovni prostor proizvajalca, argumente metod, reference in tipe za orodja za modeliranje brez povezave. Indeksi imenskih prostorov veljajo samo znotraj XML; na živi napravi razrešite URI imenskega prostora. XML vsebuje definicije modela, ne trenutnih meritev ali varnostne kopije uporabnikov/certifikatov/nastavitev. Dejanski intervali in pravice izvajanja sledijo aktivni konfiguraciji naprave.

URI ostane urn:preciz:cs-neutron:weighing:1. Obstoječi podpisi metod se ohranijo; ReadMeasurement/GetCapturedMeasurement vrneta enajst polj. Izberite strojno programsko opremo s podporo OPC UA in funkcijami, ki jih integracija potrebuje. Različica brez OPC UA ne more ponuditi končne točke.