基于WebSphereMQ传输OPC数据的研究与实现.docx

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基于WebSphereMQ传输OPC数据的研究与实现

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马福华张志峰王玉光苏克健

摘要：首先结合企业实际生产过程概述了WebSphereMQ、OPC数据传输原理，然后阐述了工控网、管理网运用WebSphereMQ传输OPC数据的实现过程，最后对其传输性能进行试验，通过测试分析得出以下结论：WebSphereMQ传输的最大OPC数据消息是50M;消息大小、传输用时是正比例线性关系;单通道时，触发监控器个数不影响传输用时;双通道比单通道传输用时节约较多，几乎是其两倍，但3通道、4通道相对于双通道传输用时节约较少。

关键词：WebSphereMQ;OPC数据;工控网;管理网;数据传输安全

：TP3：A

：1009-3044（2019）34-0241-03

随着高新技术迅速发展及制造业全球化竞争日益加剧，企业普遍开展了智能化工厂建设，制造执行系统（MES）、数据采集与监控系统（SCADA）等系统相继上线运行。针对工控网、管理网数据共享系统的安全问题，很多企业以交换机和防火墙相结合实现网络隔离。其中，消息中间件WebSphereMQ作为能够屏蔽底层异构操作系统和网络协议的技术就成了数据在工控网、管理网之间进行传递的重要途径[7，7，8]。

宋哗等在J2EE平台上进行WebSphereMQ中间件应用系统的设计以达到保证内外网之间数据的一致性和安全性的目的[2]。于岩通过多实例队列管理器组、共享存储等搭建高可用消息传输队列[3]。马越、罗汉文借助WebSphereMQ，设计并实现了典型前、后台系统日常数据交互[4]。高玉军，赵朋朋等利用工业控制OPC技术、工业以太网等实现不同类别PLC在同一平台、同一网络下的数据集中监视控制[5]。朱善国构建OPC网络，再运用OPC技术实现企业各套联合装置之间的信息互联[6]。

以上文献详细描述了WebSphereMQ、OPC等在传输数据过程中的作用，但对WebSphereMQ传输OPC数据的实现过程鲜少涉及。笔者以某生产企业为例，描述了WebSphereMQ传输OPC数据的实现过程，同时对其传输性能进行了研究。

1WebSphereMQ、OPC通讯原理

1.1WebSphereMQ通讯原理

队列管理器之间传递的是消息，消息可以是一个请求、一个应答、一个报告、一份报文等，在本文中，传输的消息是OPC数据形成的XML文件。每个队列管理器都有本地队列、远程队列、传输队列、死信队列等多个队列，队列通俗地讲，就是一个安全存储消息的地方，而每种队列都有各自不同的作用。队列管理器之间的通信路径叫通道，是一种单向的点对点的通信连接。通道两端的配置必须匹配，且名字相同，否则无法连通。如果需要双向交流，则需要建立一对通道。

1.20PC通讯原理

企业某车间生产状况及设备状况信息，由控制设备采集终端完成。由于当今世界上主要的自动化控制系统仪器仪表及过程控制系统的公司在硬件开发时均提供OPC服务器接口，所以用户不需要考虑各项硬件设备的差异，通过硬件厂商提供的OPC服务器接口直接取得生产状况及硬件设备状态信息，同时存储于数据库。OPC技术由OPC服务器和OPC客户端两部分组成，OPC服务器通过与现场设备相对应的驱动服务来读取硬件数据信息，通过标准的OPC接口传送给OPC客户端。OPC客户端只需接收OPC服务器传送来的数据，无须知道现场硬件设备的驱动细节。

2WebSphereMQ传JOPC数据的实现

从图1可以看出，工业控制网底层PLC数据通过OPC服务存储在数据库，然后根据管理需求形成底层XML文件，最后通过消息中间件WebSphereMQ传递给制造执行系统（MES）;同样管理网技术标准等数据，根据工控需求转换为XML文件，然后通过消息中间件WebSphereMQ传递给工控网，最后通过OPC服务写进底层PLC。

WebSphereMQ支持多种编程语言，同时也支持多种流行的开发工具，笔者采用IBMWebSphereMQ6.0、VisualStudio2017平台中的C#进行接口开发。

3WebSphereMQ传输OPC数据性能研究

本文中OPC数据以XML文件形式传输到消息中间件Web-SphereMQ，WebSphereMQ应用的运行性能受到机器计算能力、吞吐能力、内存等硬件设施的制约，同时受到网络环境的影响。由于影响WebSphereMQ传输OPC数据性能的条件较多，所以笔者在试验中，都是假定其他条件不变，对某一个条件变化时考虑其对性能的影响。

3.1WebSphereMQ消息大小传输限制

WebSphereMQ中队列、通道、队列管理器的消息最大长度设定值为100M（一般显示为104857600字节），队列、通道、队列管理器三者之一的