《OPC统一架构+第13部分：聚合GBT+33863.13-2021》全文详细解读

《OPC统一架构第13部分：聚合GB/T33863.13-2021》全文详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4聚合信息模型4.1概述4.2聚合对象contents目录4.3监视项聚合过滤器4.4公开支持的功能和能力5聚合特定的服务使用5.1概述5.2聚合数据处理5.3聚合状态码5.4聚合细节附录A(资料性附录)聚合特例—历史访问011范围《OPC统一架构第13部分：聚合GB/T33863.13-2021》的范围主要包括以下几个方面：适用范围此部分标准适用于需要实现数据聚合的工业应用场景，特别是在工业自动化和智能制造领域，有助于提高数据处理的效率和准确性。与其他部分的关联作为OPC统一架构的一部分，第13部分（聚合）与其他部分（如概述和概念、地址空间模型、服务等）共同构成了一个完整的体系，用于支持工业自动化的数据交换和通信。定义与规范该标准定义了OPC统一架构中与聚合相关的信息模型，为工业过程测量控制和自动化领域提供了一种标准化的数据聚合方法。030201022规范性引用文件GB/T33863.1OPC统一架构概述和概念，为理解OPC统一架构提供了基础。IEC62541-3地址空间模型，定义了OPC统一架构中的地址空间结构和管理方式。IEC62541-4服务，详细说明了OPC统一架构中提供的服务类型和功能。IEC62541-5信息模型，描述了OPC统一架构中信息模型的组织和表示方法。引用标准IEC62541-8数据访问，规范了如何在OPC统一架构中进行数据访问操作。IEC62541-11历史访问，提供了关于历史数据访问的机制和接口定义。这些规范性引用文件共同构成了理解和实施OPC统一架构第13部分聚合的基础。它们提供了关于架构的基本概念、地址空间模型、服务、信息模型以及数据访问和历史访问的详细规范。通过引用这些文件，GB/T33863.13-2021确保了其内容的准确性和完整性，并为开发者提供了清晰的指导和参考。相关文件033术语、定义和缩略语3.1术语和定义处理间隔（ProcessingInterval）01特定聚合产生输出值的时间间隔。例如，若在某个时间范围内，以10分钟为时间间隔进行平均值操作，那么每个10分钟就是一个处理间隔。内插（interpolated）02数据由数据样本计算得出。这些数据样本可能是历史数据或缓存的实时数据，内插值由所请求时段两端的数据点计算得出。有效结束时间（EffectiveEndTime）03结束时间前的那一时刻。所有聚合计算都包括开始时间，而不包括结束时间。然而，有时需要返回一个内插结束边界来为内插的时间戳。这些术语和定义是理解OPC统一架构第13部分04聚合的基础，它们帮助明确了在聚合操作中使用的关键概念，从而确保数据的准确处理和解释。3.2缩略语OPC：OLEforProcessControl，用于过程控制的OLE，是一种通讯协议。GB/T：中华人民共和国国家标准，是中国国家标准的代号。（注：由于原文中未提供具体的缩略语部分，因此这里仅给出了与主题相关的两个常见缩略语的解释。）这部分内容主要提供了在阅读和理解《OPC统一架构第13部分：聚合》时需要掌握的关键术语和定义，以及相关的缩略语解释。这有助于读者更准确地理解文档中的技术细节和规范要求。043.1术语和定义特定聚合产生输出值的时间间隔。定义处理间隔是聚合计算中非常重要的一个参数，它决定了聚合数据产生的频率和粒度。例如，在平均值聚合中，如果处理间隔设置为10分钟，则每10分钟会计算并输出一个平均值。说明3.1.1处理间隔ProcessingInterval定义数据由数据样本计算得出。说明在聚合计算中，有时需要基于现有的数据样本生成一些在时间上更加细粒度的数据，这时就需要使用内插的方法。内插值通常由所请求时段两端的数据点计算得出，能够提供更平滑的数据变化曲线。3.1.2内插interpolated3.1.3有效结束时间EffectiveEndTime说明在进行聚合计算时，通常会指定一个时间范围作为计算的输入。有效结束时间指的是这个时间范围的结束点之前的那一个时刻。所有聚合计算都包括开始时间，而不包括有效结束时间。然而，在某些情况下，为了得到一个更加平滑的内插曲线，可能需要返回一个内插的结束边界值，这个值就是基于有效结束时间和其之前的数据点计算得出的。定义结束时间前的那一时刻。053.2缩略语UA:代表“统一架构”(UnifiedArchitecture)，是OPC基金会推出的一种用于工业自动化数据交换的标准架构。在《OPC统一架构第13部分：聚合GB/T33863.13-2021》中，为了简化表述和提高可读性，文档使用了一些缩略语。这些缩略语包括但不限于：OPC:这是一个在工业自动化领域广泛使用的通讯协议，代表“开放平台通信”(OpenPlatformCommunications)。3.2缩略语Part13指的是OPC统一架构的第13部分，即本部分所讨论的“聚合”(Aggregates)。GB/T表示“中华人民共和国国家标准推荐”，其中GB代表“国标”，T代表“推荐”。IEC代表国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommission)，是一个制定和维护国际电工标准的组织。3.2缩略语3.2缩略语这些缩略语在文档中被广泛使用，以简化对复杂技术和标准的描述。了解这些缩略语的含义对于准确理解和应用该标准至关重要。请注意，以上列举的缩略语并非全部，文档中可能还包含其他专业术语和缩略语，具体含义需结合上下文进行理解。同时，随着技术的发展和标准的更新，新的缩略语和术语可能会不断出现，因此建议读者在阅读相关文档时保持对新技术和新术语的关注。064聚合信息模型聚合信息模型在OPC统一架构中扮演着关键角色，它旨在提供一个标准化的方式来描述和组织来自不同数据源的信息，实现数据的统一访问和处理。定义与目的该模型包括数据对象的定义、数据类型的规范以及数据访问和操作方法等，确保不同系统间的数据兼容性和互操作性。核心组成4.1模型概述对象类型聚合信息模型定义了多种数据对象，如变量、事件、方法等，每种对象都有其特定的属性和行为。对象关系模型明确了数据对象之间的关系，如父子关系、引用关系等，从而构建了一个复杂但有序的数据结构。4.2数据对象定义4.3数据类型规范复合数据类型除了基本数据类型外，模型还支持复合数据类型，如数组、结构体等，以满足更复杂的数据表示需求。基本数据类型模型定义了一组基本数据类型，如整数、浮点数、字符串等，用于描述数据对象的基本属性。数据访问聚合信息模型提供了标准化的数据访问接口，允许客户端以统一的方式读取和写入数据对象的值。操作方法模型还定义了多种操作方法，如订阅/发布机制、历史数据查询等，以支持更高级的数据处理和分析功能。4.4数据访问与操作方法VS聚合信息模型广泛应用于工业自动化、智能制造、物联网等领域，实现了跨系统、跨平台的数据集成与共享。优势分析通过采用聚合信息模型，企业可以提高数据处理的效率和质量，降低系统集成和维护的成本，从而推动数字化转型和升级。同时，该模型还有助于提升系统的可扩展性和灵活性，以适应不断变化的市场需求和技术环境。应用场景4.5应用场景与优势074.1概述需求增长随着工业自动化和信息化的深度融合，对统一、开放的数据交换标准的需求日益增长。规范市场标准的发布为相关产品的研发、生产和应用提供了统一规范，有助于市场的健康发展。4.1.1标准发布背景技术细节详细描述了聚合的机制、原理和实现方式，包括处理间隔、内插、有效结束时间等关键概念。定义与范围明确了OPC统一架构中与聚合相关的信息模型，包括术语、定义和缩略语等。规范性引用文件列出了与本标准密切相关的其他国家标准和国际标准，确保了标准的一致性和协调性。4.1.2标准主要内容通过统一的数据聚合标准，提升了工业自动化系统中数据处理的效率和准确性。提升效率减少了因数据格式不统一而造成的转换和适配成本，降低了企业的运营成本。降低成本为工业自动化领域的技术创新和产品研发提供了强大的标准支撑，有助于推动行业的持续进步。推动创新4.1.3标准实施意义广泛宣传加强标准的宣传和推广工作，提高企业和公众对标准的认知度和接受度。4.1.4标准实施建议培训指导开展针对标准实施的专业培训和指导活动，帮助企业正确理解和应用标准。持续完善根据行业发展需求和技术进步情况，适时对标准进行修订和完善，保持标准的先进性和适用性。084.2聚合对象聚合对象的定义聚合对象是OPC统一架构中用于整合和处理多个数据源信息的组件。它能够将来自不同数据源的数据进行汇总、计算和转换，以提供一个统一且更有价值的数据视图。数据处理聚合对象可以对整合后的数据进行各种计算和处理，如求平均值、最大值、最小值等。数据转换根据需要将整合后的数据转换成不同的格式或单位，以满足不同应用的需求。数据整合聚合对象能够接收并整合来自多个数据源的数据，包括实时数据、历史数据等。聚合对象的功能监控系统在工业自动化领域，聚合对象可用于监控系统中，整合来自各个传感器的数据，提供实时的设备状态和生产情况视图。数据分析物联网应用聚合对象的应用场景在商业智能领域，聚合对象可用于整合和分析销售、库存等数据，帮助企业做出更明智的决策。在物联网应用中，聚合对象能够整合来自各种智能设备的数据，为用户提供更便捷、智能的生活体验。在OPC统一架构中，聚合对象可以通过定义特定的信息模型来实现。聚合对象的实现方式信息模型描述了聚合对象的数据结构、属性和方法，使其能够与其他组件进行交互和通信。根据具体需求，开发人员可以自定义聚合对象的实现方式，以满足特定的数据处理需求。094.3监视项聚合过滤器定义监视项聚合指的是将多个监视项（如传感器读数、设备状态等）通过特定的算法或逻辑进行组合，以提供一个综合的、汇总的状态或值。作用通过聚合，可以将大量的、分散的监视项数据转化为更有用、更直观的综合信息，便于操作人员或系统自动做出判断和决策。监视项聚合的概念聚合过滤器的功能数据筛选根据预设的条件或规则，从大量的监视项中筛选出需要的数据进行聚合。数据处理结果输出对筛选出的数据进行必要的处理，如求平均值、最大值、最小值等统计操作，或者进行更复杂的逻辑运算。将处理后的聚合结果以适当的形式输出，供用户查看或系统进一步处理。工业监控在工业生产过程中，通过聚合多个传感器的读数，可以实时监测生产线的运行状态，及时发现并处理异常情况。能源管理通过聚合各个区域的能耗数据，可以更有效地进行能源管理和优化。环境监测在环境监测领域，聚合多个监测点的数据可以提供更全面的环境质量评估。聚合过滤器的应用场景聚合过滤器应能根据不同的需求进行灵活配置和调整。灵活性对于需要实时监测的场景，聚合过滤器的处理速度应足够快，以确保数据的实时性。实时性聚合算法和逻辑应确保结果的准确性，避免因数据处理不当而导致的误判或漏判。准确性设计和实施注意事项010203104.4公开支持的功能和能力OPC统一架构的第13部分，即聚合部分，具备将来自不同数据源的数据进行集成的能力。这包括从各种设备、系统和应用中收集、整合数据，以提供一个统一的数据视图。数据集成能力该聚合标准支持跨不同硬件和软件平台的操作，确保在各种工业环境中都能实现数据的无缝对接和交互。跨平台兼容性4.1聚合功能概述实时数据访问除了实时数据外，聚合部分还支持对历史数据的查询和分析，帮助用户发现生产过程中的潜在问题和改进点。历史数据查询报警和事件处理当生产现场发生异常或达到预设的报警条件时，聚合功能能够迅速响应并处理这些报警和事件，确保生产安全。提供对实时数据的快速、可靠访问，确保用户能够及时了解生产现场的最新情况。4.2公开支持的功能细节安全性在数据传输和处理过程中，聚合部分采用了多种安全措施，确保数据的完整性和保密性。高效性通过优化数据处理和传输流程，聚合部分能够实现高效的数据处理，满足大规模工业应用的需求。可扩展性随着企业规模的不断扩大和生产需求的增加，聚合标准支持灵活的系统扩展，以适应未来的变化。4.3能力和性能特点115聚合特定的服务使用聚合服务的目的聚合服务在OPC统一架构中，旨在提供一种机制，将多个数据项或服务组合成一个逻辑单元，以便于客户端进行统一的操作和管理。服务类型聚合服务包括但不限于数据聚合、事件聚合等，这些服务允许客户端以更高效的方式处理和监视大量的数据点或事件。5.1服务概述数据整合通过数据聚合服务，客户端可以请求一组相关数据的汇总信息，而不是单独查询每个数据点。这大大提高了数据检索的效率。实时性与历史数据5.2数据聚合服务数据聚合不仅可以处理实时数据，还可以处理历史数据，为用户提供全面的数据分析视角。01025.3事件聚合服务复杂事件处理通过事件聚合，可以定义更复杂的事件逻辑，例如，当多个条件同时满足时触发特定动作。事件过滤与通知事件聚合允许系统根据特定条件过滤和组合事件，当满足特定条件时，可以触发通知或警报。聚合服务提供了细粒度的访问控制机制，确保只有经过授权的用户或系统可以访问和修改聚合数据。访问控制在数据传输和存储过程中，聚合服务确保数据的加密和完整性，防止数据泄露或篡改。数据加密与完整性5.4安全性与权限控制负载均衡聚合服务通过智能负载均衡算法，确保在处理大量数据和请求时系统仍能保持高效运行。可扩展性设计聚合服务的架构允许轻松添加新的聚合类型和功能，以满足不断变化的业务需求。5.5性能优化与可扩展性125.1概述需求增长随着工业自动化和信息化的深度融合，对于数据聚合和处理的需求日益增长。标准化需求为了统一和规范OPC统一架构中的聚合操作，提高数据交互效率和准确性，制定了本标准。5.1.1标准制定背景VS本标准定义了OPC统一架构中与聚合相关的信息模型，适用于工业自动化领域内的数据聚合操作。聚合操作包括但不限于数据的收集、整理、计算、分析和呈现等过程，以满足不同应用场景的需求。定义与范围5.1.2标准内容概述提升效率通过统一的数据聚合标准，提高工业自动化系统中数据的处理速度和准确性。降低成本标准化的数据聚合操作有助于降低企业数据处理的成本，提高运营效率。推动创新统一的聚合标准将促进工业自动化技术的进一步创新和发展。0302015.1.3标准实施意义互补性本标准与其他OPC统一架构的部分相互补充，共同构成完整的工业自动化数据交互和处理体系。关联性5.1.4与其他部分的关系在OPC统一架构中，聚合操作与其他部分（如数据访问、历史访问等）紧密相关，共同实现高效的数据处理流程。0102135.2聚合数据处理数据聚合定义数据聚合是指将来自不同源或多个时间点的数据组合成一个单一的数据集或数据视图的过程。目的与意义数据聚合的目的是为了提供更全面、准确的数据分析基础，帮助用户更好地理解数据、发现趋势以及做出决策。5.2.1数据聚合的概念数据清洗对原始数据进行预处理，包括去除重复数据、处理缺失值、异常值检测和处理等，以确保数据质量和准确性。数据整合将来自不同源的数据进行整合，包括数据格式的转换、数据字段的匹配等，以形成一个统一的数据集。数据计算与转换根据需要对整合后的数据进行计算或转换，如计算平均值、总和、比例等，或者将数据转换为适合分析的格式。0203015.2.2聚合数据的处理方法实时数据处理在OPC统一架构中，可以实现对实时数据的聚合处理，包括数据的采集、转换、存储和分析等。历史数据聚合除了实时数据外，OPC统一架构还支持对历史数据的聚合处理，帮助用户更好地了解过去的数据情况和趋势。统一数据模型OPC统一架构通过定义统一的数据模型，使得不同设备和系统之间的数据可以无缝集成和聚合。5.2.3OPC统一架构中的聚合应用性能优化问题处理大量数据时，可能会遇到性能瓶颈。解决方案包括采用分布式计算技术、优化数据库设计和查询等。数据质量问题由于数据来源的多样性，可能存在数据质量不一致的问题。解决方案包括建立数据质量评估机制和数据清洗流程。数据安全问题在数据聚合过程中，需要确保数据的安全性和隐私性。解决方案包括采用加密技术、访问控制和数据备份等措施。5.2.4聚合数据处理的挑战与解决方案145.3聚合状态码状态码定义在OPC统一架构的第13部分中，聚合状态码用于表示聚合操作的状态，包括成功、失败、进行中或其他特定状态。这些状态码有助于用户和系统了解聚合操作的当前情况。5.3聚合状态码“1.**成功状态**：表示聚合操作已成功完成，数据有效。2.**失败状态**：指示聚合操作未能完成，可能由于数据错误、资源不足或其他原因。状态码分类：5.3聚合状态码3.进行中状态表明聚合操作仍在进行中，尚未完成。4.其他特定状态可能包括等待数据、暂停、取消等特殊情况的状态码。状态码的应用在实际应用中，聚合状态码可以帮助用户和系统监控聚合操作的进度和结果。例如，当状态码显示为“成功”时，用户可以放心地使用聚合后的数据；若显示为“失败”，则需要检查原因并采取相应的措施。5.3聚合状态码与错误处理的结合聚合状态码通常与错误处理机制相结合，以便在出现问题时能够及时发现并处理。例如，当检测到失败状态时，系统可以触发错误处理流程，如重新尝试聚合、记录错误日志或通知管理员等。5.3聚合状态码155.4聚合细节目的聚合的主要目的是简化数据表示、减少网络传输量以及提高数据处理效率。应用场景聚合广泛应用于工业自动化领域，如实时监控系统、数据采集与分析系统等。定义在OPC统一架构中，聚合指的是将来自一个或多个源的数据组合成单个值或结果的过程。5.4.1聚合的基本概念时间聚合基于时间间隔对数据进行聚合，如计算某段时间内的平均值、最大值、最小值等。空间聚合将来自不同空间位置的数据进行组合，以反映整体或区域性的情况。计数聚合统计满足特定条件的数据点的数量，如计算报警事件发生的次数。0302015.4.2聚合的类型服务器端聚合在服务器端对数据进行聚合处理，然后将结果发送给客户端。这种方式可以减轻客户端的处理负担，但可能增加服务器的负载。客户端聚合5.4.3聚合的实现方式客户端接收到原始数据后，在本地进行聚合处理。这种方式可以实现更灵活的数据处理逻辑，但可能对客户端的计算能力有一定要求。01025.4.4聚合与OPC统一架构的其他部分的关系与地址空间模型的关系聚合操作通常作用于地址空间中的特定节点或对象上，这些节点或对象定义了数据的来源和结构。与服务的关系OPC统一架构提供了多种服务来支持聚合操作，如读取服务（用于获取原始数据）、订阅服务（用于定期接收更新后的数据）等。这些服务为聚合提供了必要的数据输入和输出通道。与信息模型的关系信息模型定义了数据的语义和表示方式，对于聚合操作来说，理解数据的含义和格式是至关重要的。因此，聚合操作需要与信息模型紧密配合，以确保数据的正确解析和处理。16附录A(资料性附录)聚合特例—历史访问该标准由国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会于202