摘要：工业自动化进程中，实现DCS（集散控制系统）、SIS（安全仪表系统）、SCADA（数据采集与监视控制系统）远程监控系统生产数据的高效采集、可靠传输与灵活对接至关重要。上海数采物联网科技公司推出的方案基于 OPC UA/DA 协议与 MQTT 协议，为各工业领域
工业自动化进程中，实现DCS（集散控制系统）、SIS（安全仪表系统）、SCADA（数据采集与监视控制系统）远程监控系统生产数据的高效采集、可靠传输与灵活对接至关重要。上海数采物联网科技公司推出的方案基于 OPC UA/DA 协议与 MQTT 协议，为各工业领域提供定制化数据采集解决方案，助力企业实现智能化生产与管理。
一、方案背景
工业生产中，DCS、SIS、SCADA系统蕴含大量关键生产数据，但各系统间数据交互存在障碍。OPC UA/DA 协议在工业数据采集领域应用广泛，能有效连接不同厂商设备与系统；MQTT协议凭借轻量级、高可靠等特性，适用于数据传输。将两者结合，可打造高效、稳定的数据采集传输链路。
二、技术原理
（一）OPC UA/DA 协议
1. OPC DA：基于COM/DCOM技术，面向Windows系统，为工业自动化提供实时数据访问。其客户端可连接OPC服务器获取数据，通过订阅或轮询方式，按指定频率采集数据，在工业现场设备数据采集方面应用成熟。
2. OPC UA：独立于操作系统，支持跨平台数据交互，安全性与扩展性强。它定义丰富数据模型和服务接口，可实现复杂数据类型传输与管理，适用于企业级数据集成与远程监控场景。
（二）MQTT 协议
基于发布/订阅模式，采用TCP/IP协议传输。消息发布者将数据发送到指定主题，订阅该主题的客户端可接收数据。具有低带宽、低功耗、高可靠性特点，在物联网和工业数据传输中应用广泛。
三、采集方案设计
（一）系统架构
在DCS/SIS/SCADA系统与目标服务器间，部署OPC UA/DA采集客户端。采集客户端连接DCS等系统OPC服务器采集数据，经防火墙和单向隔离网闸安全传输，再通过MQTT协议将数据发布到服务器，供上层应用使用。
（二）采集流程
1.数据采集：在采集端服务器安装支持OPC UA/DA协议的采集软件，配置采集参数，如OPC服务器地址、设ID、采集方式、更新频率、测点信息等。支持文件缓存功能，网络中断时数据暂存本地，恢复后继续传输。
2.数据传输：采集数据经TCP协议穿越网闸，保障数据安全传输。到达接收端后，采集软件将数据转换为MQTT消息格式，按预设主题发布到MQTT服务器。
3.数据接收与处理：订阅对应主题的客户端从MQTT服务器接收数据，进行存储、分析、展示等处理，为企业生产决策提供支持。
四、定制开发与API接口
（一）定制开发
1. 根据不同工业场景需求，定制OPC UA/DA采集客户端。优化采集策略，如根据设备数据变化频率动态调整采集频率，提高采集效率；针对复杂设备数据结构，开发数据解析与预处理功能，确保数据准确性与完整性。
2. 开发适配MQTT服务器的客户端程序，实现与OPC采集客户端数据对接。支持灵活主题配置，满足不同数据分类与管理需求；优化消息发布与订阅机制，确保数据传输实时性与可靠性。
（二）API 接口
1. 为方便上层应用集成，提供统一API接口。涵盖数据采集配置接口，用于设置OPC服务器连接参数、测点信息等；数据读取接口，供上层应用获取采集数据；数据订阅接口，支持应用订阅特定数据主题，接收实时数据推送。
2. API接口设计遵循RESTful风格或其他通用接口规范，确保跨平台兼容性与易用性。提供详细接口文档，包含接口说明、参数定义、调用示例等，降低开发难度。
五、方案优势
（一）兼容性强
OPC UA/DA协议支持多种工业设备与系统，可适配不同厂商DCS、SIS、SCADA系统，降低系统集成难度。MQTT协议广泛应用于各类物联网平台和后端系统，便于与现有企业架构集成。
（二）安全可靠
单向隔离网闸与防火墙保障数据传输安全，防止网络攻击与数据泄露。OPC采集软件文件缓存功能确保数据不丢失，MQTT协议QoS机制保证消息可靠传输。
（三）高效实时
优化采集策略与传输机制，实现数据快速采集与实时传输。通过主题订阅模式，上层应用能及时获取感兴趣数据，满足工业生产实时监控与决策需求。
六、应用案例
绿电环保发电厂DCS系统采用本方案，实现DCS系统数据采集传输。通过OPC DA 协议采集机房DCS数据，经网闸和防火墙，用MQTT协议转发到应用层组态服务器。实时监测发电设备运行参数，如主蒸汽流量、温度、压力等，为设备优化运行和故障预警提供数据支持，提高发电效率，降低运维成本。
主蒸汽流量(累计值)(main_fow「ate_sum)
蒸汽温度(steam_ temperature)
主蒸汽压力(steam_pressure)
发电负荷(load)
当天发电总量(day_electricity amount)
当月发电总量(总)(month_electricity_total)
当月发电总量(总)(month electricity_origin)
当年发电总量(总)(year_electricitytotal)
当年发电总量(总)(year_electricityorigin
主蒸汽流量(累计值)(main_fow「ate_sum)
蒸汽温度(steam_ temperature)
主蒸汽压力(steam_pressure)
发电负荷(load)
当天发电总量(day_electricity amount)
当月发电总量(总)(month_electricity_total)
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当年发电总量(总)(year_electricitytotal)
当年发电总量(总)(year_electricityorigin
来源：数采物联