随着我国智能制造及物流仓储的快速发展，设备之间的互联互通、软件平台的系统集成成为了制造业发展的一项关键问题。而OPC UA（OPC Unified Architecture）作为新一代工业通讯协议，因其提供了安全、可靠和独立于厂商的通讯机制，被越来越多的硬件厂商所支持。本文主要探讨了基于OPC UA技术构建的自动化立体仓库监控系统的设计和实现。
在自动化立体仓库监控系统的设计中，通讯架构设计尤为重要。本文提出的通讯架构分为四层，自下而上分别为数据源层、OPC服务层、数据感知服务层和WCS服务层。数据源层主要由PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）构成，为上位系统提供所需读取或写入的状态点，并且要求PLC支持OPC UA协议。
OPC服务层一般采用设备厂商所提供的OPC UA服务，也可进行自主搭建或采用第三方服务。该层作为OPC客户端和本地通信的数据源之间的翻译器，实现数据的读取和写入功能。数据感知服务层既作为OPC服务的客户端，也作为WCS（Warehouse Control System，仓库控制系统）功能流程的驱动器，监测PLC状态点信息变化，调取相应的WCS服务和功能。通过自定义变量值触发事件，可避免使用定时器循环访问和读取PLC，从而提高响应速度。
在可视化功能实现方面，本文利用WPF（Windows Presentation Foundation，一个用于构建Windows客户端应用程序的UI框架）作为用户界面框架，实现了监控系统的核心可视化功能。这些核心功能包括设备侧视动态图、设备俯视动态图、行走机构实时参数、升降机构实时参数、挂取机构实时参数等。
此外，本监控系统还提供了当前任务列表、货叉使用频率统计等实时信息，并能够通过数据库内容变化实现相应功能的异步触发，降低了客户端不断轮询数据库所导致的系统卡顿。利用SQLServer的SQLDependency机制，可以实现数据库内容变化与客户端应用的异步触发，进一步提高系统的实时性和响应效率。
OPC UA具有以下特点：更加开放，具有平台无关性，支持跨平台；扩展了对象类型，支持更复杂的数据类型，包括变量、方法和事件；在协议和应用层集成了安全功能，确保信息传输的安全性；易于配置和使用，降低了使用门槛和维护成本。这些特点使得基于OPC UA的监控系统能够提供更好的实时性、安全性和平台兼容性。
在系统设计时，为了降低软件系统中各结构层之间的耦合度，增加各模块的可重用性，并降低开发和后期维护成本，团队成员在开发系统架构的每一层时各司其职，分工明确。这种模块化和层次化的架构设计，使得整个监控系统既稳定又高效。
基于OPC UA的自动化立体仓库监控系统，通过订阅机制的异步通讯架构和核心可视化功能的实现，为自动化立体仓库提供了安全可靠的数据通讯和实时的设备监控，极大地提升了物流仓储的智能化水平。在未来，随着物联网和智能制造的进一步发展，OPC UA在工业领域的应用前景将更加广阔。
