S71200 作为OPC UA 服务器OPC SCOUT作为OPC UA客户端.docx
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S71200作为OPCUA服务器OPCSCOUT作为OPCUA客户端
S7-1200作为OPCUA服务器,OPCSCOUT作为OPCUA客户端
S7-1200CPU实现OPCUA服务器的硬件和软件要求,如表1所示:
表1.S7-1200CPU实现OPCUA服务器的硬件和软件要求
组件
版本
备注
硬件部分
S7-1200各型号CPU
V4.4版本及以上
V4.4版本的S7-1200仅支持作为OPCUA的服务器
软件部分
TIAPortaSTEP7Basic/Professional
V16及以上
TIAV16起才可以组态V4.4版本的S7-1200CPU
OPCUA许可证授权
SIMATICOPCUAS7-1200Basic
6ES7823-0BA00-2BA0
纸质授权S7-1200全系列CPU均使用该授权(一个PLC一个授权即可)
测试客户端
SIMATICNETV16OPCScoutV10
OPCScoutV10任意版本均可
一、激活S7-1200OPCUA服务器并设置相关参数
1.创建PLC站点并设置IP地址
使用TIASTEP7V16软件,创建S7-1200CPU版本为V4.4的站点,如图1所示。
-
图1.添加新设备
为CPU分配子网以及IP地址,如图2所示。
-
图2.设置子网以及IP
2.启动OPCUA服务器
进入"设备视图",选中CPU,CPU属性→OPCUA→服务器,勾选"激活OPCUA服务器",如图3所示。
图3.启动OPCUA服务器
a.激活OPCUA服务器
b.服务器地址:
用于客户端访问服务器,激活S7-1200的OPCUA服务器功能后,该OPCUA服务器的地址为图中的:
"opc:
tcp:
//192.168.0.17:
4840",服务器地址格式为:
"opc:
tcp:
//服务器IP:
服务器端口号"
3.设置服务器相关参数
CPU属性→OPCUA→服务器→选件→常规属性对话框内,可以设置端口号、最大会话超时时间,最大OPCUA会话数量等参数,如表2所示。
表2.S7-1200OPCUA选件设置
OPCUA选件参数
备注
端口:
设置服务器的端口号,默认4840,允许范围:
1024-49151之间
最大会话超时时间:
指定在不进行数据交换的情况下OPCUA服务器关闭会话之前的最大时长。
默认30s,允许范围:
1-600000s之间
最大OPCUA会话数量:
OPCUA服务器启动并同时操作的最大会话数。
最大会话数取决于CPU的性能。
截至到V4.4版本,S7-1200最大会话数是5个。
服务器的订阅设置:
最短采样间隔:
设置OPCUA服务器记录CPU变量值并与以前值相比较检查是否发生变更的时间间隔。
最短发布间隔:
变量值发生改变时服务器通过新值向客户端发送消息的时间间隔。
已监视项的最大数量:
指定该CPU的OPCUA服务器可同时监视值更改的最大元素数量。
监视会占用资源。
可监视元素的最大数量取决于所用的CPU。
4.Securechannel设置
仅当OPCUA服务器可向OPCUA客户端证明身份时,才能建立服务器与客户端之间的安全连接。
服务器证书可用于证实身份。
CPU属性→OPCUA→服务器→Security→Securechannel,在此对话框内可以设置服务器证书、服务器上可用的安全策略、以及可信客户端,如表3所示。
表3.S7-1200Securechannel设置
参数
备注
建立服务器证书
激活OPCUA服务器并确认安全提示后,STEP7会自动为服务器生成自签署证书,用户也可以生成由证书颁发机构签名的CA证书;
注意!
如何生成CA证书以及证书的管理请参考后续的常见问题。
(新增、导出或删除证书)可在CPU的证书管理器中实现:
CPU属性防护与安全→证书管理器
设置服务器安全策略
调试初期可以考虑使用默认的"无安全设置",一旦调试结束,建议只选择与您的设备或工厂的安全概念兼容的安全策略,如果可能,请使用"Basic256Sha256"设置,并禁用所有其它安全策略。
设置可信客户端
使用可信客户端列表,以仅允许对特定客户端进行访问。
此项为可选操作,可以直接选择下载的"运行时自动接受所有客户端证书"
如果选择选项"运行时自动接受所有客户端证书"(位于"受信客户端"列表下),则服务器会自动接受所有客户端证书。
5.用户身份验证
CPU属性→OPCUA→服务器→Security→用户身份验证,此参数可设置OPCUA客户端中用户访问服务器时需通过的认证方式,如图4所示。
图4.用户身份认证
a.启用访客认证:
用户无需证明其身份(匿名访问)。
OPCUA服务器不会检查客户端用户的授权。
b.启用用户名和密码认证:
用户必须证明其身份(非匿名访问)。
OPCUA服务器将检查客户端用户是否具备访问服务器的权限。
并通过用户名和正确的密码进行身份验证,在下方"用户管理"表中输入用户,最多可添加21个用户。
注意!
以上两个选项,建议仅在通信调试初期使用使用“启动访客认证”,调试结束后应启用"启用用户名和密码认证",以确保通信安全。
6.设置OPCUA运行许可证
CPU属性→运行系统许可证→OPCUA→设置"购买的许可证类型",S7-1200所有CPU所使用的许可证类型都是一种:
SIMATICOPCUAS7-1200Basic,如图5所示。
图5.设置OPCUA运行许可证
二、OPCUA服务器接口
标准的SIMATIC服务器接口不可用于S7-1200,必须使用"OPCUA通信"中添加的服务器接口,通过这些服务器接口启用PLC变量后,方可对OPCUA客户端可见,具体见下文描述。
1.新增服务器接口
项目树PLC站点下,OPCUA通信→服务器接口→新增服务器接口,在弹出的"新增服务器接口"内选择"服务器接口",如图6所示。
图6.新增服务器接口
2.建立通信数据块,并设置相关属性
手动建立通信数据块"opcuaDATA",并确保该DB块的属性"数据从OPCUA可访问"处于勾选状态,如图7所示。
图7.新建通信DB块并确认其属性
3.建立通信变量,双击打开新建的DB块,并建立通信的变量,并根据需求勾选不同变量的OPCUA读写访问属性,如图8所示。
图8.设置各变量的OPCUA读写访问属性
4.将OPCUA元素连接至OPCUA服务器接口
双击图6中新增的服务器接口,(项目树PLC站点下,OPCUA通信→服务器接口→服务器接口_1),打开"OPCUA服务器接口"对话框,将对话框右侧的OPCUA元素依次或者整体拖拽至左侧的服务器接口下方的空白行,如图9所示。
图9.将OPCUA元素连接至OPCUA服务器接口
使用OPCScoutV10测试与S7-1200的OPCUA通信
该文档使用SIMATICNET自带OPCClient端软件OPCScoutV10客户端测试与S7-1200的OPCUA通信,点击下方的下载连接,注册、下载SIMATICNETV16并且安装成功。
具体步骤参考量下文描述。
OPCScout V10测试步骤
1.添加OPCUAServer站点
点击左下角的"Start"→"AllPrograms"→"SiemensAutomation"→"SIMATIC"→"SIMATICNET"→"OPCScoutV10"(或者直接在Start里搜索OPCScoutV10),启动OPCScoutV10。
如图10所示。
图10.启动OPCScoutV10
打开OPCScoutV10,在Serverexplorer窗口,查找UAserver→Addserver,添加OPCUA服务器,如图11所示。
图11.添加OPCUA服务器
1.手动设置服务器URL:
opc.tcp:
//192.168.0.17:
4840
2.点击“Discovery”,查找服务器
3.在“Endpoints”处显示所查找到的服务器,
4.点击查找到的服务器后,显示该服务器设置的安全策略,此处以“None”无安全策略为例。
5.点击“Ok”,连接服务器
2.访问OPCUAServer数据
将正常连接的服务器一级一级展开后,找到对应的变量节点,然后将其拖拽至右下方“DataView1”点击“MonitoringOn”监视,如果需要写操作也可以直接在“NewValue”处填写新值,然后点击“Write”按钮,即可执行写操作,如图12所示。
图12.访问OPCUAServer数据
注意!
图12中,无法整体访问变量“D”和变量“E”,这是因为S7-1200不支持数组以及结构的访问,但是支持数组与结构内元素的访问
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