SIMATIC NET 作為 OPC UA 服務(wù)器與 S7-1200 基于以太網(wǎng)的S7通信

硬件需求和軟件需求

表1.硬件和軟件要求

?這種組態(tài)方式可以實(shí)現(xiàn) OPC UA 客戶端通過(guò) SIMATIC NET 訪問(wèn) S7-1200 CPU?優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊，要求：

1. 通信雙方站點(diǎn)必須在同一項(xiàng)目?jī)?nèi)組態(tài)

2. S7連接伙伴方必須設(shè)置為指定的伙伴

3. 軟件版本要求見(jiàn)表1

如果不滿足其中任意條件，則只能實(shí)現(xiàn) OPC UA 客戶端 或者 OPC DA 客戶端通過(guò) SIMATIC NET 訪問(wèn) S7-1200 CPU 的非優(yōu)化數(shù)據(jù)塊，具體參見(jiàn)鏈接：STEP 7 組態(tài)、TIA PORTAL組態(tài)、PC ACCESS組態(tài)。

具體步驟可參考下文描述。

一、TIA STEP7 V16中組態(tài)S7-1200 站點(diǎn)

1.新建項(xiàng)目PLC站點(diǎn)并設(shè)置IP地址

使用 TIA Portal軟件，創(chuàng)建S7-1200 CPU版本為V4.4的站點(diǎn)，如圖1所示。

圖1.添加新設(shè)備

為CPU分配新子網(wǎng)并設(shè)置IP地址，如圖2所示。

圖2.設(shè)置子網(wǎng)以及IP

2.新建全局DB塊并設(shè)置屬性

新建全局DB “數(shù)據(jù)塊_1 DB1”將其重命名為"ABC"，如圖3所示（DB塊屬性優(yōu)化/非優(yōu)化均可）。

-

圖3.新建全局DB塊

雙擊打開(kāi)DB1，建立DB塊變量，并設(shè)置初始值，下圖中因?yàn)槭莾?yōu)化的DB塊，所以各變量沒(méi)有絕對(duì)地址，只有符號(hào)名，如圖4所示。

圖4.新建DB塊內(nèi)變量

二、在同一項(xiàng)目中組態(tài)PC Station

1.新建PC 站點(diǎn)

在同一項(xiàng)目中通過(guò)“添加新設(shè)備”→“PC系統(tǒng)”→“常規(guī)PC” 插入一個(gè)PC站，PC站名稱為“PC station”，圖5所示。

圖5.添加PC Station

雙擊項(xiàng)目樹(shù)“設(shè)備組態(tài)”即可進(jìn)入PC Station硬件組態(tài)界面，從右側(cè)“硬件目錄”添加相關(guān)組件：

從“用戶應(yīng)用程序”→“OPC服務(wù)器” 添加一個(gè)OPC 服務(wù)器的應(yīng)用（OPC 服務(wù)器的版本必須小于等于安裝的SIMATIC NET版本）。

從“通信模塊”→“PROFINET/Ethernet”選擇“常規(guī)IE”（因?yàn)檫x擇普通以太網(wǎng)卡，所以選擇“常規(guī)IE”），如圖6所示。

?圖6.PC Station的硬件組態(tài)

2.設(shè)置“常規(guī)IE” IP地址

選擇"常規(guī)IE"，在其屬性對(duì)話框內(nèi)找到“以太網(wǎng)地址”將接口連接到之前S7-1200建立的子網(wǎng)“PN/IE_1”，并設(shè)置IP地址，如圖7所示。

圖7.設(shè)置“常規(guī)IE” IP地址

?注意，上圖中設(shè)置的IP地址是最終作為OPC UA服務(wù)器的電腦的IP，如圖8所示。

圖8.計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)地址

3.設(shè)置"OPC服務(wù)器" 參數(shù)

選擇“OPC 服務(wù)器”，打開(kāi)其“屬性”對(duì)話框，選擇“S7”→“OPC 符號(hào)”→“全部”，如圖9所示。

圖9.設(shè)置OPC 符號(hào)屬性

?注意！選擇"OPC服務(wù)器"→右鍵→選中"更改設(shè)備"，可以選擇其他版本OPC服務(wù)器。

4. 配置網(wǎng)絡(luò)連接

通過(guò)點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)視圖”的圖標(biāo)。進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)配置，然后在網(wǎng)絡(luò)視圖設(shè)置連接，添加S7連接。如圖10所示。

圖10.添加S7連接_1

在彈出的“添加新連接”對(duì)話框內(nèi)。確認(rèn)連接類(lèi)型為“S7連接”后，選擇S7-1200站點(diǎn) “PLC_1”，點(diǎn)擊“添加”，然后點(diǎn)擊“關(guān)閉”，如圖11所示。

圖11.添加S7連接_2

設(shè)置完畢以后，可以看到在S7-1200與PC Station之間已經(jīng)建立S7連接，可以找到該連接查看其屬性，因?yàn)槭侵付ɑ锇榈腟7連接，連接相關(guān)參數(shù)會(huì)自行匹配，見(jiàn)表2所示。

表2.S7 Connection 連接參數(shù)

連接建立成功后，編譯，并且將當(dāng)前項(xiàng)目保存。分別將PLC程序與PC Station組態(tài)下載。PLC下載程序此處不再贅述，下面介紹PC Station的下載步驟。

5. PC Station組態(tài)下載

在TIA Protal “設(shè)備視圖”內(nèi)。選擇“PC Station 站點(diǎn)”，在其屬性對(duì)話框內(nèi)，“SIMATIC PC Station ” →“XDB組態(tài)” →勾選“生成XDB文件”，并點(diǎn)擊“瀏覽”設(shè)置文件存儲(chǔ)路徑。

路徑設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊軟件上方的"編譯"按鈕。就可以在設(shè)置路徑內(nèi)保存該XDB文件。 如圖12所示。

圖12.生成XDB文件

將生成的XDB文件導(dǎo)入至"Station Configurator"內(nèi)，具體步驟見(jiàn)表3。

表3.導(dǎo)入XDB文件

?

　?。?）。提示信息，點(diǎn)擊“OK”即可

　　（4）。導(dǎo)入成功，并且可以看到“IE general”與“OPC Server”均處于Run，并且Conn狀態(tài)正常。

到這里，PC Station的下載就結(jié)束了。

三、使用OPC Scout V10測(cè)試通信結(jié)果

1.添加OPC UA Server站點(diǎn)

1.點(diǎn)擊電腦左下角的"Start"→"All Programs"→"Siemens Automation"→"SIMATIC"→"SIMATIC NET"→"OPC Scout V10"(或者直接在Start里搜索 OPC Scout V10)，啟動(dòng)OPC Scout V10。如圖13所示。

圖13.啟動(dòng)OPC Scout V10

打開(kāi)OPC Scout V10，在 Server explorer窗口，查找UA server→Local UA Server→OPC.simaticNET.S7OPT，找到本地UA服務(wù)器，如圖14所示。

圖14.添加OPC UA 服務(wù)器_1

此處以第二種加密算法為例，連接UA 服務(wù)器，雙擊該服務(wù)器，在彈出的“User authentication change”對(duì)話框內(nèi)設(shè)置如圖15所示。

圖15.添加OPC UA 服務(wù)器_2

注意！上圖中步驟2的用戶名和密碼為本計(jì)算機(jī)登陸的用戶名和密碼。

2.訪問(wèn)OPC UA Server數(shù)據(jù)

正常連接服務(wù)器后，查找“Objects”→“SYM”→“S7-1200 station_1 ”→“PLC_1”，找到S7-1200里創(chuàng)建的DB塊變量，然后將其拖拽至右下方“Data View 1”，點(diǎn)擊“Monitoring On”監(jiān)視，如果需要寫(xiě)操作也可以直接在“New Value”處填寫(xiě)新值，然后點(diǎn)擊“Write”按鈕，即可執(zhí)行寫(xiě)操作，如圖16所示。

圖16.訪問(wèn) UA server數(shù)據(jù)

常問(wèn)問(wèn)題

1. 如上文圖15所示，為什么必須經(jīng)過(guò)用戶登錄才能進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)？

是否需要用戶登錄取決于 SIMATIC NET的OPC 服務(wù)器的安全策略內(nèi)的"登錄設(shè)置"參數(shù)。

用戶可以在電腦左下角的"Start"→"All Programs"→"Siemens Automation"→"SIMATIC"→"SIMATIC NET"→"Communication Settings"(或者直接在Start里搜索 Communication Settings)，啟動(dòng)Communication Settings。

如圖17所示，確認(rèn)"OPC 設(shè)置"→"OPC協(xié)議選擇"→"S7 已優(yōu)化"→"登錄設(shè)置"→"允許匿名登錄到OPC UA服務(wù)器"是否勾選。

圖17.Communication Settings設(shè)置

如果勾選"允許匿名登錄到OPC UA服務(wù)器"，則在連接服務(wù)器時(shí)會(huì)出現(xiàn)匿名訪問(wèn)的選項(xiàng)，如下圖所示，此時(shí)不需要用戶登錄就可以訪問(wèn)服務(wù)器。但是如果需要用戶登錄，則登錄鎖使用的用戶名與密碼為本計(jì)算機(jī)登陸的用戶名和密碼。

圖18.OPC UA服務(wù)器登錄權(quán)限

2. 通信正常時(shí)，某些變量突然無(wú)法正常訪問(wèn)？

用戶在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)原有變量修改變量名稱、數(shù)據(jù)類(lèi)型，對(duì)原有的DB塊修改DB號(hào)，以及后期增加的變量，均無(wú)法正常訪問(wèn)（雖然已經(jīng)設(shè)置OPC符號(hào)為全部（如上圖9所示））。解決方法需要重新編譯導(dǎo)入XDB文件。

審核編輯：郭婷

?