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获取PLC数据的首选方法OPC UA——工程师详解

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获取PLC数据的首选方法OPC UA——工程师详解

    • Course introduction

      课程介绍

      什么是OPC  UA
      为什么OPC  UA  大势所趋
      S7-1x00  OPC  UA  功能发展 1
      S7-1x00  OPC  UA  通信要点难点
      学习OPC  UA通信参考资料

      课程难度:初级 课程方向:PLC,S7-1500 课程标签: 课程用途:专家大讲堂

    【专家大讲堂直播答疑】20211026  获取PLC数据的首选方法OPC UA——工程师详解

     

    直播时间:2021年10月26日 19:30-20:30

     

    主讲专家 : 周芸芸

     

    课程主要内容如下

    • 什么是OPC UA

    • 为什么OPC UA 大势所趋

    • S7-1x00 OPC UA 功能发展

    • S7-1x00 OPC UA 通信要点难点

    • 学习OPC UA通信参考资料


    直播课程回看链接:

    http://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=3440


    直播答疑精选:

    1.  OPC DA和OPC UA有什么区别?是升级版吗?

    A:OPC DA是OPC Classic的一种数据读写规范,早期的OPC 通信很多都是OPC DA通信。但是由于依赖微软公司平台,有平台的局限性,所以很多设备本身无法集成此种通信方式,受到一定限制。OPC UA是将经典OPC 通信的所有规范都集成到OPC UA中,而且OPC UA 具有更多有点,它的出现不再依赖平台,能够使更多设备轻松集成OPC UA客户端或者服务器的功能。比如:西门子SITOP电源、RFID、变频器、分布式的IO等设备。这样即便是底层的设备也具有话语权,可以很方便的和OPC UA的其他客户端进行通信。另外,OPC UA也有更简单的Security的设置,我们可以轻松的更放心的连接云,或者跨网络、跨车间进行通信。简单的来说,OPC DA和OPC UA都是通信接口,OPC DA 以前应用比较广泛,本身有些局限性,OPC UA通信慢慢的用的会越来越多。


    2. 能作OPC UA通信的条件,还必须是设备本身集成有UA功能?

    A:OPC UA通信的通信角色主要包含OPC UA 客户端和OPC UA服务器。如果某个设备想要进行OPC UA通信,第一种情况:设备本身集成OPC UA客户端或者OPC UA服务器的功能,此时可以直接和通信伙伴进行OPC UA通信。第二种情况:设备本身不支持OPC UA通信,可以使用OPC 软件作为中转。举例来说:S7-200 SMART目前不支持OPC UA客户端或者服务器功能,如果想要和某个OPC UA客户端通信,需要使用SIMATIC NET软件作为桥梁,S7-200SMART和SIMATIC NET做S7通信,SIMATIC NET和OPC UA 客户端做OPC UA通信。


    3. S7-1200和S7-1500使用OPC UA通信功能,是否需要额外增加费用?

    S7-1200和S7-1500本身集成OPC UA通信功能,无需增加额外的硬件和软件即可直接进行OPC UA通信。在配置的时候需要选择运行系统许可证,如果仅是测试,可以直接选择相应属性即可通信,不影响功能使用。如果长期使用且得到官方认可,运行系统许可证有相关订货号,可以按照如下订货号购买。

    S7-1200:Simatic OPC UA S7-1200 basic   6ES7823-0BA00-2BA0

    CPU 1511、CPU1513、CPU 151xC、ET200SP CPU、CPU 1513pro、CPU 1504D TF、CPU 1515SP PC:

    Simatic OPC UA S7-1500 small      6ES7823-0BA00-1BA0

    CPU 1515、CPU 1516、CPU 1516pro、CPU 1507S:

    Simatic OPC UA S7-1500 medium  6ES7823-0BA00-1CA0

    CPU 1517、CPU 1518、CPU 1507D TF、CPU 1508S:

    Simatic OPC UA S7-1500 large      6ES7823-0BA00-1DA0


    4.  两个S7-1500 使用OPC UA可以通信吗?

    A:  S7-1500从固件版本V2.0开始支持OPC UA服务器功能,从固件版本V2.6版本开始支持OPC UA客户端功能。所以,2个S7-1500之间可以进行OPC UA通信。

        但是需要注意的是,OPC UA通信解决的更多是与上位的数据交互问题。2个PLC之间通信方式有很多种,比如:S7,PROFINET IO,TCP等。使用2个PLC进行OPC UA通信,可能考虑的是接口更容易进行标准化定义。


    5.  S7-200、S7-200SMART 、S7-300是否支持OPC UA通信?

    S7-200、S7-200 SMART、S7-300设备本身不支持OPC UA 通信,对于这些设备来说,做OPC DA或者OPC UA通信,都需要增加如SIMATIC NET这种OPC 通信的软件作为桥梁中转。


    6.  使用OPC UA通信能使西门子与三菱PLC交换数据吗?

    一般情况下,通信双方是否可以通信,需要核实一个是通信接口,另外一个是通信协议。如果双方都支持OPC UA通信方式,都具有以太网接口,就可以直接通信。


    7.  S7-1200/S7-1500进行OPC UA通信和PROFINET IO通信的优缺点?

    首先OPC UA 和PROFINET IO通信都是S7-1200/1500CPU支持的通信方式。PROFINET IO通信,是一种实时的通信方式,可以保证数据交换的间隔和节奏,一般情况下,此种通信方式是针对现场层设备,或者控制层级的其他控制器。但是,PROFINET IO通信从网络结构上来说,是一种二层的通信协议,不支持跨网段通信。

    OPC UA 通信,一般针对的层级是控制层,操作员层,管理层的数据交互。更关注的是数据传输的安全性,接口的标准化,及数据交互的方式比如订阅,方法等的使用。

    所以一般情况下,PROFINET IO和OPC UA两种通信方式可以互相协作,充分发挥各自的特点。


    8.  OPC UA开启后,会影响CPU的扫描周期吗?

    OPC UA通信功能启用后,会收到通信负载的影响。如果通信任务比较多,或者通信数据量比较大,可以适当地调整CPU属性中的通信负载设置。

    如果通信负载设置百分比增大,同样的程序量,扫描周期会相应增长。


    9. 多个OPC UA 客户端是否可以同时访问一个OPC UA服务器?

    可以,不同的客户端和服务器进行OPC UA通信时需要建立不同的会话。每个OPC UA服务器都支持多个会话。


    10. 如何提升OPC UA通信的性能?

    首先,在数据创建的时候,尽量考虑使用数组或者结构类型的变量,结构体/数组类型的变量性能明显优于同样数量零散创建的变量。

    另外,查清楚数据的访问用途,对于重复访问的数据可以使用注册方式;对于某些数据仅是监视作用,可以采用订阅方式;对于一些一致性数据,或者需要设置某些输入条件按照一定算法输出某些结果,可以在服务器中使用方法的功能,有客户端调用。

    再有,如果通信使用的协议多,数据量大,可以适当曾加CPU属性通信负载的设置。


    11.  OPC UA Expert有出口限制吗?

    UA Expert是一款OPC UA客户端调试软件,是Unified Automation提供免费的OPC UA客户端调试软件。该软件不需要从西门子官方网站下载。

    可点击下方的下载连接,注册、下载UA Expert即可。

    https://www.unified-automation.com/downloads/opc-ua-clients.html


    12.  C#怎么连接S7-1200/S7-1500 OPC UA 服务器?

    西门子全球技术资源库中提供了很多应用实例可供参考

    通过 C# 编程用于 SIMATIC NET OPC UA 服务器的 OPC UA .NET 客户机

    https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/42014088

    使用 .NET 和帮助类别创建 OPC UA 客户端

    https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109737901

    适用于 SIMATIC S7-1500 OPC UA 服务器的 OPC UA .NET 客户端

    https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109737901

    更多有关OPC UA通信的应用实例,可点击如下链接自行查看

    https://support.industry.siemens.com/cs/cn/en/ps/ae


    13.  西门子OPC UA通信相关的视频如何查看?

    西门子工业学习平台视频及文档如下:

    解析工业4.0时代的通用通信协议—S7-1500OPCUA功能与应用http://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=1904

    S7-1500 OPC UA客户端程序封装库的使用

    http://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=2766

    新功能早知道---博途V17 STEP7

    http://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=3349

    走进博途V17—STEP7、PLC以及系统创新

    https://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=3347&topicId=6

    S7-1500 OPC UA 通信你会用了吗?

    http://www.ad.siemens.com.cn/1847/Video/VideoPlay?courseId=1904

    S7-1200 OPC UA 服务器方法使用入门

    https://www.ad.siemens.com.cn/download/docMessage.aspx?Id=17196


    您还可关注官方微信公众号-西门子工业1847俱乐部,了解更多相关信息。

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    周芸芸