西門子S7-1500 PLC技術(shù)及應(yīng)用 課件 第7章 S7-1500 PLC 的上位機(jī)WinCC RT

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映電子教案《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》第7章

S7-1500PLC的上位機(jī)WinCCRT點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

組態(tài)計(jì)算機(jī)的設(shè)置7.1運(yùn)行計(jì)算機(jī)的設(shè)置7.2項(xiàng)目下載與運(yùn)行

7.3OPCUA在WinCCRT上的應(yīng)用7.4《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

WinCCRT（WinCCRuntime）是基于PC的操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)，用于可視化和操作員控制各個(gè)部門的過程，生產(chǎn)流程，機(jī)器和工廠從簡單的單用戶站到分布式多用戶系統(tǒng)以及帶有Web客戶端的跨位置解決方案，是一種SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

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在S7-1500PLC控制系統(tǒng)中，一旦任務(wù)增加、系統(tǒng)變得復(fù)雜，不可能僅靠增大PLC點(diǎn)數(shù)或改進(jìn)機(jī)型來實(shí)現(xiàn)控制功能。此時(shí)，WinCCRT（移植運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)）作為RLC控制（繼電器控制）技術(shù)上位機(jī)SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）系統(tǒng)就出現(xiàn)了。

SCADA系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)及智能算法技術(shù)等，可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能，越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)和公用事業(yè)領(lǐng)域。

WinCCRT（WinCCRuntime）是西門子公司推出的用于計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)軟件：單機(jī)版需要WinCCRuntimeProfessional軟件，服務(wù)器版需要WinCCRuntimeProfessional和WinCCServerforRuntimeProfessional軟件。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

組態(tài)計(jì)算機(jī)的設(shè)置7.1點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.1.1網(wǎng)絡(luò)配置

組態(tài)計(jì)算機(jī)是指安裝了組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)僅用于WinCCRTProfessional項(xiàng)目的組態(tài)編譯。示例中的計(jì)算機(jī)安裝了SIMATICWinCC（博途）ProfessionalV16組態(tài)軟件，通過網(wǎng)絡(luò)配置、共享配置、項(xiàng)目組態(tài)三步完成組態(tài)計(jì)算機(jī)的設(shè)置。

組態(tài)計(jì)算機(jī)的

IP地址應(yīng)與運(yùn)行計(jì)算機(jī)的IP地址在同一網(wǎng)段，本例設(shè)置組態(tài)計(jì)算機(jī)的IP為10，子網(wǎng)掩碼為。以Win10操作系統(tǒng)為例設(shè)置

IP地址的詳細(xì)操作流程如下：點(diǎn)擊桌面左下角的“開始”圖標(biāo)，選擇“Windows系統(tǒng)”選項(xiàng)下的“控制面板”如圖7-1所示，雙擊“控制面板”圖標(biāo)，彈出如圖7-2所示界面。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-1

打開電腦控制面板圖7-2控制面板界面①②③《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

選擇“網(wǎng)絡(luò)和Iinternet”→“網(wǎng)絡(luò)和共享中心”→“更改適配器設(shè)置”，如圖7-3所示。雙擊“更改適配器設(shè)置”，對IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行設(shè)置并確認(rèn)。本例設(shè)置組態(tài)計(jì)算機(jī)的IP為10，子網(wǎng)掩碼為，如圖7-4所示。圖7-3更改適配器操作界面圖7-4

IP地址設(shè)置操作界面7.1.2共享配置點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

為組態(tài)計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享的設(shè)置，選擇“網(wǎng)絡(luò)和Internet”→“網(wǎng)絡(luò)和共享中心”→“更改高級共享設(shè)置”，將其設(shè)置成在網(wǎng)絡(luò)中可被發(fā)現(xiàn)，并且使共享文件可以被訪問，設(shè)置結(jié)果如圖7-5所示。圖7-5

共享配置選擇界面①②③7.1.3項(xiàng)目組態(tài)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

1.PLC的組態(tài)

本示例在PLC變量表中建立了簡單的Int型變量MW0，僅為了用于演示運(yùn)行計(jì)算機(jī)和PLC的通訊，讀者可以按實(shí)際需求進(jìn)行變量添加。

（1）在博圖項(xiàng)目樹中雙擊“添加新設(shè)備”，選擇添加控制器下的CPU1511-1PN，如圖7-6所示。

（2）在項(xiàng)目樹內(nèi)，雙擊CPU1511-1PN下的“設(shè)備組態(tài)”進(jìn)入設(shè)備視圖，選擇機(jī)架上的PLC，在屬性->常規(guī)->以太網(wǎng)地址中分配IP地址及子網(wǎng)掩碼，并添加新子網(wǎng)。注意：IP地址在網(wǎng)絡(luò)中必須唯一，且必須與運(yùn)行計(jì)算機(jī)及本組態(tài)計(jì)算機(jī)在同一網(wǎng)段。本例中，設(shè)置PLC的IP為，子網(wǎng)掩碼為，如圖7-7所示。①②③點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-7

設(shè)置PL的IP

地址圖7-6添加控制器下的CPU1511-1PN①①②②③③④⑤⑦⑥點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.PLCWinCCRTProfessional的組態(tài)（1）在博圖項(xiàng)目樹中雙擊“添加新設(shè)備”，選擇添加PC系統(tǒng)下的WinCCRTProfessional，如圖7-8所示。圖7-8

添加控制器下的CPU1511-1PN①②③點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（2）在項(xiàng)目樹中雙擊“PC-System_1”下的“設(shè)備組態(tài)”打開設(shè)備視圖，在右側(cè)的硬件目錄中選擇“通信模塊”→“常規(guī)IE”，拖拽至PCstation中的插槽內(nèi)，為設(shè)備添加以太網(wǎng)卡，如圖7-9所示。圖7-9

為設(shè)備添加以太網(wǎng)卡①②③④⑤點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（3）在設(shè)備視圖內(nèi)，選中PCstation中的以太網(wǎng)口，在“屬性”→“常規(guī)”→“以太網(wǎng)地址”中分配IP地址及子網(wǎng)掩碼，并將子網(wǎng)選為之前建立過的PN/IE_1。需要注意：IP地址在網(wǎng)絡(luò)中必須唯一，且必須與運(yùn)行計(jì)算機(jī)的實(shí)際設(shè)置一致，還需與本組態(tài)計(jì)算機(jī)在同一網(wǎng)段。本例中，設(shè)置IP為10，子網(wǎng)掩碼為，圖7-10所示。圖7-10

為以太網(wǎng)卡分配IP地址及子網(wǎng)掩碼①②③④⑤⑥點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（4）首先，查詢組態(tài)計(jì)算機(jī)的名稱。以Win10操作系統(tǒng)為例，在桌面選擇“此電腦”右鍵，顯示如圖7-11所示界面，點(diǎn)擊“屬性”查看計(jì)算機(jī)（或設(shè)備）名稱或修改計(jì)算機(jī)（或設(shè)備）名稱，如圖7-12所示。

在設(shè)備視圖內(nèi)，選中PCstation，在“屬性”→“常規(guī)”→“常規(guī)”中，輸入PC名稱，注意：PC名稱應(yīng)與實(shí)際的運(yùn)行計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)名一致，如果運(yùn)行計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)名為不是大寫字母或數(shù)字，則需進(jìn)行修改，本例中PC名稱為“WIN10-2022PVNEG”，如圖7-13所示。圖7-11查看電腦屬性①②點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-13SIMATICPCstation[Rail]的PC名稱設(shè)置圖7-12

查看或修改計(jì)算機(jī)名稱①②③①②③④⑤點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（5）在項(xiàng)目樹中，雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖，點(diǎn)擊“連接”，選中PLC_1的網(wǎng)口拖拽至PC-System_1.mcx的網(wǎng)口，將建立一個(gè)HMI連接，如圖7-14所示。（6）在項(xiàng)目樹內(nèi)，雙擊PC-System_1下的“連接”，在參數(shù)內(nèi)將訪問點(diǎn)選為S7ONLINE，如圖7-15所示。圖7-14建立一個(gè)HMI連接①②③④點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（7）在項(xiàng)目樹內(nèi)，在“PC-System_1”→“HMI_RT_1”→“畫面”中點(diǎn)擊添加新畫面，在新畫面內(nèi)添加一個(gè)I/O域，在其“屬性”→“常規(guī)”中添加對應(yīng)的變量，即之前在PLC組態(tài)時(shí)的TestTag，如圖7-16、圖7-17所示。）另一種方法是，也可以先在HMI變量內(nèi)添加一個(gè)外部變量連接到PLC的TestTag上，然后將I/O域的變量對應(yīng)到該HMI變量，此處不再贅述。圖7-15設(shè)置HMI訪問點(diǎn)①②點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-17添加對應(yīng)的變量TestTag圖7-16添加一個(gè)I/O域①②③④①②③④⑤⑦⑥運(yùn)行計(jì)算機(jī)的設(shè)置7.2《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

在本文中，運(yùn)行計(jì)算機(jī)中安裝有WinCCRuntimeProfessional軟件（注意：該軟件不同于WinCCProfessional軟件，并在默認(rèn)的安裝配置基礎(chǔ)上，勾選“SIMATICNETPC-Software”選項(xiàng)），并進(jìn)行了一些必要的配置，該計(jì)算機(jī)僅用于WinCCRTProfessional項(xiàng)目的運(yùn)行。示例中的計(jì)算機(jī)安裝了SIMATICWinCCRuntimeProfessionalV16及SIMATICNETPC-Software，通過網(wǎng)絡(luò)配置、共享配置、PG/PC接口配置三步完成運(yùn)行計(jì)算機(jī)的設(shè)置。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

設(shè)置運(yùn)行計(jì)算機(jī)的以太網(wǎng)IP地址，本例設(shè)置運(yùn)行計(jì)算機(jī)的IP為10，子網(wǎng)掩碼為。設(shè)置IP地址的詳細(xì)操作流程參見本章7.1.1網(wǎng)絡(luò)配置。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.2.1網(wǎng)絡(luò)配置7.2.2網(wǎng)絡(luò)配置

為運(yùn)行計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享的設(shè)置，將其設(shè)置成在網(wǎng)絡(luò)中可被發(fā)現(xiàn)，并且使共享文件可以被訪問。網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)置的詳細(xì)操作流程參見本章7.1.2網(wǎng)絡(luò)配置。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

（1）點(diǎn)擊桌面左下角的“開始”圖標(biāo)，選擇“Windows系統(tǒng)”選項(xiàng)下的“控制面板”（參見圖7-1所示），雙擊“控制面板”圖標(biāo)，在控制面板中，選中“大圖標(biāo)”顯示，即可找到“設(shè)置PG/PC接口（32位）”，如圖7-18所示。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.2.3PG/PC接口配置圖7-18設(shè)置PG/PCI接口①②點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

（2）雙擊打開“設(shè)置PG/PC接口（32位）”，如圖7-19所示，在“應(yīng)用程序訪問點(diǎn)：A”的下拉列表中選擇“S7ONLINE(STEP7)-->PLCSIM.TCPIP.1”，在“為使用的接口分配參數(shù)（P）”中點(diǎn)選PLCSIM.TCPIP.1（注意：應(yīng)根據(jù)運(yùn)行計(jì)算機(jī)實(shí)際工作的網(wǎng)卡名進(jìn)行選擇，務(wù)必選擇不帶Auto的），然后確認(rèn)即可。

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-19設(shè)置PG/PCI接口①②③

項(xiàng)目下載與運(yùn)行7.3《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.3.1下載PLC

WinCCRuntimeProfessional項(xiàng)目下載有兩種方式，即下載至本地計(jì)算機(jī)及下載至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，這里僅介紹下載至本地計(jì)算機(jī)，下載至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)請參閱其他相關(guān)資料。

在項(xiàng)目樹左側(cè)選中WinCCRTProfessional項(xiàng)目，點(diǎn)擊菜單中“在線”，然后點(diǎn)擊“下載到文件系統(tǒng)”，如圖7-20所示。在彈出的“瀏覽文件夾”窗口中選擇需要保存項(xiàng)目的路徑，然后點(diǎn)擊“確定”，如圖7-21所示。

在彈出的“下載預(yù)覽”窗口中，如果有復(fù)選項(xiàng)“打開目錄并檢查下一層信息”則勾選，否則忽略，然后點(diǎn)擊“裝載”按鈕，完成下載，如圖7-22所示。項(xiàng)目編譯中有錯(cuò)誤無法進(jìn)行下載，需先行修改所有錯(cuò)誤后方可下載。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖圖7-22下載預(yù)覽圖7-20選擇“下載到文件系統(tǒng)(Y)圖7-21選擇下載文件夾點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.3.2下載WinCCRTProfessional

WinCCRTProfessional的下載有兩種方式，可以通過以太網(wǎng)下載至運(yùn)行計(jì)算機(jī)，也可以直接拷貝文件至運(yùn)行計(jì)算機(jī)。1.以太網(wǎng)下載方式以太網(wǎng)下載需要使用以太網(wǎng)線纜連接兩臺計(jì)算機(jī)，如下方式連接均可。（1）交叉線連接

交叉線采用T568B的交叉線序標(biāo)準(zhǔn)，即：一端采用T568A標(biāo)準(zhǔn)（綠白，綠，橙白，藍(lán)，藍(lán)白，橙，棕白，棕），另外一端采用T568B標(biāo)準(zhǔn)（橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕），也就是反線或者計(jì)算機(jī)直連線。（2）直通線連接

對于西門子的工控機(jī)，其所帶的以太網(wǎng)卡具有自適應(yīng)功能，如果您的計(jì)算機(jī)也支持自適應(yīng)功能，那么也可以采用直通線序標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下載，即：一端采用T568B標(biāo)準(zhǔn)（橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕），另外一端也采用T568B標(biāo)準(zhǔn)（橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕）。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》（3）通過交換機(jī)或者HUB進(jìn)行連接

使用以太網(wǎng)電纜和交換機(jī)（或者HUB）連接組態(tài)計(jì)算機(jī)和運(yùn)行計(jì)算機(jī)。以上三種連接方式都能夠?qū)崿F(xiàn)下載，要確保物理連接正常，即我們能從組態(tài)計(jì)算機(jī)上Ping到運(yùn)行計(jì)算機(jī)，這是我們成功下載的前提。一下以WIN10操作系統(tǒng)為例，介紹Ping指令的詳細(xì)操作流程：

①點(diǎn)擊桌面左下角的“開始”圖標(biāo)，選擇“Windows系統(tǒng)”選項(xiàng)下的“命令提示符”如圖7-23所示，雙擊“命令提示符”圖標(biāo)，彈出如圖7-24所示界面。

②以測試和10的連接狀態(tài)為例，在DOS界面中輸入命令：ping10，然后回車。注意：在ping和地址之間有一個(gè)空格，如圖7-25所示。

③觀察DOS界面中的ping指令返回值。如包括：時(shí)間=1ms或時(shí)間=9ms及TTL等于某個(gè)數(shù)值，且丟失=0，即ping指令返回值正常，表明以太網(wǎng)連接正常，如圖7-25所示。

④如果連接不正常（以IP地址10為例），可能如圖7-26所示，ping指令返回值顯示：時(shí)間超時(shí)或丟失值不為0，表示本機(jī)IP地址和目標(biāo)IP地址連接不通，建議檢查一下連接線纜及兩臺計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)置?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-25ping指令返回值正常圖7-23命令提示符圖7-24DOS命令界面圖7-26ping指令返回值異常點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.3.3項(xiàng)目運(yùn)行

在運(yùn)行計(jì)算機(jī)上進(jìn)行如下操作。

1.

雙擊桌面上的WinCCRuntimeStart快捷方式

，打開WinCCRT。

2.

在WinCCRuntimeStart啟動框中點(diǎn)擊瀏覽圖標(biāo)，瀏覽到已下載的項(xiàng)目文件PC-System_1.mcx。

如果項(xiàng)目是通過以太網(wǎng)下載至運(yùn)行計(jì)算機(jī)的，則其路徑為C:\用戶\公用\文件\Siemens\WinCCProjects\PC-System_1.mcx，然后點(diǎn)擊“打開”即可，如圖7-27所示。如果項(xiàng)目是拷貝至運(yùn)行計(jì)算機(jī)的，則根據(jù)實(shí)際拷貝的路徑來選擇。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-27

設(shè)置PG/PCI接口點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

3.在WinCCRuntimeStart啟動框中點(diǎn)擊啟動圖標(biāo)即可激活項(xiàng)目畫面，如圖7-28所示。4.運(yùn)行項(xiàng)目后，若如圖7-29所示，即運(yùn)行計(jì)算機(jī)和PLC通訊正常；如果I/O域中有感嘆號，則說明運(yùn)行計(jì)算機(jī)和S7–1500的通訊不正常，請通過WinCCChannelDiagnostics檢測通訊連接狀態(tài)，該軟件的打開方式如圖7-30所示。觀察WinCCChannelDiagnostics的錯(cuò)誤代碼，常見如4104則表示未安裝SIMATICNET，如42C2則表示PG/PC接口中的訪問點(diǎn)的指向不正確。如圖7-31所示為設(shè)置為自動啟動功能，即當(dāng)計(jì)算機(jī)死機(jī)或由于其他原因需要重新啟動時(shí)，計(jì)算機(jī)會自動加載*.mcx項(xiàng)目程序。雙擊桌面上的WinCCRuntimeStart快捷方式，打開WinCCRT，選擇“AutoStart”選項(xiàng)卡，勾選“Autostart”選項(xiàng)，選擇項(xiàng)目所在路徑，最后點(diǎn)擊“Apply”選項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn)?！段鏖T子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-28激活項(xiàng)目圖7-29運(yùn)行計(jì)算機(jī)和PLC通訊正常圖7-30打開WinCCChannelDiagnostics軟件圖7-31設(shè)置自動啟動功能點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.3.4關(guān)于授權(quán)

運(yùn)行WinCCRTProfessional項(xiàng)目需要授權(quán)許可。WinCC基本授權(quán)分為RT授權(quán)和RC授權(quán)兩種。

RT授權(quán)，是運(yùn)行版授權(quán)，僅有運(yùn)行功能，沒有組態(tài)功能，通常用于僅運(yùn)行WinCC項(xiàng)目的電腦。RC授權(quán)，是完全版授權(quán)，既有運(yùn)行功能，也有組態(tài)功能。通常用于工程師用于組態(tài)項(xiàng)目的電腦。需要

注意，如果把RT/RC授權(quán)同時(shí)傳輸?shù)揭慌_電腦，系統(tǒng)將只認(rèn)RT授權(quán)。

授權(quán)方式分為軟授權(quán)和硬件授權(quán)兩種。軟件授權(quán)：對于基于PC的HMI設(shè)備，若要運(yùn)行WinCCRTProfessional項(xiàng)目，至少需要安裝含有128變量的WinCCRuntime許可證密鑰，并根據(jù)實(shí)際使用的功能安裝其他許可證密鑰。硬件授權(quán)：對于基于PC的HMI設(shè)備，若使用亞洲語言版本的WinCCRuntimeProfessional，在項(xiàng)目運(yùn)行期間加密狗必須始終插在USB端口中。OPCUA在WinCCRT上的應(yīng)用7.4《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.4.1OPCUA概述

OPC（OLEforProcessControl）是獨(dú)立于平臺的，用來確保不同廠商設(shè)備之間信息無縫傳輸?shù)囊幌盗幸?guī)范，用于數(shù)據(jù)安全交換時(shí)的互操作標(biāo)準(zhǔn)。它是一個(gè)新的工業(yè)軟件接口規(guī)范，其目的在于提出一個(gè)企業(yè)制造模型的統(tǒng)一對象和架構(gòu)定義，具有跨平臺、增強(qiáng)命名空間、支持負(fù)載數(shù)據(jù)內(nèi)置、大量通用服務(wù)等特點(diǎn)。。

OPCUA是一項(xiàng)開放標(biāo)準(zhǔn)，適用于從機(jī)器到機(jī)器間（M2M）的水平通信和從機(jī)器直到云端的垂直通信。該標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立于供應(yīng)商和平臺，支持廣泛的安全機(jī)制，并且可以與PROFINET共享同一工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

OPCUA通信的特性：

?獨(dú)立于供應(yīng)商和平臺

?集成的安全概念（加密、簽名和驗(yàn)證）

?一致、端到端，并可擴(kuò)展

?信息模型和語義服務(wù)

?與PROFINET不受限制的并行傳輸

OPCUA通信的優(yōu)勢：

?標(biāo)準(zhǔn)化接口和廣泛的可用性

?直接按照協(xié)議進(jìn)行安全通信，無需額外硬件

?跨所有自動化層的直接連接和通信

?簡單明了的數(shù)據(jù)解釋

?基于以太網(wǎng)的簡單網(wǎng)絡(luò)，使用現(xiàn)有的工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施

?簡單機(jī)器集成用的國際標(biāo)準(zhǔn)化接口（配套規(guī)范）。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

OPCUA采用客戶端/服務(wù)器（C/S）架構(gòu)，每個(gè)系統(tǒng)可以包含包含多個(gè)客戶端和服務(wù)器。一個(gè)客戶端可以同時(shí)與一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器交互，每個(gè)服務(wù)器可以與一個(gè)或多個(gè)客戶端交互。一個(gè)應(yīng)用可以同時(shí)組合客戶端和服務(wù)器，用于與其他服務(wù)器和客戶端交互。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖7-32所示。圖7-32

OPCUA系統(tǒng)架構(gòu)《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.4.2S7-1500OPCUA通信功能

針對適用于所有平臺和制造商的S7控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化通信，西門子可提供通信協(xié)議OPCUA。

自固件版本V2.5和TIAPortalV15起，SIMATICS7-1500控制系統(tǒng)還可通過其集成的OPCUA服務(wù)器為客戶端提供OPCUA方法。借助這一附加功能，用戶不僅可以讀寫控制系統(tǒng)的OPCUA變量，還可以通過OPCUA啟動復(fù)雜的功能序列。因此，用戶能夠通過OPCUA進(jìn)行幾乎全部的M2M通信，實(shí)現(xiàn)工廠聯(lián)網(wǎng)或從ERP/MES級別控制工廠。下面通過具體應(yīng)用示例，介紹S7-1500PLC作為OPCUA服務(wù)器實(shí)現(xiàn)通信功能。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

在本應(yīng)用示例中，采用S7-1500PLC（CPU為CPU1511-1PN）作為OPCUA服務(wù)器，采用KepServer作為OPCUA客戶端，通過OPCUA實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信，OPCUA服務(wù)器與OPCUA客戶端的連接如圖7-33所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-33

OPCUA客戶端與OPCUA服務(wù)器連接《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

具體步驟：

1.

OPCUA服務(wù)器端配置（S7-1500PLC）（1）用CPU1512C-1PN，固件版本V2.8，如圖7-34所示。（2）打開CPU的OPCUA選項(xiàng)，勾選“激活OPCUA服務(wù)器”和“啟用SIMATIC服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)接口”，如圖7-35所示，按需設(shè)置最大連接數(shù)和端口號，如圖7-36所示。（3）啟用服務(wù)器證書，并激活安全策略，如圖7-37所示，并添加可信客戶端，如圖7-38和如圖7-39所示。（4）啟用用戶身份認(rèn)證，如圖7-40所示，這里可以選擇“啟用訪客認(rèn)證”或者“啟用用戶名和密，這里的設(shè)置在后面客戶端要用到。數(shù)據(jù)塊設(shè)置如圖7-41所示，DB塊必須勾選“可從HMI/OPCUA訪問”和“從HMI/OPCUA可寫”，以及“在HMI工程組態(tài)中可見”否則無法訪問。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

具體步驟：

1.

OPCUA服務(wù)器端配置（S7-1500PLC）（1）用CPU1512C-1PN，固件版本V2.8，如圖7-34所示。（2）打開CPU的OPCUA選項(xiàng)，勾選“激活OPCUA服務(wù)器”和“啟用SIMATIC服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)接口”，如圖7-35所示，按需設(shè)置最大連接數(shù)和端口號，如圖7-36所示。（3）啟用服務(wù)器證書，并激活安全策略，如圖7-37所示，并添加可信客戶端，如圖7-38和如圖7-39所示。（4）啟用用戶身份認(rèn)證，如圖7-40所示，這里可以選擇“啟用訪客認(rèn)證”或者“啟用用戶名和密，這里的設(shè)置在后面客戶端要用到。數(shù)據(jù)塊設(shè)置如圖7-41所示，DB塊必須勾選“可從HMI/OPCUA訪問”和“從HMI/OPCUA可寫”，以及“在HMI工程組態(tài)中可見”否則無法訪問。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-35OPCUA服務(wù)器選項(xiàng)中的“常規(guī)”選項(xiàng)勾選圖7-34CPU1512C-1PN固件版本信息圖7-36設(shè)置最大數(shù)量與端口號圖7-37啟用“服務(wù)器證書”《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-40啟用“用戶身份認(rèn)證”圖7-38“可信客戶端”界面1圖7-39“可信客戶端”界面2圖7-41數(shù)據(jù)塊設(shè)置點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.

OPCUA客戶端設(shè)置（KepServer）

（1）新建KepServer通道，并配置相應(yīng)參數(shù)，如圖7-42所示。

選擇OPCUAClient，如圖7-43所示。

將默認(rèn)的端點(diǎn)URL改為S7-1500PLC上的地址：opc.tcp://locklhost：49320，如圖7-44所示，輸入OPCUA的賬號和密碼，如果采用訪客模式，可以直接下一步，如圖7-45所示。

（2）添加設(shè)備向?qū)鐖D如圖7-46所示，根據(jù)實(shí)際進(jìn)行配置，新建一個(gè)設(shè)備，并導(dǎo)入S7-1500PLC的標(biāo)簽名。這里需要說明的是，如果OPCUA設(shè)置正確才可以在線選擇導(dǎo)入項(xiàng)，否則會提示錯(cuò)誤。

添加完成后的設(shè)備如圖7-47所示。OPCUA驗(yàn)證通信成功后，點(diǎn)擊“QC”允許客戶端程序，通過圖7-48可知，OPCUA客戶端上的通信數(shù)據(jù)的讀/寫均正常。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-43選擇“OPCUAClient”圖7-42新建KepServer通道圖7-39“可信客戶端”界面2圖7-45輸入OPCUA的用戶名和密碼圖7-44將默認(rèn)的端點(diǎn)URL改為S7-1500PLC上的地址《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-48

OPCUA客戶端上的數(shù)據(jù)通信圖7-47

添加完成后的設(shè)備圖7-46

添加設(shè)備向?qū)c(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.4.3服務(wù)器為WinCCRT和客戶端為精智面板OPCUA通信功能在本應(yīng)用示例中介紹西門子HMI產(chǎn)品的OPCUA應(yīng)用，采用WinCCV13SP1RTProfessional作為OPCUA服務(wù)器，采用TP1500Comfort精智面板作為OPCUA客戶端，并且采用安全的通信方式，TP1500Comfort精智面板使用X3以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信連接。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》具體步驟：（1）組態(tài)WinCCRTProfessional服務(wù)器為了使用WinCCV13SP1RTProfessionalOPCUA服務(wù)器，必須保證WinCCV13SP1RuntimeProfessional軟件已經(jīng)安裝。安裝時(shí)，如圖7-49所示，確認(rèn)勾選了“WinCCOPCUAServer”的選項(xiàng)。安裝后，在如圖7-50所示的文件夾中應(yīng)該有opc文件夾。并且該文件夾下面也有UAServer文件夾。在WinCCV13SP1中建立一個(gè)RTProfessional項(xiàng)目，將IEGeneral接口設(shè)置IP地址為3，為WinCCV13計(jì)算機(jī)的本機(jī)網(wǎng)卡IP地址，如圖7-51所示，建立一個(gè)內(nèi)部變量，RTProTag如圖7-52所示。新建一個(gè)畫面，放置一個(gè)IO域，并關(guān)聯(lián)變量RTProTag，圖7-53所示。在“運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置”中，設(shè)置“OPC設(shè)置”，如圖7-54所示，端口使用默認(rèn)值4861，安全策略使用Basic128Rsa15，消息安全模式選擇簽名和加密。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-51WinCCRuntimeProfessional計(jì)算機(jī)IP地址圖7-49WinCCRuntimeProfessional安裝選項(xiàng)圖7-50WinCCRuntimeProfessionalOPC文件夾結(jié)構(gòu)圖7-52建立變量《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-53

建立畫面及

IO域圖7-54

RTProfessionalOPCUA服務(wù)器設(shè)置點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》然后，啟動WinCCRTProfessional運(yùn)行系統(tǒng)，或者啟動WinCCRTProfessional仿真運(yùn)行系統(tǒng)。WinCCV13RTProfessional必須有授權(quán)，如果項(xiàng)目中使用了中文還必須有硬件加密鎖，否則OPCUA通信無法建立。（2）組態(tài)TP1500ComfortOPCUA客戶端使用WinCCRTHMI_1[TP1500精智面板]項(xiàng)目，連接名稱為Connection_1，通信驅(qū)動程序?yàn)镺PCUA，對應(yīng)的UA服務(wù)器為opc.tcp：//3：4861，如圖7-55所示。由于TP1500Comfort組態(tài)計(jì)算機(jī)就是WinCCV13RTProfessional項(xiàng)目運(yùn)行計(jì)算機(jī)，所以IP地址都是3。打開默認(rèn)變量表，建立一個(gè)新變量opctag，連接選擇Connection_1。單擊地址列下拉三角，將彈出瀏覽OPCUA服務(wù)器失敗的提示，單擊X按鈕關(guān)閉該窗口，如圖7-56所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-56

瀏覽

OPCUA服務(wù)器連接失敗提圖7-55

TP1500Comfort項(xiàng)目建立OPCUA連接《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》在WinCCV13RTProfessional項(xiàng)目計(jì)算機(jī)中，瀏覽到如下文件夾，可以發(fā)現(xiàn)被拒絕的證書文件，如圖7-57所示?？截惿鲜鲎C書文件到如圖7-58所示的文件夾內(nèi)。然后，再次單擊TP1500Comfort項(xiàng)目變量表中的地址列下拉三角，就可以正常瀏覽到WinCCV13RTProfessionalOPCUA服務(wù)器了。如圖7-59所示，選擇變量RTProTag后，單擊V按鈕關(guān)閉對話框。完成后的變量表如圖7-60所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-57

WinCCV13SP1RTProfessional拒絕證書文件夾《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖7-60完成后的變量表圖7-58WinCCV13SP1RTProfessional允許證書的文件夾圖7-59TP1500Comfort選擇OPCUA變量《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》建立一個(gè)畫面，并放置一個(gè)IO域，并關(guān)聯(lián)到opctag。然后將項(xiàng)目下載到TP1500Comfort中。然后啟動TP1500Comfort運(yùn)行系統(tǒng)。如圖7-61所示，IO域顯示#####，說明通信尚未建立。此時(shí)退出TP1500Comfort運(yùn)行系統(tǒng)。雙擊觸摸屏桌面上MyComputer圖標(biāo)，進(jìn)入文件系統(tǒng)，如圖7-62所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-61

TP1500Comfort運(yùn)行畫面圖7-62

TP1500Comfort桌面《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》打開相應(yīng)的文件夾，找到被拒絕的證書文件，如圖7-63所示。將該證書文件拷貝至如圖7-64所示的文件夾內(nèi)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-63

TP1500Comfort拒絕證書的文件夾圖7-64

TP1500Comfort允許證書的文件夾《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》再次啟動TP1500Comfort運(yùn)行系統(tǒng)，通信仍然沒有建立。此時(shí)打開WinCCV13RTProfessional計(jì)算機(jī)，瀏覽到如圖7-65所示的文件夾，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的被拒絕的證書文件?？截惔俗C書文件至如圖7-66所示的文件夾內(nèi)。這樣，就完成了認(rèn)證過程，通信也成功建立。如圖7-67和圖7-68所示，分別為TP1500Comfort及WinCCV13SP1RTProfessional的運(yùn)行畫面。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-65

WinCCV13SP1RTProfessional拒絕證書文件夾《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖7-66

WinCCV13SP1RTProfessional允許證書文件夾圖7-67

TP1500Comfort運(yùn)行畫面圖7-68

WinCCV13SP1RTProfessional運(yùn)行畫面

《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映S7-1500PLC通信應(yīng)用7.5

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》7.7.1硬件配置的編譯應(yīng)用案例介紹S7-1500PLC與南京華太SMARTLINK設(shè)備的PROFINET通信。西門子主導(dǎo)的PROFINET總線是由PROFIBUS國際組織推出的新一代工業(yè)以太網(wǎng)自動化總線標(biāo)準(zhǔn)，S7-1500PLC借助該總線可以將工廠自動化和企業(yè)信息管理層IT技術(shù)有機(jī)地融為一體，借助PROFINET控制器、PROFINET設(shè)備可以組成多類型的控制系統(tǒng)。南京華泰推出的SMARTLINK設(shè)備，包含PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)適配器通信模塊FR8210及各種可應(yīng)用于PROFINET的智能遠(yuǎn)程IO設(shè)備。智能遠(yuǎn)程IO設(shè)備掛到在適配器下，每個(gè)適配器下的智能遠(yuǎn)程IO