有關(guān)OPC UA的特點(diǎn)，及其對智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0的價(jià)值和意義等，不再贅筆，我們集中于實(shí)操。
測試說明
OPC UA采用客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，因此測試中需要一個(gè)服務(wù)器，一個(gè)客戶端。
服務(wù)器：S7-1500：CPU 1515-2PN TIA: V15.1
客戶端：UaExpert V1.5.1 331
測試有非安全測試和安全測試兩種，下文分節(jié)介紹：
1、非安全連接測試
非安全測試，設(shè)置最簡單，我們先短平快得通訊上，感受一下！
①TIA中的相關(guān)設(shè)置
創(chuàng)建工程等常規(guī)操作不詳述！TIA中的相關(guān)設(shè)置都在CPU的屬性中！
Step 1: 激活OPC UA服務(wù)器
因本CPU的X1口的IP為191.168.0.1，且我們將OPC UA的端口設(shè)為48400，因此后續(xù)我們會以此地址訪問此OPC UA服務(wù)器。
Step 2: 勾選CPU需要的運(yùn)行許可證，本試驗(yàn)需要的是medium許可證
Step 3: 在服務(wù)器的選項(xiàng)中，設(shè)置端口及其他設(shè)置。端口默認(rèn)為4840，可保持默認(rèn)！我們此處將其修改為48400。
Step 4: OPC UA的常規(guī)中，可設(shè)置應(yīng)用程序名稱，此處保持默認(rèn)
至此，TIA中的基本設(shè)置已完成。
②TIA中的編程
需在TIA中創(chuàng)建幾個(gè)變量，并編幾句代碼，以驗(yàn)證通訊。創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊DB_1，包含5個(gè)變量
并在Main中編寫如下幾行代碼：
編譯下載，使CPU運(yùn)行起來，確保程序運(yùn)行正常！至此，PLC中的設(shè)置完成。
③UaExpert中的測試連接
Step 1: 打開UaExpert軟件(電腦需跟PLC建立連接)
Step 2: 添加 OPCUA Server(可1處右鍵ADD，也可直接點(diǎn)2處的＋號)
Step 3: 添加Server的操作(1處雙擊，2處輸入地址及端口號如圖),點(diǎn)擊OK…
Step 4: 連接
選中剛添加的Server,選中”None-None…”，選項(xiàng)，即無安全校驗(yàn)。因PLC中默認(rèn)啟用訪客認(rèn)證，因此可以在Anonymous處，進(jìn)行無密碼登錄。點(diǎn)擊OK…
Step 5: 接受服務(wù)器證書，Continue…
Step 6: OPC UA服務(wù)器已連接上，并顯示在AddressSpace中。找到DB_1并將其拖放入右側(cè)的Data Access View中。
Step 7: 通過置位復(fù)位幾個(gè)Bool變量，即可看到幾個(gè)Float變量按PLC中編程的規(guī)律變化。
至此，非安全連接通訊已完成。
2、安全連接測試
①TIA中的相關(guān)設(shè)置
使能全局安全設(shè)置
為了管理 OPCUA 服務(wù)器的證書必須啟用TIA項(xiàng)目的全局安全設(shè)置。
Step 1: 項(xiàng)目樹下安全設(shè)置中，為項(xiàng)目設(shè)置用戶名和密碼
Step 2: 導(dǎo)航至"CPU 屬性>防護(hù)與安全>證書管理器" 選項(xiàng)使能證書管理器
Step 3: 配置安全策略(把無安全設(shè)置去掉，則必須進(jìn)行證書驗(yàn)證)
②服務(wù)器和客戶端證書的處理
Step 1: 創(chuàng)建服務(wù)器證書(Security的標(biāo)簽頁中，點(diǎn)擊服務(wù)器證書后面的按鈕，新增…)
彈窗中設(shè)置必要的參數(shù)(一般默認(rèn)即可)，確定后，即可生成服務(wù)器證書。
UaExpert連接PLC時(shí)，會自動獲取此證書，因此不用將此證書導(dǎo)出，并導(dǎo)入到UaExpert中。
Step 2: 客戶端證書(需在UaExpert中導(dǎo)出UaClient證書，并導(dǎo)入到S7-1500的客戶端信任列表里)。OK后，UaExpert的Client證書存入PC硬盤。
TIA軟件中，項(xiàng)目樹下的安全設(shè)置中，將導(dǎo)出的Client證書導(dǎo)入受信證書一欄。
CPU屬性下，禁止自動接受客戶端證書；在CPU屬性下，分配可信客戶端
在用戶身份認(rèn)證中，取消“啟用訪客認(rèn)證”，在UaExpert中必須輸入用戶名和密碼才能訪問OPC UA 服務(wù)器。
在用戶管理中，可新增用戶并為其設(shè)置密碼。此處需至少新增一個(gè)用戶，并按規(guī)定為其設(shè)置密碼！
項(xiàng)目編譯下載后，在UaExpert中進(jìn)行訪問測試
以”opc.tcp://192.168.0.1:48400”地址添加服務(wù)器。展開服務(wù)器，因?yàn)樵赑LC側(cè)沒有選中“無安全設(shè)置”和“啟用訪客訪問”，因此，在這兒就沒有”None-None…”選項(xiàng)，登錄的“Anonymous”也是不可選的，只能通過用戶名和密碼登錄。
輸入用戶名和密碼后，彈出認(rèn)證確認(rèn)窗口，信任并接受服務(wù)器證書后繼續(xù)…
如果在CPU屬性的Security中，Secure Channel選中“無安全設(shè)置”，用戶身份認(rèn)證勾選“啟用訪客認(rèn)證“，則在UaExpert中添加Server后，連接顯示畫面如下圖：
此時(shí)，可以選擇加密或不加密策略。可以”Anonymous”也可以用“用戶名密碼“登錄。
有時(shí)，帶安全策略的登錄，會連接不上，報(bào)錯(cuò)”BadCertificateTimeInvalid”！
這是因?yàn)镻LC CPU的系統(tǒng)時(shí)間不對。認(rèn)證證書的時(shí)間不符合要求。需在CPU中將系統(tǒng)時(shí)間修改為當(dāng)前時(shí)間，或“轉(zhuǎn)至在線“后，在TIA中的”在線與診斷“下的功能下，通過”設(shè)置時(shí)間“，將CPU時(shí)間更新！再次連接即可成功！
登錄上以后，就可以如下圖，監(jiān)控并給變量賦值操作了！
以上為非安全和安全UaExpert訪問S7-1500 PLC的OPC UA服務(wù)器實(shí)操過程的簡單介紹！
盡管文章較長，然截圖較多，操作步驟是簡單的！通過這種沉浸式操作體驗(yàn)，及瀏覽操作軟件的相關(guān)頁面及條目，可對一些概念，如命名空間、Node、對象、證書、簽名，安全認(rèn)證等概念有較深的了解。工程軟件的學(xué)習(xí)，是必須要動手的，必須結(jié)合硬件和軟件界面，才能有切身體會，不然，僅憑看資料，看再多遍，也是隔靴搔癢。本文操作步驟參考官方指導(dǎo)文檔，依序動手做了一遍，其收益是良多的！
另，S7-1500自固件V2.6以后，也支持OPC UA Client功能，Client功能的實(shí)現(xiàn)，涉及很多復(fù)雜的編程，本篇不做詳述。本篇用UaExpert作為OPC UA Client!
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行......
作者：流浪者云軒
