S7-1200/S7-1500 CPU 的 OPC UA (S7-1200, S7-1500, S7-1500T) 在 OPC UA 中，一个系统作为服务器运行，并为其它系统（客户端）提供数据和已有信息。 举例来说，OPC UA 客户端可对 OPC UA 服务器上的数据进行读写访问。OPC UA 客户端可调 用 OPC UA 服务器中的方法。类型-实例概念 OPC UA 为命名空间提供了一个完全互连的（全网状网络）面向对象的信息模型，包括对象 描述的元数据。可以通过相互之间引用实例及其类型来生成任何对象结构。由于服务器会公 开其实例和类型系统，因此客户端可以浏览此网络并获取所需的全部信息。无论是实例还是 类型定义，都在运行过程中使用。 关于如何处理对类型的引用的过程或概念会随着时间的推移而得到优化。这些优化会体现在 OPC UA 规范的新版本中（例如 V1.03 => V1.04）。 PLC 变量映射 OPC UA 服务器中的信息（如，PLC 变量）可建模为节点，通过引用相互连接。服务器会在 地址空间显示语义，也可以通过客户端获取（在导航时）。这样，即可通过 OPC UA 客户端 从一个节点浏览另一个节点，查找可读取、监视或写入的内容。 集成信息安全机制 OPC UA 可在不同层级应用息安全机制： • 仅当 OPC UA 客户端和 OPC UA 服务器均通过 X.509-v3 证书进行注册并接受对方的证书 时，服务器与客户端之间才能建立安全连接（应用层的信息安全）。可以使用多种安全 策略，包括服务器和客户端之间的非安全连接（安全策略：“不安全”）。 • 服务器可以随时向用户请求以下信息，以便进行授权访问（身份验证）： - 用户证书（不可在 STEP 7 中组态） - 用户名和密码 – 无用户认证 信息安全机制为可选项且可以组态。

              可通过客户端在线访问此数据，包括关于性能和诊断的信息。在 OPC UA 术语中，此功能称为 “Browsen”。使用“Subscription”功能无需对变量进行定期读取；通过此功能，服务器可通知 客户端值的更改情况。 系统可同时为客户端和服务器。 S7-1500 CPU 的 OPC UA 服务器 自固件版本 2.0 起，S7-1500 CPU 配备 OPC UA 服务器。 以下章节将介绍如何组态 S7-1500 CPU 的 OPC UA 服务器才能使数据和方法可用于 OPC UA 客户端，以便客户端可对 CPU 上的 PLC 变量进行读访问和写访问以及可以调用服务器方法。 以下章节还将介绍如何将配套规范集成到 OPC UA 服务器的地址空间中。 S7-1200 CPU 的 OPC UA 服务器 自固件 V4.4 起，S7-1200 CPU 配备 OPC UA 服务器。 OPC UA 服务器组态通常与在 S7-1500 CPU 中的组态一样；功能范围和数量限值受所支持 “Micro Embedded Device 2017 Server Profile”的限制。与 S7-1500 CPU 不同的是， “Registered Read”和“Registered Write”功能不可用。 自固件版本 V4.5 起，S7-1200 CPU 支持服务器方法以及结构化数据类型（结构和数组）。 更多信息，请参见此处 (页 1797)。 S7-1500 CPU 的 OPC UA 客户端 自固件版本 V2.6 起，S7-1500 CPU 额外配备 OPC UA 客户端。 以下部分将介绍如何使用标准化指令（PLCopen 函数块）创建用户程序，该程序在 OPC UA 客户端中提供以下功能： • 从 OPC UA 服务器读取数据 • 向 OPC UA 服务器写入数据 • 调用 OPC UA 服务器的方法 STEP 7 (TIA Portal) 提供客户端接口编辑器并为 OPC UA 连接分配参数，以帮助用户创建用 户程序。 指令（“指令 > 通信 > OPC UA”(Instructions > Communication > OPC UA)）的帮助中详细 介绍了作为客户端的 S7-1500 CPU 的 OPC UA 指令。

               工业在线支持中的应用示例 西门子工业在线支持提供了免费的应用示例，其中包含用于各种应用的客户端 API。用户可 使用此接口的函数创建与其应用相匹配的自有 OPC UA 客户端。为了简化对 API 的处理，我 们提供了gaoji .NET helper 类。 客户端 API 基于 OPC 基金会的 .NET OPC UA 协议栈。 该应用程序示例说明了如何建立服务器与客户端之间的连接等。其中还介绍了对 PLC 变量的 读取和写入。 下载链接：SIMATIC S7-1500 OPC UA 服务器的 OPC UA .NET 客户端 支持的 OPC UA 功能子集和一致性类别 (S7-1200, S7-1500, S7-1500T) 通常，OPC UA 应用程序或 OPC UA 设备不支持 OPC UA 的整个功能范围。例如，嵌入式系 统上的 OPC UA 服务器可能不支持任何订阅或跟踪自己地址空间中的更改。 功能范围的差异也适用于客户端。 为了便于管理差异并增加透明度，OPC UA 引入功能子集概念。 简言之，功能子集定义了 OPC UA 应用程序的功能。 有关全功能子集 (profile) 和部分功能子集 (facet) 的更多详细信息及说明，请访问。 OPC UA 功能的结构 在 OPC UA 中，Zui小的功能单元称为“一致性单元”。一致性单元定义了一组可管理的功能， 这些功能可一起使用，因此可作为一个整体使用一致性测试工具进行测试。多个一致性单元可组合为一个功能子集。部分功能子集是一组指定的一致性单元，便于管理 支持的一致性类别列表。部分功能子集定义服务器的某一方面，例如，支持事件订阅。 一致性单元和部分功能子集共同构成一个“全功能”子集。一个 OPC UA 服务器必须至少支 持一个全功能子集。此功能子集必须与所有包含的一致性单元一起实现，以便对其进行认 证。 一个 OPC UA 应用程序还可支持多个功能子集，而一个功能子集也可包含其它功能子集。 下图显示了全功能子集、部分功能子集和一致性单元之间的相互关系。① 全功能子集（独立），例如“嵌入式 2017 UA 服务器功能子集”。完全受 OPC UA 应 用程序/设备支持。 ② 部分功能子集 = 全功能子集（非独立），例如“标准数据更改订阅 2017 服务器功 能子集”。概括为 OPC UA 标准的“功能子集”ConformanceGroup。 检查运行系统的功能子集 在连接建立过程中，OPC UA 客户端和 OPC UA 服务器交换各自支持和使用的功能子集列表。 此机制允许应用程序检查通信伙伴是否提供了所需的特性。 支持的 OPC UA 功能子集：S7-1500 服务器 S7-1500 CPU 的 OPC UA 服务器支持“嵌入式 2017 UA 服务器功能子集”，其附加功能子集 如下表所示。此表格基于 OPC UA 规范第 7 部分的“功能子集表”（OPC 10000-7：UA 第 7 部分：功能 子集）。 “组”(Group) 列指定了 Conformance Unit 所属的 Conformance Group。如果输入“功能子 集”(Profile)，其不是一个一致性单元，而是一个包含的功能子集。 “一致性单元/功能子集标题”(Conformance Unit / Profile title) 列提供了一致性单元或包含的 功能子集的简短说明。 “一致性单元/功能子集标题”(Conformance Unit / Profile Title) 列中的一些条目提供了相应说 明的链接（所有这些内容都可以在 https://profiles.opcfoundation.org/ 获得）。访问 OPC UA 应用程序 (S7-1200, S7-1500, S7-1500T) 下文介绍了通过同一站中的 CP 对包含 OPC UA 应用程序的 S7-1500 CPU（客户端或服务器） 进行访问的可能情况。此外，还介绍了将这些访问方式与“IP 转发”功能相结合，以通过 S7-1500 站访问另一个 IP 子网的设备。 可以在巡视窗口的 CPU 属性“gaoji组态”(Advanced configuration)区域中找到所有相关设置。 需满足以下要求才能通过 CP 接口访问 CPU 中的 OPC UA 应用程序： • S7-1500 CPU（S7-1500 R/H 除外）固件版本 V2.8 及以上版本 • CP 1543-1 固件版本 V2.2 或更高版本 原理：通信模块访问接口 对于 CPU 应用程序（如 OPC UA），必须组态虚拟接口 (W1) 才能通过 CP 接口对其进行访问。 之后可以通过此虚拟接口的 IP 地址参数访问基于 IP 的应用程序。 原理图如下所示。① CPU S7-1500 固件 V2.8 或更高版本（例如 CPU 1515-2 PN） ② CP 1543-1（固件 V2.2 或更高版本） ③ 虚拟接口 (W1) ④ 背板总线上的 PROFINET/工业以太网协议转换，或 PROFINET/工业以太网上的背板总线 ⑤ 背板总线 示例：CPU 中 OPC UA 客户端对 OPC UA 服务器的访问 CPU 中 OPC UA 客户端对 OPC UA 服务器访问时，以下 S7-1500 站接口可用： • S7-1500 CPU 的本地 PROFINET 接口 • CP 1543-1 的以太网接口（固件版本 V2.2 及更高版本） 下图显示了可能的组态示例：该 CPU 可能具有 OPC UA 客户端角色，CP 子网中的设备可能 具有 OPC UA 服务器角色。