需了解的 OPC UA 客戶端知識

時(shí)間：2021-07-28作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：783

需了解的 OPC UA 客戶端知識



OPC UA 客戶端的基本知識

OPC UA 客戶端程序可用于執(zhí)行以下操作：

從 OPC UA 服務(wù)器進(jìn)行信息訪問（如 S7-1500 CPU）：讀/瀏覽訪問、寫訪問、訂閱

通過 OPC UA 服務(wù)器執(zhí)行方法

但是，OPC US 客戶端僅可訪問為此目的啟用的數(shù)據(jù)（請參見“管理讀寫權(quán)限”）。

要建立與 OPC UA 服務(wù)器的連接，需通過服務(wù)器的端點(diǎn)（請參見“OPC UA 服務(wù)器的端點(diǎn)”）。

從 OPC UA 服務(wù)器讀取信息

如果存在與服務(wù)器端點(diǎn)的連接，則可使用客戶端的導(dǎo)航功能：從既定的起始點(diǎn)（“根”節(jié)點(diǎn)）開始，瀏覽服務(wù)器的地址空間。

該過程提供了以下信息：

啟用的 PLC 變量、數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)塊元素

這些 PLC 變量、數(shù)據(jù)塊和 DB 元素的命名空間索引及標(biāo)識符

PLC 變量和 DB 元素的數(shù)據(jù)類型

數(shù)組中的元素?cái)?shù)量（讀取和寫入數(shù)組時(shí)需要）

此外，還可讀取有關(guān) OPC UA 服務(wù)器自身的信息，以及基于 OPC Foundation 中“OPC UA for Devices”標(biāo)準(zhǔn)的 S7-1500 信息（如，序列號和固件版本）

從服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)和寫入服務(wù)器中的數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，您已明確 PLC 變量的命名空間、標(biāo)識符和數(shù)據(jù)類型。這表示，用戶現(xiàn)在可專門讀取各個(gè) PLC 變量和 DB 元素，以及整個(gè)數(shù)組和結(jié)構(gòu)。

有關(guān)讀取布爾變量和數(shù)組數(shù)據(jù)塊的示例，請參見“尋址節(jié)點(diǎn)”部分。

有關(guān)訪問結(jié)構(gòu)的規(guī)則，請單擊此處。

基于瀏覽服務(wù)器地址空間時(shí)所讀取的信息（索引、標(biāo)識符和數(shù)據(jù)類型），還可通過 OPC UA 客戶端將這些值傳輸?shù)?S7-1500 中。在以下示例中，介紹了如何覆蓋數(shù)組數(shù)據(jù)塊“MyDB”中的**個(gè)值。

對于“Array Range”，可*待覆蓋的數(shù)組元素。狀態(tài)代碼“Good”用于指示數(shù)據(jù)傳輸已成功。不過，您只能向 S7-1500 寫入值，而不能寫入這些值的時(shí)間戳。時(shí)間戳為只讀。

通過注冊提高訪問速度

Registered Read/Write 有助于對數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)的優(yōu)化訪問 – 具有較高性能。注冊變量節(jié)點(diǎn)時(shí)，OPC UA 服務(wù)器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)直接引用所注冊節(jié)點(diǎn)的數(shù)字 Identifier（數(shù)字 NodeId）。對于客戶端對此數(shù)字 Identifier 的讀取或?qū)懭胱鳂I(yè)，服務(wù)器不必將任何字符串解析為 Identifier，并且可以通過優(yōu)化的方式訪問所請求的變量。

該 Identifier 僅適用于當(dāng)前會(huì)話。會(huì)話連接中斷/丟失時(shí)，需重新查詢。

在以下示例中，首先在服務(wù)器上注冊一個(gè)“StartTimer”變量。之后，將使用快速功能“RegisteredWrite”對該值進(jìn)行設(shè)置。

在相同模式中，也可使用函數(shù)“RegisteredRead”。在重復(fù)讀出數(shù)據(jù)時(shí)，該函數(shù)優(yōu)勢彰顯。但在具體應(yīng)用中，則建議使用 Subscription 進(jìn)行代替。

建議：由于注冊需要等待一段時(shí)間，因此建議在將注冊信息保存在 OPC UA 客戶端的啟動(dòng)程序中。

請注意 S7-1500 CPU 屬性中可設(shè)置的注冊節(jié)點(diǎn)較大數(shù)目，同時(shí)客戶端需也需符合該數(shù)目的要求。具體信息，請參見“OPC UA 服務(wù)器的常規(guī)設(shè)置”。

訂閱

術(shù)語“Subscription”時(shí)一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)僅傳輸 OPC UA 服務(wù)器上已注冊 OPC UA 客戶端中的變量。數(shù)值發(fā)生變更后，OPC UA 服務(wù)器僅向 OPC UA 客戶端發(fā)送一條有關(guān)已注冊變量的消息 (monitored Items)。通過對這些變量進(jìn)行監(jiān)視，OPC UA 客戶端*再進(jìn)行固定采樣 (Polling)，這有助于降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

要使用該功能，需創(chuàng)建一個(gè) Subscription。為此，需在 UA 客戶端中*“發(fā)布間隔”(Publishing Interval)，并單擊“創(chuàng)建”(Create) 按鈕。發(fā)布時(shí)間間隔是服務(wù)器在通知 (data change notification) 中向客戶端發(fā)送新值的時(shí)間間隔。

在下面的示例中，已創(chuàng)建了一個(gè)訂閱：客戶端將每隔 50 ms 接收一條包含新值的消息（發(fā)布間隔為 50 ms）。

防止服務(wù)器過載

可通過“較小發(fā)布時(shí)間間隔”(Minimum publishing interval) 設(shè)置 S7-1500 CPU 的 OPC UA 服務(wù)器，確保不會(huì)提供客戶端請求的較短發(fā)送時(shí)間間隔。請參見“服務(wù)器的訂閱設(shè)置”。

示例：如上所述，客戶端想要以 50 ms 的發(fā)布時(shí)間間隔進(jìn)行操作。但是，這樣短的發(fā)布時(shí)間間隔會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和服務(wù)器負(fù)荷較高。因此，應(yīng)將服務(wù)器的“較短發(fā)布時(shí)間間隔”(Minimum publishing interval) 設(shè)置為 1000 ms。并將那些訂閱需要較短發(fā)布時(shí)間間隔的客戶端“減速”為 1000 ms，從而防止服務(wù)器過載。

訂閱范圍內(nèi)的采樣和傳輸 (Sampling & Publishing) 屬于通信過程，與其它通信過程（TCP/UDP/Web 服務(wù)器通信...）一樣，均由 CPU 按**級 15 進(jìn)行處理。**級較高的 OB 會(huì)中斷通信。如果設(shè)置的采樣和傳輸時(shí)間間隔過短，該設(shè)置會(huì)導(dǎo)致通信負(fù)荷過高。因此，在滿足應(yīng)用需求的前提下，應(yīng)盡可能選擇較大的時(shí)間間隔。

有關(guān)變量一致性的信息，請參見“CPU 變量的一致性”。

監(jiān)視 PLC 變量

Subscription 創(chuàng)建后，系統(tǒng)將通知服務(wù)器該功能待監(jiān)視的變量。在以下示例中，將“Voltage”變量添加到訂閱中。

在“Voltage”變量中，包含 S7-1500 CPU 檢測的電壓值。

采樣間隔（“Sampling Interval”）包含一個(gè)負(fù)值 (-1)。該值決定了將為采樣間隔使用 OPC UA 服務(wù)器的默認(rèn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置由訂閱的傳輸間隔（“Publishing Interval”）定義。如果要設(shè)置較小的可行采樣間隔，請選擇數(shù)值“0”。

在本示例中，該隊(duì)列的長度設(shè)置為“1”：每隔 50 ms，從 CPU 中僅讀取一個(gè)值，并在該值發(fā)生變更后發(fā)送到 OPC UA 客戶端。

在本示例中，“死區(qū)”(Deadband) 參數(shù)設(shè)置為“0.1”：值的更改值需要達(dá)到 0.1 V；只有這樣，發(fā)送方才會(huì)向客戶端發(fā)送新值。若值的更改幅度小于該值，則服務(wù)器不會(huì)發(fā)送。例如，可使用該參數(shù)禁用信號噪聲：沒有實(shí)際意義的過程變量的輕微變化。


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