OPC UA是一項開放標準，適用于從機器到機器間（M2M）的水平通信和從機器直到云端的垂直通信。該標準獨立于供應商和平臺，支持廣泛的安全機制，并且可以與 PROFINET 共享同一工業以太網絡。

OPC UA通信的特性及優勢

特性：
   獨立于供應商和平臺
   集成的安全概念（加密、簽名和驗證）
   一致、端到端，并可擴展
   信息模型和語義服務
   與PROFINET 不受限制的并行傳輸

優勢：
   標準化接口和廣泛的可用性
   直接按照協議進行安全通信，無需額外硬件
   跨所有自動化層的直接連接和通信
   簡單明了的數據解釋
   基于以太網的簡單網絡，使用現有的工業以太網基礎設施
 簡單機器集成用的****化接口（配套規范）

具有 OPC UA接口+支持工具的西門子產品和系統

西門子為全集成自動化（TIA）提供從現場層擴展到控制和操作層的全面硬件和軟件組合。作為開放的通信標準，OPC UA 在整個 TIA 產品組合中扮演著重要的角色。

圖1：產品概覽

此應用示例的內容

為了實現 OPC UA 客戶端與 SIMATIC S7-1500 的服務器進行數據交換，這個應用示例將向您詳細介紹 SIMATIC S7-1500 的 OPC UA 服務器的配置以及如何通過 OPC UA 客戶端軟件連接 S7-1500 服務器。

用于測試用途的 OPC UA 客戶端
●  Unified Automation 的 “UaExpert”。可免費使用的功能豐富的客戶端：   下載 UaExpert 的鏈接 ( https://www.unified-automation.com/downloads/opc-ua-clients.html )
 ●  OPC Foundation 的 “UA Sample Client” 。在 OPC Foundation 注冊的用戶可免費使用該客戶端：下載 OPC Foundation 示例客戶端的鏈接 ( https://opcfoundation.org )

S7-1500 配置 OPC UA 服務器的軟/硬件需求

已獲得操作 OPC UA 功能的運行系統許可證。

TIA Portal V14 以及S7-1500 V2.0以后開始支持OPC UA服務器功能，除 S7-1500 標準      CPU 之外，這一特性同樣適用于 S7-1500F、S7-1500T、S7-1500C、S7-1500pro     CPU、ET 200SP CPU、SIMATIC S7-1500 軟件控制器和 PLCSIM Advanced。S7-1500 CPU 上所有集成的 PROFINET 接口，均可用于訪問該 CPU 的 OPC UA      服務器。    不能借助 CP 或 CM 通過自動化系統的背板總線直接訪問 CPU 的 OPC UA 服務器。下表列出了不同版本所支持的功能。

表1：OPC UA功能列表

在本應用實例中，使用以下產品配置 OPC UA 服務器。

圖2：實驗環境

軟件：

TIA V15.1

UA Expert V1.5.1

硬件：

CPU 1511-1PN V2.6

S7-1500的 OPC UA 服務器默認是禁用的，下面介紹如何使能一個簡單的 OPC UA 服務器

1.1、導航至 CPU 的屬性常規界面選擇 OPC UA 服務器常規選項激活 OPC UA 服務器，如下圖。

圖3. 使能OPC UA服務器

1.2、導航至 "CPU 屬性>運行系統許可證> OPC UA" 選擇選擇所需許可證類型，如下圖4。

運行 S7-1500 CPU 的 OPC UA 服務器需要使用許可證。所需的許可證類型取決于相應     CPU 的性能。將許可證類型分為以下幾類：
●  SIMATIC OPC UA S7-1500 小型（CPU 1511、CPU 1512、CPU 1513、ET 200SP    CPU、CPU 1515SP PC 需要使用這種類型）
●  SIMATIC OPC UA S7-1500 中型（適用于 CPU 1515、CPU 1516、軟件控制器 CPU    1507、CPU 1516pro-2PN）
●  SIMATIC OPC UA S7-1500 大型（CPU 1517、CPU 1518 需要使用這種類型）

圖4. 運行許可證

1.3、導航至  "CPU 屬性>OPC UA>常規"  選項設置 OPC UA 應用名稱，也可以使用默認名稱，如下圖5。請注意，證書上需要輸入應用程序名稱（主題備用名稱），并且更改應用程序名稱后可能需要再次生成現有證書。

圖5. 應用名稱

1.4、導航至 "CPU 屬性>OPC UA>服務器" 選項設置服務器會話數量限制以及采樣發布的*短間隔，無特殊需求也可以使用默認設置，如下圖6。

●  會話*大超時，在該字段中指定在不進行數據交換的情況下 OPC UA 服務器關閉會話之前的*大時長。   允許值在 1 到 600000 秒之間。
●  *大 OPC UA 會話數，在該字段中指定 OPC UA 服務器啟動并同時操作的*大會話數。*大會話數取決于 CPU 的性能。每個會話都會占用資源。
●  *大注冊節點數，在該字段中指定 OPC UA 服務器注冊的*大節點數。*大注冊節點數取決于 CPU 的容量，并會在組態字段內容時顯示（將光標放在字段中）。每次注冊都會占用資源。

● *短采樣時間間隔，    在“*短采樣時間間隔”中，可設置 OPC UA 服務器記錄     CPU 變量值并與以前值相比較檢查是否發生變更的時間間隔。
● *短發布時間間隔， 在“*短發布時間間隔”中，可設置變量值發生改變時服務器通過新值向客戶端發送消息的時間間隔。
● 所監視元素的*大數量，在該字段中指定該 CPU 的 OPC UA 服務器可同時監視值更改的*大元素數量。 監視會占用資源，可監視元素的*大數量取決于所用的 CPU。

圖6. 選項

1.5、編譯硬件并下載就可以啟用一個簡單的 OPC UA 服務器，服務器在其標準配置中允許任意客戶端進行連接，如下圖7所示。如果需要管理客戶端證書以及訪問認證管理請繼續進行下面配置。