舉例：編寫(xiě)一個(gè)控制電機(jī)啟停的函數(shù)塊FB1，在OB1中調(diào)用兩次FB1，并目分別對(duì)FB1賦值不同的實(shí)參控制兩個(gè)電機(jī)，如圖1所示。

圖1 函數(shù)塊的調(diào)用

在調(diào)試階段，我們需要單獨(dú)對(duì)每個(gè)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試，但是打開(kāi)FB1進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，僅僅是對(duì)函數(shù)塊內(nèi)部通用的程序的監(jiān)控，并不針對(duì)具體其一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊。因此，監(jiān)控狀態(tài)并不能反映特定的電機(jī)的實(shí)際狀態(tài)。

基于這種應(yīng)用，我們需要使用調(diào)用環(huán)境功能來(lái)監(jiān)控特定電機(jī)的狀態(tài)。該功能需要S7-1200 V4.0及其以上的固件版本才可以支持。

1. 當(dāng)函數(shù)塊FB1已經(jīng)打開(kāi)時(shí)，可以單擊項(xiàng)目右側(cè)的“測(cè)試"任務(wù)卡，單擊“更改"按鈕，如圖2所示，進(jìn)行調(diào)用環(huán)境的設(shè)置。

圖2“測(cè)試"任務(wù)卡

圖3 調(diào)用環(huán)境的設(shè)置

2. “背景數(shù)據(jù)塊"：通過(guò)右側(cè)的下拉菜單選擇背景數(shù)據(jù)塊。當(dāng)函數(shù)塊和選定的背景數(shù)據(jù)塊一起調(diào)用時(shí)，顯示這個(gè)函數(shù)塊的程序狀態(tài)。

3. “調(diào)用環(huán)境"：當(dāng)塊和特定塊一起調(diào)用或者從特定路徑調(diào)用塊時(shí)，顯示這個(gè)塊的程序狀態(tài)。

4. 轉(zhuǎn)換到“手動(dòng)調(diào)節(jié)"：通過(guò)該按鈕，轉(zhuǎn)換“調(diào)用環(huán)境"中選定的數(shù)據(jù)進(jìn)一步編輯。此后使用特定塊調(diào)用某個(gè)塊或從特定路徑調(diào)用該塊時(shí)，則僅顯示該塊的程序狀態(tài)。

5. “手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)用環(huán)境"：激活轉(zhuǎn)換到“手動(dòng)調(diào)整的調(diào)用路徑"選項(xiàng)后，可以在這個(gè)區(qū)域中手動(dòng)輸入所需要的調(diào)用環(huán)境。

下文以具體實(shí)例說(shuō)明，S7-1200如何使用OPC UA服務(wù)器方法功能以及在使用過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)。

實(shí)現(xiàn)功能：

1200作為OPC UA服務(wù)器，通過(guò)指令編程提供服務(wù)器方法；

UA Exper作為OPC UA客戶端調(diào)用服務(wù)器方法；

當(dāng)變量B0為1的時(shí)候，服務(wù)器方法的輸入?yún)?shù)傳送給服務(wù)器方法的輸出參數(shù)；

當(dāng)變量B0為0的時(shí)候，服務(wù)器方法的輸入輸出不進(jìn)行傳送，報(bào)錯(cuò)16#ffffffff。

實(shí)例中所用硬件及軟件如表1所示

表1 硬件及軟件

1. 創(chuàng)建新項(xiàng)目，添加CPU1215 DC/DC/DC V4.5的CPU。在彈出的PLC安全設(shè)置中進(jìn)行組態(tài)設(shè)置。此實(shí)例分別將保護(hù)機(jī)密的PLC數(shù)據(jù)設(shè)置為禁用；將PG/ PC和HMI的通信模式設(shè)置為支持傳送的和安全的PG/PC通信；PLC訪問(wèn)保護(hù)設(shè)置為完*訪問(wèn)權(quán)限，如圖4所示。

圖4 PLC安全設(shè)置

2. 在CPU屬性中的以太網(wǎng)地址屬性中，添加新子網(wǎng)PN/E_1，設(shè)置IP地址為192.168.0.125，設(shè)置子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。如圖5所示。

圖5 設(shè)置以太網(wǎng)地址

3. 在CPU屬性>OPC UA>服務(wù)器，訪問(wèn)服務(wù)器中，勾選復(fù)選框激活OPC UA服務(wù)器;在選件>常規(guī)中設(shè)置端口號(hào)，按照默認(rèn)設(shè)置為4840，由此設(shè)置產(chǎn)生的 URL為OPC.TCP://192.168.0.125:4840，如圖6所示。

其他OPC UA服務(wù)器屬性，保持默認(rèn)設(shè)置不變。

圖6 激活OPCUA服務(wù)器并設(shè)置端口號(hào)

4. CPU屬性>運(yùn)行系統(tǒng)許可證>OPC UA中，購(gòu)買的許可證為SIMATIC OPC UA S7-1200basic，如圖7所示。

圖7 設(shè)置運(yùn)行系統(tǒng)許可證

OPC UA方法是“遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用"的實(shí)現(xiàn)，為不同通信節(jié)點(diǎn)之間的交互提供了有效機(jī)制，該機(jī)制提供作業(yè)確認(rèn)和反饋值，因此無(wú)需再編程握手機(jī)制。OPC UA方法的工作原理與運(yùn)行系統(tǒng)中由外部OPC UA客戶端調(diào)用受專有技術(shù)保護(hù)函數(shù)塊的原理類似，OPC UA客戶端僅“監(jiān)視"已定義的輸入和輸出，函數(shù)塊、方法或算法的內(nèi)容對(duì)OPC UA客戶端不可見(jiàn)，OPC UA客戶端接收成功執(zhí)行的反饋以及函數(shù)塊(方法)返回的值;如果執(zhí)行不成功，則收到錯(cuò)誤消息。

S7-1200CPU固件從V4.5版本開(kāi)始，TIAPortal從V17版本開(kāi)始，可以通過(guò)指令編程的方式提供OPC UA服務(wù)器方法，OPC UA服務(wù)器方法所需指令如圖8所示。使用OPC_UA_ServerMethodPre查詢服務(wù)器方法調(diào)用，OPC_UA_ServerMethodPost響應(yīng)服務(wù)器方法。

圖8 OPC UA 服務(wù)器

S7-1200CPU固件V4.5版本前，不支持結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型，但映射到基本節(jié)點(diǎn)類型的SIMATIC 數(shù)據(jù)類型是受支持的節(jié)點(diǎn)類型。例如，S7-1200 OPC UA服務(wù)器不支持?jǐn)?shù)組"Array[10.9] of int"的訪問(wèn)，但是支持?jǐn)?shù)組里的單個(gè)元素[0]，[1]...的訪問(wèn)。

V4.5版本開(kāi)始支持結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型，服務(wù)器接口的配置如圖9所示。

圖9 支持結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型

在OPC UA客戶端中也可以直接訪問(wèn)結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，例如，如圖10所示，在UaExpert客戶端的Data Access View中可以直接查看結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型變量。

圖10 UaExpert中直接查看結(jié)構(gòu)化和數(shù)組數(shù)據(jù)類型 

在CPU屬件中可以激活OPC UA診斷信息，在CPU的診斷緩沖區(qū)可以看到OPC UA相關(guān)事件發(fā)生時(shí)的診斷，在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可以更快地分析與OPC UA相關(guān)的信息。如圖11所示，支持的診斷為:狀態(tài)更改診斷、其它事件診斷、診斷匯總。

圖11 OPCUA診斷

提升了會(huì)話、訂閱，最大節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。會(huì)話數(shù)由5個(gè)提升為10個(gè)，訂閱數(shù)由5個(gè)提升為50個(gè)，最大節(jié)點(diǎn)數(shù)由1000個(gè)提升為2000個(gè)