UaExpert OPC客户端通过OPC UA访问S7-1500 PLC案例背景说明:

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| 引言

背景说明:

我是要测试自己编写数据采集程序的可用性,所以首先需要测试测试OPC UA的设置是否可行。过程中出现了多次比较奇怪的问题,通过不断的查找资料,测试设置参数等反复的摸索中,实现了使用UaExpert 通过OPC UA协议来连接物理PLC。

服务器环境:Windows操作系统,TIA v20,S7-1500,UaExpert

客户机环境:VirtualBox虚拟机,Ubuntu操作系统,UaExpert

| 配置场景

过程中测试难度主要是:

  • 需要2个网段的网络环境,比如办公网段:172.30.128.x和测试设备网段:172.30.180.x
  • 服务器需要2块网卡:有限网络(与PLC通讯)、无线网络(与采集程序采集PLC数据)
  • 客户机环境VirtualBox虚拟机需要桥接2块物理网卡(有限、无线),这一点需要特别注意,在配置网络时由于网卡和桥接的情况比较多,很容易出现问题,我下面出现的问题就和此项配置有关,过程中也浪费了很多时间。

| 遇到的问题:

1、服务器多次ping S7-plc有时成功、有时失败。比较诡异。(最后测试找到问题原因,虚拟机网络时手工设置IP地址,每天比较晚开启电脑,设置的IP地址有可能与其他局域网IP冲突,导致网络时好时坏)

2、解决服务器与 S7-plc的连通后,客户机ping S7-1500也是出现同样的问题(最后在虚拟机中桥接2块物理网卡解决问题)。

3、服务器、客户端网络连通后,使用UaExpert访问S7-1500后报错。获取不到PLC数据(OPC UA客户机、服务器证书回信没有配置好,需要配置为双向信任才可以)。


| 配置步骤

总结起来主要做好以下几点才能实现数据采集的需求

  • 第一步把2块物理网卡正确的桥接到虚拟机中

需要测试可以ping通不同的网段,如可以ping通172.30.180.x(plc)网段,同时还可以可以ping通172.30.128.x(物理机)网 段,还需要能够ping通外网(我现场就出现能ping通物理机但外网ping不通,导致系统的网页打不开最后,最后通过增加NET地址转换实现访问外网)

2️⃣ 启动虚拟机,确认新网卡

启动 Ubuntu,执行ip addr,会看到一个新增的接口(例如enp0s9),通常 IP 为10.0.2.15/24(VirtualBox 默认 NAT 网络)。

  • 第二步需要先检查网络是否连通

  • 在 Ubuntu 终端执行:

    复制代码
    ip route show

    典型输出可能类似:

    复制代码
    default via 172.30.128.25 dev enp0s3 proto dhcp metric 100
    default via 172.30.180.2 dev enp0s8 proto dhcp metric 101
    172.30.128.0/18 dev enp0s3 proto kernel scope link src 172.30.128.239
    172.30.180.0/24 dev enp0s8 proto kernel scope link src 172.30.180.235

    如果有两条默认路由 ,系统会选择metric值较小的那条(数值越小优先级越高)。如果你的无线网卡(enp0s3)的 metric 更小,所有外网流量都会走无线网关(如172.30.128.25),该网关可能无法访问外网,导致无法上网。

    复制代码
    ping -I enp0s8 8.8.8.8
    ping -I enp0s3 8.8.8.8

    请重新执行上述命令,并观察输出。同时执行以下命令帮助定位问题:

    复制代码
    # 查看当前默认路由走向(不指定接口)
    ping -c 4 8.8.8.8
    
    # 检查 DNS 解析
    nslookup google.com
    
    # 查看实际 DNS 配置
    cat /etc/resolv.conf

    我当时是全ping不通,最后桥接了第3块网卡解决问题

    操作步骤(VirtualBox + Ubuntu)

  • 1️⃣ 在 VirtualBox 中添加第三块网卡(NAT 模式)

  • 关闭 Ubuntu 虚拟机。

  • 打开虚拟机 设置 → 网络。

  • 点击 网卡 3,勾选 启用网络连接。

  • 连接方式选择 NAT。

  • 点击 OK。

  • 第三步博图TIA 配置OPCUA ,使用UaExpert访问S7-1500

对应到TIA中的位置是这些设置点

使用UaExpert OPC客户进行添加Server,具体的格式如下图


|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
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