1 簡介
OPC就是OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control，是獨立于設(shè)備供應(yīng)商的軟件接口，它能夠在來源于不同的設(shè)備供應(yīng)商的硬件和軟件之間交換數(shù)據(jù)。  長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0
SIMATIC NET軟件提供西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品的OPC軟件接口，包括OPC DA (Data Access)、OPC A&E(Alarm & Event)、OPC XML (eXtensible Markup Language)等，如圖1所示。

圖1

1.1 OPC UA
OPC UA (Unified Architecture)是OPC基金會近年來建立并推廣的新的OPC標(biāo)準(zhǔn)，它將OPC DA、OPC A&E、OPC HAD (Historian Data Access)和OPC XML DA等整合在一起，提供了新的基于TCP、安全、強(qiáng)大和標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議。
相對于傳統(tǒng)的基于COM/DCOM的OPC標(biāo)準(zhǔn)，OPC UA具備以下優(yōu)勢：
? 將不同的OPC標(biāo)準(zhǔn)整合為統(tǒng)一的接口，簡化了客戶機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)
? 實現(xiàn)跨平臺通信
? 獨立于DCOM，簡化了防火墻等安全設(shè)置
? 基于認(rèn)證的授權(quán)模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高安全性

1.2 SIMATIC NET和OPC UA冗余
從SIMATIC NET V8.1開始，可以實現(xiàn)OPC UA客戶機(jī)對OPC UA冗余服務(wù)器的透明訪問。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2

? 兩個OPC UA服務(wù)器通過配置為統(tǒng)一的IP地址形成OPC UA冗余服務(wù)器
? OPC UA客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡訪問OPC UA冗余服務(wù)器
? OPC UA服務(wù)器和控制器之間的通信是基于工業(yè)以太網(wǎng)或PROFIBUS的S7連接
注意：OPC UA冗余服務(wù)器的配置需要以下條件：
? SIMATIC Net V8.1及以上版本
? Windows Server 2008 R2及以上版本
本例中所使用的硬件和軟件環(huán)境如下：
(A) S7-300 PN
CPU 317F-2 PN/DP (6ES7 317-2FK14-0AB0, Firmware V3.2)
(B) ES 工程師站/OPC UA服務(wù)器
IPC547C(6AG4 104-1DR21-3CC5), CP1613 A2, CP5613 A2
Windows Server 2008 R2 Enterprise SP1(X64)
STEP7 Professional 2010 SR2 (STEP7 V5.5 SP2 HF4), SIMATIC NET V8.2
(C) ES 工程師站/OPC UA服務(wù)器
HP Compaq 8200 Elite, CP1613 A2, CP5613 A2
Windows Server 2008 R2 Enterprise SP1(X64)
TIA Portal V12 (STEP7 V12), SIMATIC NET V8.2
(D) OPC UA客戶機(jī)
Field PG M3 (6ES7 715-1BB20-0AA0)
Windows 7 Ultimate SP1(X64)
SIMATIC NET V8.2

2組態(tài)OPC UA冗余服務(wù)器

2.1 組態(tài)NLB
NLB (Network Load Balancing)，即網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡，是Windows Server操作系統(tǒng)的重要服務(wù)組件。它增強(qiáng)了WEB、FTP、防火墻、服務(wù)器代理、VPN和其它關(guān)鍵Internet服務(wù)器應(yīng)用程序的可用性和延展性。
NLB 通過兩個或多個運行Windows Server操作系統(tǒng)的主機(jī)資源整合為群集，群集中所有的主機(jī)可以被一組相同的群集IP地址尋址，并且運行所需服務(wù)器應(yīng)用程序（例如WEB、FTP和OPC服務(wù)器等）。當(dāng)群集中某個主機(jī)宕機(jī)時，連接到該主機(jī)的活動連接將丟失，而群集將在繼續(xù)運行的主機(jī)之間自動重新分配負(fù)載，服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)⑼ㄐ耪埱笾匦露ㄏ虻狡渌闹鳈C(jī)。
以圖2為例，當(dāng)其中一臺OPC UA服務(wù)器宕機(jī)時，OPC UA客戶機(jī)可以通過長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0NLB配置的冗余IP地址訪問另一臺OPC UA服務(wù)器。

(A) OPC UA服務(wù)器使用本機(jī)板載以太網(wǎng)卡作為NLB，使用CP1613 A2和控制器通信。設(shè)置IPC547C的板載以太網(wǎng)卡的IP地址為192.168.0.168，設(shè)置HP8200的板載以太網(wǎng)卡的IP地址為192.168.0.188。如圖2所示，將OPC UA服務(wù)器的板載網(wǎng)卡和OPC UA客戶機(jī)連接在一個交換機(jī)上，將OPC UA服務(wù)器的CP1623 A2和S7-300控制器連接在另一個交換機(jī)上。

(B) 在默認(rèn)情況下，NLB不會隨Windows Server 2008 R2 SP1安裝，需要手動安裝。打開Server Manager，選擇Features – Add Features，如圖3所示。

圖3

(C) 在Features列表中選擇Network Load Balancing，如圖4所示。

圖4

(D) 打開Administrative - Network Load Balancing Manager，在根節(jié)點Network Load Balancing Clusters上右鍵選擇New Cluster，如圖5所示。

圖5  長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0

(E) 在Host中輸入IPC547C的板載以太網(wǎng)卡的IP地址192.168.0.168，選擇Connect，在Interfaces available for configuring a new cluster中選擇Local Area Connection 192.168.0.168，如圖6所示。

圖6

(F) 根據(jù)實際要求分配主機(jī)的Priority等級，本例中保持默認(rèn)設(shè)置，如圖7所示。

圖7

(G) 選擇長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0Add，設(shè)置Cluster IP address為192.168.0.178，如圖8~10所示。

圖8

 

圖9

 

圖10

(H) 根據(jù)實際要求選擇Cluster operation mode，本例中保持默認(rèn)設(shè)置，如圖11所示。

圖11

(I) 選擇Edit，根據(jù)實際要求選擇Cluster IP address、Port range、Protocols和Filtering mode等參數(shù)，本例中設(shè)置Affinity為None，其余保持默認(rèn)設(shè)置，如圖12~14所示。

圖12

 

圖13

 

圖14

(J) Network Load Balancing Manger中出現(xiàn)已經(jīng)建立的Cluster(OPC_Red)及其Host(IPC547C)，在Cluster上右鍵選擇長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0Add Host To Cluster，圖15所示。

圖15

(K) 在Host中輸入HP8200的板載以太網(wǎng)卡的IP地址192.168.0.188，選擇Connect，在Interfaces available for configuring a new cluster中選擇Local Area Connection 192.168.0.188，如圖16所示。

圖16  長期銷售西門子SMART通信模塊6ES7288-5CM01-0AA0

(L) 其余設(shè)置參考先前步驟F~I所示，最終在Network Load Balancing Manager中出現(xiàn)Cluster(OPC_Red)及其Host(IPC547C和HP8200)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)硬件和NLB服務(wù)正常時，Status顯示為Converged，如圖17所示。