OPC UA-Schnittstelle an S7-1500 einrichten

Lesedauer: 5min Veröffentlicht am: März 15, 2023. Der Autor des Beitrages ist Maximilian Backenstos.
Der Standard OPC UA ermöglicht den Austausch von Datenpunkten zwischen einer Steuerung und übergeordneten Systemen bzw. weiteren Steuerungen (M2M-Kommunikation). Die S7-1500 hat seit 2018 standardmäßig die Möglichkeit OPC UA zu aktivieren werksseitig dabei. Die Einstellung muss im TIA Portal aktiviert und auf die Steuerung heruntergeladen werden. Eine OPC UA Kommunikation findet immer zwischen einem OPC UA Server und einem Client statt. Wir empfehlen die Konfiguration der Steuerung als OPC UA Server und nutzen unser Software Gateway als OPC UA Client.
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Schritte zur Aktivierung des OPC UA-Servers auf einer S7-1500

Um den OPC UA Server zu konfigurieren, bedarf es verschiedener Schritte. Die reine Konfiguration ist einfach, jedoch müssen vor- und nachgelagerte Schritte unternommen werden. Nur so ist aus unserer Sicht ein sicherer Betrieb möglich. Zusammengefasst sollten folgende Schritte durchgeführt werden:

  1. Physische Verbindung der Steuerung in ein Maschinennetzwerk via Ethernet Kabel
  2. Zuweisen der richtigen IP-Adressen auf die Steuerung
  3. Konfiguration der OPC UA Server Schnittstelle auf der S7-1500
  4. Aktivieren des OPC UA Server mit Passwortsicherung
  5. Aufsetzen des OPC UA Clients (DatenBerg Gateway)

1) Physische Verbindung der Steuerung in ein Maschinennetzwerk

Prinzipiell muss eine Verbindung via Ethernet (aka LAN-Kabel) zwischen Steuerung und dem Server / Workstation für den OPC UA Client bestehen. Die Verbindung kann über ein Maschinennetzwerk erfolgen oder direkt für Testzwecke zwischen Steuerung und Workstation bestehen. Wichtig ist zu beachten, dass die Kommunikation über OPC im Netzwerk freigegeben ist. Als Port wird typischerweise 4840 verwendet.

2) Zuweisen der richtigen IP-Adressen auf die Steuerung

Damit die Kommunikation im Maschinennetzwerk reibungslos funktioniert, sollten eigene IP-Adressen für die Anlagen vergeben werden. Als Default ist bei der S7-1500 die IP-Adresse 192.168.0.1 vergeben. Die Adresse lässt sich auf verschiedene Arten ändern, am Einfachsten ist es diese im TIA-Projekt anzupassen und auf die Steuerung herunterzuladen.

Hinweis: Wenn die IP-Adresse der Steuerung geändert wird, muss diese auch wahrscheinlich im HMI und eventuell angeschlossene weitere Geräte (z.B. Daten-Logger) nachgezogen werden.

3) Konfiguration der OPC UA Server Schnittstelle auf der S7-1500

Wird der OPC UA Server auf der S7-1500 aktiviert, werden standardmäßig alle Variablen und Datenblöcke via OPC UA freigegeben. Dies kann zwar individuell per Datenpunkt ausgeschaltet werden, nur betrifft dies dann sowohl die Sichtbarkeit via OPC UA als auch via HMI. Daher empfehlen wir die Konfiguration einer eigenen OPC UA-Server Schnittstelle im TIA-Projekt. Damit kann spezifisch definiert werden, welche Variablen und Datenpunkte freigegeben werden sollen.

Dazu geht man wie folgt vor – hier im TIA V16.

  1. Neue Server-Schnittstelle hinzufügen im TIA Projekt unter der Steuerung auswählen. Falls Sie dies nicht sehen, müssen Sie die Firmware Version der CPU noch aktualisieren.
  2. Nun öffnet sich ein Fenster. Hier den Namen für die Schnittstelle (Empfehlung eindeutiger Anlagenname) vergeben und den Typ “Schnittstelle” (in Lila) auswählen. Companion Spezifikation sind vordefinierte OPC UA Schnittstellen.
  3. Nun Können Sie die gewünschten Variablen in die Server-Schnittstelle per Drag & Drop ziehen.

4) Aktivieren des OPC UA Server mit Passwortsicherung

Nun muss der OPC UA Server auf der CPU aktiviert werden. Dazu wählen Sie die “Gerätekonfiguration” der CPU und anschließend den Reiter “OPCUA” unter dem Tab “Allgemein”. Unter dem Reiter “Server / Allgemein” können Sie den Server mit Klick auf “OPC UA-Server aktivieren” erreichbar schalten. Im Reiter “Security” empfehlen wir nach erfolgreichem Test die Option “Gast-Authentifizierung aktivieren” zu deaktivieren. Als Sicherheitsmaßnahmen empfehlen wir mindestens die Authentifizierung über Benutzername und Passwort, noch besser ist die Authentifizierung mit Zertifikaten.

Nach Konfiguration von Schritt 3) und 4) im TIA-Portal übersetzen Sie das Projekt und laden es auf die Steuerung.

Hinweis: Hier kann es notwendig sein, dass eine OPC UA Lizenz für die Steuerung vergeben werden muss.

5) Anbindung des OPC UA Server an DatenBerg Gateway

Der OPC UA Server steht nun im Netzwerk bereit. Starten Sie nun Ihr DatenBerg Gateway und konfigurieren Sie eine neue OPC UA Datenquelle. Dazu benötigen Sie den Verbindungsstring (z.B. opc.tcp://192.168.0.1:4840) und Nutzername sowie Passwort. Danach können Sie im graphischen Editor die einzelnen Knotenpunkte auswählen und abspeichern. Mit Neustart des Gateways wird die Konfiguration geladen und die Datenpunkte abgerufen. Die Datenpunkte können dann im Data Warehouse der smartPLAZA abgerufen und sicher abgespeichert werden.

Fazit – OPC UA Server auf S7-1500 einrichten

Um einen OPC UA Server auf einer S7-1500 einzurichten bedarf es mehreren Schritten, um ein gesamtheitliches Bild zu erreichen. Es müssen die IP-Adressen der Steuerung und Peripherie geändert, eine Server-Schnittstelle konfiguriert und anschließend Sicherheitsmaßnahmen sowie die Aktivierung des OPC UA Servers auf der Anlage durchgeführt werden. Anschließend können die Daten von einem Software Gateway, wie von DatenBerg, abgerufen und visualisiert werden.

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Der Autor Maximilian ist Geschäftsführer bei DatenBerg. Er begleitet Kunden von der Datenerfassung bis hin zur automatisierten Auswertung. Ist er nicht bei Kunden im Einsatz, hält er Vorträge zu den Themen Daten nutzen in der Produktion, Anwendungsfälle von Industrie 4.0 und automatisierte Auswertung von Produktionsdaten Gerne besprechen wir mit Ihnen, wie das Thema OPC UA-Schnittstelle an S7-1500 einrichten in Ihrer Produktion umgesetzt werden kann. Kontaktieren Sie uns hier.