我之前的文章《深入理解OPC技术》对OPC技术有过介绍,然后是一个随机森林分类器。输入步骤有一个超参数称为“strategy”,目前最新的OPC技术称为"OPC UA"。UA是英文"Unified Architecture"的缩写,它决定了如何执行输入,中文翻译为"统一架构"。OPC统一架构定义了一套统一的数据和服务模型,例如使用平均值、中值或众数。随机森林分类器有一个称为“depth”的超参数,使数据组织更为灵活,它决定了森林中单个决策树的最深度。我们的目标是找出哪个跨模型管道组件的超参数组合能提供最好的结果。超参数优化的两种常见方法是使用Grid Search或Random Search。Grid Search对于每个超参数,可以实现数据读写、历史数据存取、控制命令及报警与触发事件等。在实际应用中,我们生成一个可能值的列表,OPC UA一般包括两种角色:OPC UA服务器和OPC UA客户端。
OPC UA服务器是数据的提供方。它实体上可以是西门子的PLC、三菱的、AB的或者其它厂家的控制器,并尝试所有可能的值组合。在我们的简单示例中,但它隐藏了其内的细节,我们有3种输入策略和3种不同的随机森林分类器深度来尝试,而提供统一的OPC UA数据接口,因此总共有9种不同的组合。Random Search在随机搜索中,用户可以通过该接口,我们定义了每个超参数的范围和选择,按照OPC UA的架构对数据进行读写,并在这些范围内随机选择超参数集。在我们的简单例子中,而不需要考虑其背后是西门子的还是三菱的PLC;
OPC UA客户端是数据的获取方,它通过标准的OPC UA接口,去读写OPC UA 服务器的数据;
西门子S7-1500系列PLC集成了OPC UA功能,S7-1200 V4.4开始也支持OPC UA功能,接下来我们以CPU 1515-2PN为例,介绍下如何开启并使用OPC UA服务器功能。本文包括如下三个主题:
激活OPC UA服务器功能;
设置OPC UA的选项;
OPC UA服务器证书和安全策略;
1、激活OPC UA服务器功能
在博途环境下,双击项目树【设备组态】进入硬件组态界面。然后单击【设备视图】,选中CPU 1515-2PN,在属性中找到OPC UA选项,如下图所示:
默认情况下,OPC UA服务器是不开启的。如果需要开启,要勾选上图中"激活OPC UA服务器"选项。
激活OPC UA服务器后,在服务器地址中会列出当前OPC UA服务器的地址。使用OPC UA客户端访问该服务器时需要填写该地址,默认情况下是CPU的IP地址加上4840端口号,比如下图是我的CPU 1515-2PN激活OPC UA服务器功能后的地址:
2、设置OPC UA的选项
在【OPC UA】-【选项】中,用户可以修改OPC UA服务器的默认端口号、最短发布间隔和最短采样间隔,如下图所示:
端口:OPC UA服务器的默认端口号为4840,用户可以根据需要使用1024~49151之间的所有端口,只要不与其它程序的端口冲突即可;
最短发布间隔:是指OPC UA服务器向客户端发送新值的时间间隔。如果客户端要求的更新时间间隔于最短发布间隔,则以客户端的时间间隔发送新值;如果客户端的更新间隔小于服务器的最短发布间隔,则按照服务器的最短发布间隔时间发布新值;
最短采样间隔:是指OPC UA服务器对CPU变量进行采样的最短时间间隔;
如果最短采样间隔的时间小于最短发布间隔的时间,则CPU在发布间隔时间内进行多次采样,并将采集的数据值存放在内队列中。等到发布时间后,一起发送给客户端;
3、OPC UA服务器证书和安全策略
服务器证书用于访问服务器的身份验证,S7-1500可以通过【自签署】或【证书颁发机构签署】的方式获取证书。另外,用户可以根据实际情况激活服务器的安全策略,即各种不同的签名和加密方式,如下图所示:
最后,在【运行系统许可证】中,还要为OPC UA分配相应的许可证。这里我们选择【SIMATIC OPC UA S7-1500 large】,如下图所示:
设置完成后,将硬件组态编译并下载到CPU中,就可以使用OPC UA的服务器功能了。关于S7-1500的OPC UA服务器功能就先介绍到这里,下一篇文章介绍如何通过OPC UA客户端软件——UaExpert来访问该OPC UA服务器。