第二章 西门子数控机床采集方案_西门子840dsl 通过opcua读取

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前言

西门子数控机床目前主要数控系统型号：802D、828D、840D sl。

本文主要介绍通过OPC UA对数控机床进行采集的详细方案。其中828D和840D sl的数控软件版本在V4.05 SP3以上均支持OPC UA协议，且需要购买授权激活才能使用，授权可直接联系官方进行采购，大概3000元左右一台，但官方采购周期可能较长，作者联系过一次，采购周期是4个半月。

根据数控系统的HMI是内置还是外置，OPC UA激活的机床端设置方法不同，本文主要介绍内置HMI的设置方法；当然，外置HMI的设置方法也提供了官方资料下载路径，大家可自行下载查看。

内置HMI因为数控软件版本的不同，机床端设置方法也不同，分为两类：V4.05和V4.07及以上，其中V4.05的设置相对复杂一些

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一、西门子官方网站介绍

官网：
https://new.siemens.com/cn/zh.html

工业支持中心：官方资料下载（无需注册账户直接下载）
https://support.industry.siemens.com/cs/start?lc=zh-CN

CNC4YOU：技术交流网站，也有大量资料可下载（需要注册账户才能下载）
http://www.ad.siemens.com.cn/CNC4YOU

二、828D与840D SL介绍

• 828D数控系统：均为内置HMI，只要数控软件版本在V4.05 SP3以上均支持OPC UA协议。
• 840D sl数控系统：既有内置HMI也有外置HMI，只要数控软件版本在V4.05 SP3以上均支持OPC UA协议。

区分HMI是内置还是外置，主要看数控系统的配置，如果配置了PCU（PC Unit）则为外置HMI，没有配置则为内置HMI。内置HMI是运行在linux系统上的，外置HMI是运行在windows系统上的。

三、OPC UA采集方案

了解工业4.0的老铁肯定知道OPC通讯标准，OPC UA就是新一代通讯架构，其上一代是OPC DA。西门子数控系统（V4.05 SP3及以上）自带OPC UA服务器，因此开发老铁们只要准备一个OPC UA客户端，再按照下面操作步骤完成设备端的设置，就能实现对西门子数控系统的采集。

西门子相当人性化的提供了OPC UA试用激活的体验，每台数控系统都有一次体验机会；试用激活的期限不同设备有所不同，有些设备是可体验绝对时间6个月（从试用激活开始，往后6个月），有些设备是可体验相对时间的多少小时（忘了具体数字了，只要设备开机就开始计时，关机则不计时）。

四、机床端设置

4.1 数控软件版本确认

如下图确认数控软件版本：

4.2 V4.05的OPC UA激活设置

4.2.1 设置系统选项

必须设置注册系统选项，才能启动 OPC UA 服务器 MiniWeb。

确认OPC UA的两个勾是否勾上，如下图：

4.2.2 设置 MiniWeb 通讯端口的 IP 地址

1. 设置X130的IP地址
   内置的 HMI 只能使用 X130 以太网口通讯。
   
   设置X130的IP信息：根据实际需求配置IP地址、子网掩码、网关，地址类型设：手动；点击“确认”保存。
   注：系统重启才能生效，可完成全部设置后再重启
   

2. 设置X130的4840端口
   默认的 OPC UA 服务使用 4840 端口通讯

设置网关和 MiniWeb 的端口 TCP/4840

4.2.3 MiniWeb 监控 IP 地址

操作步骤：

1. 找到模板文件
   模板文件：cf/siemens/sinumeirk/hmi/miniweb/System/WebCfg/OPC_UAApplication.xml

2. 拷贝模板文件到 系统 CF/oem/sinumerik/hmi/miniweb/WebCfg 或
   CF/user/sinumerik/hmi/miniweb/WebCfg 目录下

3. 在 OPC_UAApplication.xml 设置 Server 的 IP 地址
   该xml文件已经说明：使用本机的 IP 地址，替换文件中所有的 localhost，总共有 3 处

4.2.4 配置启动 MiniWeb 服务

操作步骤：

1. 择配置样例文件：MiniWeb_linemb_systemconfiguration.ini

2. 拷贝配置样例文件到 HMI 数据\设置\制造商目录下
   实际上拷贝到 CF/oem/Sinumeirk/hmi/cfg 或 CF/user/Sinumeirk/hmi/cfg 目录下

3. 更改文件名称为 systemconfiguration.ini
   选择文件，点击属性 修改文件名称为 systemconfiguration.ini
   技巧：按 INSERT 键，移动光标，删除不需要的部分

4. 若系统已有 systemconfiguration.ini，则需要合并启动项目

4.2.5 重启数控系统

完成以上设置后，需要重启数控系统才能激活设置，重启方式有以下两种：
①数控系统断电重启
②HMI软重启：如下步骤点击“重新启动HMI”

4.3 V4.07的OPC UA激活设置

4.3.1 设置系统选项

与4.2.1章节方法完全相同

4.3.2 设置 MiniWeb 通讯端口的 IP 地址

与4.2.2章节方法完全相同

4.3.3 MiniWeb 监控 IP 地址

V4.07版本自动设置，无需操作

4.3.4 配置启动 MiniWeb 服务

先执行“4.3.5. 重启数控系统”（4.3.4设置完成后，还要再进行4.3.5操作）
“设置系统选项”后，重启系统，会弹出“OPC UA”选项，再如下进行设置：

1. IP地址：机床自身IP
2. TCP端口：4840
3. 管理员：OpcUaClient
4. 密码：SUNRISE（可自定义）
5. 激活OPC UA：勾选上
   注：每项输入后按回车确认
   以上设置仅为配置OPC UA服务的管理员账户，设置完成后系统自动添加MiniWeb启动项目

4.3.5 重启数控系统

与4.2.5章节方法完全相同

4.4官方工具测试

完成设备端OPC UA激活后，需要用西门子官方OPC UA Client工具测试通讯功能，确认激活工作完成。

1. 下载OPC UA Client工具：http://www.ad.siemens.com.cn/CNC4YOU/Home/Document/925
2. 双击exe文件：SinumerikOpcUaClient_ver2.2.0.0.exe
3. 按照下图操作执行
   注：V4.5 版本数控系统自带的 OpcUa 仅支持匿名登录，所以在连接此版本的数控系统时，请选择：匿名登录，V4.5 版本仅支持 130 口进行连接，且不支持 Direct Connect 方式连接；V4.7 版本数控系统自带的 OpcUa 支持匿名登录和用户名登录，V4.7 版本仅支持 130 口进行连接，且支持 Direct Connect 方式连接。

4) 监控变量
注：将“可读写的变量”拖拽到“读写变量区域”，点击“read”就能读取到该变量数据

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备注

外置HMI的设置方法以及常用变量地址请下载官方文档：
828D_840Dsl_手册_SINUMERIK OPC UA 2.2 配置及样例使用说明_201906

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本文档引用了西门子官方文档的部分图片和文字内容，若涉及侵权请联系作者，谢谢。