从零搭建本地PLC仿真环境：SIMATIC_PLCSIM_Advanced、Portal、KEPServer、OPCUA客户端工具

背景

近期在为一个工业控制领域的上位机数采项目进行技术预研，苦于手头没有PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）硬件设备，为了快速、完整地体验下从 PLC 数据采集、传输到上位机进行存储、展现的完整流程，决定基于 SIMATIC_PLCSIM_Advanced_V3 、 TIA Portal V16 、 KEPServerEX6 以及 UAExpert 搭建西门子 PLC 的仿真环境。

整体组件的架构：

1. PLC是TCP服务器；
2. KEPServer是TCP客户端，同时也是OPC服务器，并且自带了是OPC客户端；
3. UAExpert是OPC客户端。

软件资源来自于微信公众号：dotNet工控上位机

环境准备

1. 安装SIMATIC_PLCSIM_Advanced_V3
   • 先安装WinPcap_4_1_3.exe
   • 再安装SIMATIC_PLCSIM_Advanced_V3.exe
   • SimEKBInstall2022.07.26.exe 选中需要的密钥，勾选你的软件，然后选择安装长密钥。
   • 重启S7-PLCSIM Advanced V3.0
2. 安装TIA Portal V16
   • 双击安装
   • SimEKBInstall2022.07.26.exe在左侧列表双击TIA Portal，选择TIA Portal V16，勾选右侧的STEP 7 Professional V16，然后选择安装长密钥。
3. 安装KepServer
4. 安装UAExpert

UAExpert 官网：https://www.unified-automation.com/products/development-tools/uaexpert.html。

西门子PLC仿真环境搭建步骤

1. 在SIMATIC_PLCSIM_Advanced_V3中配置IP地址信息，点击Start

1. 在TIA Portal V16中建立项目、打开项目视图、添加新设备（这里选择SIMATIC S7-1500中的1513的CPU，如果最后无法点击确定，则需要先安装秘钥！！）
   • 走S7协议，则必须勾选：PUTGET协议
   • DB块右键属性，在DB块属性中，去掉：优化的块访问
   • 项目右键属性，保护Tab下，勾选：块编译时支持仿真
   • 点击PROFINET接口，设置以太网地址为在SIMATIC_PLCSIM_Advanced_V3中配置IP地址
   • 编译新增的程序块(DB块)
   • 下载到设备、搜索设备、下载

1. KEPServerEX 6中新建通道、新建设备、新建标记（格式：DB1.DBD0或者DB1.D4）

之后，可以实现KEPServer（本身作为OPC服务器，并且提供了OPC客户端工具）与TIA Portal的双向通信。

OPC客户端

OPC UA的全名是OPC Unified Architecture（OPC统一架构）。

1. OPC UA客户端：UAExpert
   • 在OPC UA服务端KEPServer的OPC UA Configuration Manager中，安全策略勾选为无
   • 在KEPServer的项目->属性->属性编辑器->opcua->允许匿名登录：是；然后重启程序，不行就重启电脑
   • OPC UA客户端UAExpert中添加自定义的OPC连接地址：opc.tcp://localhost:49320，匿名连接
   • 连接成功后可以在AddressSpace中看到添加的标记D1与D2，将其拖到中间的Data Access View可以进行实时监控
   • 对于Value的值，可以直接双击修改

• 可能遇到的问题：KEPserver一个或多个功能有时间限制。
• 解决方案：Crack the KepServer。

1. OPC UA客户端：上位机程序

关于上位机程序的编写，我单独开一篇写下使用SpringBoot开发OPC UA客户端实现数据的订阅采集与存储。

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