一种使用S7-1500PLC基于OPCUA协议采集机床数据的方法与流程

本发明涉及机床数据采集，尤其涉及一种使用s7-1500plc基于opc ua协议采集机床数据的方法。

背景技术：

1、机床数据采集技术是实现智能制造和工业4.0的重要手段之一。通过实时记录设备的各类运行数据，可以实现对机床生产过程的监控、数据分析和预测，从而为企业提供更加高效的生产数据采集手段，进一步推动制造业的智能化转型。目前企业中普遍使用上位机和opc ua客户端软件通过opc ua协议采集机床数据。这种方式需要开发人员具备软件开发和网络编程的能力，项目的开发难度大，周期长，系统的可靠性和稳定性较低，而且不便于与其他工业设备或系统进行集成。本发明公开了一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，该方法通过在s7-1500 plc中建立opc ua客户端的方法采集机床数据，开发人员仅需使用标准plc指令即可完成开发，开发难度小，周期短。plc通常设计为在工业环境中长时间运行，具有高度的可靠性和稳定性。将plc作为客户端可以增加整个系统的可靠性和稳定性，减少因上位机软件故障或网络问题导致的生产中断风险。plc通常具有广泛的通信接口和协议支持，可以更容易地与其他工业设备或系统进行集成。使用plc作为客户端可以提供更灵活的集成选项，满足不同厂商和系统的要求。

2、现有技术中，使用上位机基于opc ua协议采集机床数据的项目开发周期长，可靠性和稳定性低，不便于与其他工业设备或系统进行集成，为此我们提出了一种使用s7-1500plc基于opc ua协议采集机床数据的方法用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在使用上位机基于opc ua协议采集机床数据的项目开发周期长，可靠性和稳定性低，不便于与其他工业设备或系统进行集成的缺点，而提出的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，包括以下步骤：

4、s1：准备采集系统，采集系统包括机床opc ua服务器模块，机床opc ua服务器模块连接有网络连接模块，网络连接模块连接有tcp端口模块，tcp端口模块连接有读取导出模块和管理员模块，管理员模块连接有opc ua客户端模块，opc ua客户端模块连接有创建模块和程序编写测试模块，程序编写测试模块连接有变量测试模块，创建模块连接有分配连接参数模块；

5、s2：从机床opc ua服务器模块导出opc ua xml文件；

6、s3：使用s7-1500 plc的opc ua客户端模块，s7-1500的opc ua客户端模块默认是禁用的，需要在配置中启用opc ua客户端模块，在博途v17软件中选择激活opc ua客户端模块和所需的许可证类型；

7、s4：创建客户端接口；

8、s5：为客户端接口创建读取列表；

9、s6：分配连接参数；

10、s7：opc ua客户端程序编写和测试；

11、s8：opc ua客户端读取服务器变量测试。

12、优选的，所述读取导出模块用于通过机床调试软件的opc ua浏览器功能读出数控系统的地址空间，并导出为opc ua xml文件。

13、优选的，所述创建模块包括创建客户端接口单元和创建读取列表单元，所述创建客户端接口单元与创建读取列表单元连接。

14、优选的，所述创建客户端接口单元用于在博途v17软件opc ua客户端接口编辑器中创建客户端接口，然后使用s2的opc ua xml文件导入机床opc ua服务器模块接口。

15、优选的，所述创建读取列表单元用于在博途v17软件opc ua客户端接口编辑器创建读取列表，将机床opc ua服务器模块的变量或方法通过拖拽的方式添加到对应的列表中。

16、优选的，所述分配连接参数模块用于在博途v17软件opc ua客户端模块接口属性中设置opc ua连接的会话名称、服务器地址和端口号、会话时间、监视时间。

17、优选的，所述程序编写测试模块用于在博途v17软件中，利用标准化opc ua客户端模块指令，编写opc ua客户端模块程序。

18、优选的，所述变量测试模块用于在ob1主程序中调用客户端功能块，编译下载程序进行连接及读访问测试。

19、本发明中，所述一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法的有益效果：

20、1、本方案通过将plc作为客户端意味着数据收集和控制逻辑更接近实际的生产过程。这可以减少数据传输延迟，提高系统的实时响应能力。

21、2、本方案通过使用plc作为客户端可以减少数据传输的中间环节，因为数据可以直接从传感器或执行器传输到plc，而不是先传输到上位机软件再转发到plc。这有助于简化系统架构和提高数据处理的效率。

22、3、本方案通过将plc作为客户端可以增加整个系统的可靠性和稳定性，减少因上位机软件故障或网络问题导致的生产中断风险。

23、4、本方案通过使用plc作为客户端可能更经济，因为plc通常是工业自动化系统的一部分，将其用作客户端可以避免购买额外的上位机软件或硬件。

24、5、本方案通过使用plc作为客户端可以提供更灵活的集成选项，满足不同厂商和系统的要求，plc通常具有广泛的通信接口和协议支持，可以更容易地与其他工业设备或系统进行集成。

25、6、本方案通过将数据处理和控制逻辑集成到plc中，可以简化数据处理流程，减少数据转换和同步的需求，plc在处理数据和控制逻辑方面通常比上位机软件更高效。

26、本发明通过将s7-1500 plc作为opc ua客户端，减少中间环节，简化的数据处理，有效降低了成本，且达到了增强系统的可靠性和稳定性的目的。

技术特征：

1.一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述读取导出模块用于通过机床调试软件的opc ua浏览器功能读出数控系统的地址空间，并导出为opc ua xml文件。

3.根据权利要求2所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述创建模块包括创建客户端接口单元和创建读取列表单元，所述创建客户端接口单元与创建读取列表单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述创建客户端接口单元用于在博途v17软件opc ua客户端接口编辑器中创建客户端接口，然后使用s2的opc ua xml文件导入机床opc ua服务器模块接口。

5.根据权利要求4所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述创建读取列表单元用于在博途v17软件opc ua客户端接口编辑器创建读取列表，将机床opc ua服务器模块的变量或方法通过拖拽的方式添加到对应的列表中。

6.根据权利要求5所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述分配连接参数模块用于在博途v17软件opc ua客户端模块接口属性中设置opc ua连接的会话名称、服务器地址和端口号、会话时间、监视时间。

7.根据权利要求6所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述程序编写测试模块用于在博途v17软件中，利用标准化opc ua客户端模块指令，编写opc ua客户端模块程序。

8.根据权利要求7所述的一种使用s7-1500 plc基于opc ua协议采集机床数据的方法，其特征在于，所述变量测试模块用于在ob1主程序中调用客户端功能块，编译下载程序进行连接及读访问测试。

技术总结本发明属于机床数据采集领域，尤其是一种使用S7‑1500PLC基于OPC UA协议采集机床数据的方法，针对现有的使用上位机基于OPC UA协议采集机床数据的项目开发周期长，可靠性和稳定性低，不便于与其他工业设备或系统进行集成的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1：准备采集系统，采集系统包括机床OPC UA服务器模块，机床OPC UA服务器模块连接有网络连接模块，网络连接模块连接有TCP端口模块，TCP端口模块连接有读取导出模块和管理员模块，管理员模块连接有OPC UA客户端模块，本发明通过将S7‑1500PLC作为OPC UA客户端，减少中间环节，简化的数据处理，有效降低了成本，且达到了增强系统的可靠性和稳定性的目的。技术研发人员：王允军,李超,李光亚受保护的技术使用者：交大智邦（枣庄）数字科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20