Einleitung:
Multi Panels und Mobile Panels ab der 270er Serie können optional als OPC XML DA-Server agieren. Weil das Echtzeit-Betriebssystem Windows CE keine DCOM-Schnittstelle besitzt, ist eine Kommunikation über DCOM mit dem OPC XML DA-Server des Multi Panels bzw. Mobile Panels nicht möglich. Für die Kommunikation eines PCs (OPC DA-Client) zu einem Multi Panel bzw. Mobile Panel (OPC-XML DA-Server) wird daher immer ein OPC-XML-Gateway benötigt. Das OPC-XML-Gateway realisiert die Umsetzung von XML auf COM bzw. DCOM.

Inhalt:

1. Was ist OPC?
2. Funktionsbeschreibung des OPC-XML-Gateways
3. Performance von OPC XML DA
4. Übersicht über die notwendigen Einstellungen
   4.1 Einstellungen des OPC DA-Servers und OPC DA-Clients in DCOM
   4.2 Installation und Einstellungen am OPC XML-Gateway bzw. -Manager
   4.3 Firewall-Einstellungen
   4.4 Projektierung des WinCC flexible OPC XML DA-Servers
   4.5 Projektierung des WinCC flexible OPC DA-Clients
5. Download

1. Was ist OPC?
OPC (OLE for Process Control) bezeichnete ursprünglich eine einheitliche und herstellerunabhängige Software-Schnittstelle. Durch die Weiterentwicklung des OPC Standards wird die Bezeichnung OPC mittlerweile für eine Schnittstellenfamilie verwendet, die die Kompatibilität verschiedener Automatisierungssysteme ermöglicht. OPC Data Access (OPC DA) basiert auf der Windows Technologie COM (Component Object Model) und DCOM (Distributed Component Object Model).

Mit DCOM wurde COM um die Fähigkeit erweitert, über Rechnergrenzen hinweg auf Objekte zuzugreifen. Diese Technologie ermöglicht, verschiedene Komponenten unterschiedlicher Hersteller über eine standardisierte Schnittstelle miteinander zu verbinden.

Die Kommunikation über DCOM ist meist auf lokale Netze beschränkt, weil dafür der Port 135 verwendet wird und nicht belegt sein darf. Dieser Port ist aus Sicherheitsgründen von den meisten Providern gesperrt. Allerdings kann dies über ein VPN-Tunnel realisiert werden. Der Datenaustausch über XML ermöglicht die Kommunikation mit dem plattformunabhängigen Protokoll SOAP (Simple Object Access Protocol) über das Internet oder Intranet. Die Kommunikation über XML erfolgt über den Standard-Port 80 für HTTP.

Eine OPC XML DA-Konfiguration besteht mindestens aus einem OPC XML DA-Server und einem OPC DA-Client. Der OPC XML DA-Server ist ein Webdienst und kann Daten an einen OPC-Client weitergeben und auch entgegennehmen. Über das OPC XML-Gateway, das die Kommunikation zwischen OPC und XML übernimmt, greift der OPC DA-Client auf den OPC XML DA-Server zu.

Bild 01 - OPC-Server-Client-Kommunikation

Die Abbildung - Bild 01 - zeigt den prinzipiellen Aufbau zwischen OPC DA-Client und OPC XML DA-Server.
 

HMI Gerät	Datenaustausch	Betriebssystem	OPC Server	OPC Client
PC, Panel PC	DCOM	Windows 2000 Windows XP Windows XP embedded1) Windows Vista	OPC DA-Server	OPC DA- Client
MP270B, MP277, MP370, MP377, Mobile Panel 277	XML	Windows CE	OPC XML-Server	-

1)	nur auf dafür freigegebenen Plattformen (z.B. Panel PC 477)

Tabelle 01 - OPC-Konfiguration

2. Funktionsbeschreibung des OPC XML-Gateways
Das OPC XML-Gateway wird benötigt, wenn die Applikation - wie beispielsweise WinCC flexible - keine direkte OPC XML DA-Schnittstelle besitzt. Beim Einsatz eines OPC XML DA-Client, wird das OPC XML-Gateway nicht benötigt.

Auf dem Multi Panel bzw. Mobile Panel wird beim Starten der WinCC flexible Runtime ein Webservice gestartet, der auch als OPC XML DA-Server bezeichnet wird. Die Kommunikation auf XML-Basis findet zwischen dem OPC XML DA-Client, der im OPC XML-Gateway implementiert ist, und - siehe Bild 02 ( 26 KB ) - dem OPC XML DA-Server statt. Der OPC XML DA-Client ist ein Wrapper, der die Daten dem übergeordneten OPC DA-Server zur Verfügung stellt. Befindet sich der OPC DA-Client auf dem selben Rechner (PC 1), dann findet der Datenaustausch über die COM-Schnittstelle statt.

Bild 02 - OPC-XML-Gateway

Wenn der Zugriff auf dem OPC DA-Server (OPC.Siemens.XML) von einem separaten Rechner (PC 2) erfolgt, müssen Einstellungen in der DCOM-Schnittstelle vorgenommen werden. Auf diese DCOM-Einstellungen kann verzichtet werden, wenn auf jedem Rechner ein OPC XML-Gateway installiert und entsprechend parametriert ist - siehe Bild 03.

Bild 03 - OPC-XML-Gateways

Anmerkung:
Im folgenden Beispiel werden ein MP 277 als WinCC flexible OPC XML DA-Server und ein WinCC flexible OPC DA-Client verwendet. Da OPC DA und OPC XML offene Schnittstellen sind, können der WinCC flexible OPC XML DA-Server als auch der WinCC flexible OPC DA-Client mit anderen OPC-Komponenten kommunizieren. Voraussetzung für die OPC XML-Umsetzung ist das OPC XML-Gateway.

3. Performance von OPC XML DA
OPC XML-Verbindungen sind für einen Datenaustausch von geringen Datenmengen ausgelegt. Die Performance von OPC XML DA ist gegenüber OPC DA wesentlich geringer und somit sollten nur wenige Variablen pro Bild angefordert werden.

• Die Zykluszeit der Variablen sollte nicht unter 1 Sekunde projektiert werden.
• Es sollten nur ca. 30 Variablen pro Bild angefordert werden.
• Bei Variablen vom Typ "String" werden nur gültige ASCII-Werte von 20 hex bis 7F hex unterstützt.

4. Übersicht über die notwendigen Einstellungen
Folgende Einstellungen sind durchzuführen:

        4.1 Einstellungen des OPC DA-Servers und OPC DA-Clients in DCOM
        4.2 Installation und Einstellungen am OPC XML-Gateway bzw. -Manager
        4.3 Firewall-Einstellungen
        4.4 Projektierung des WinCC flexible OPC XML DA-Servers
        4.5 Projektierung des WinCC flexible OPC DA-Clients

4.1 Einstellungen des OPC DA-Servers und OPC DA-Clients in DCOM
Die Einstellungen in DCOM sind nur vorzunehmen, wenn das OPC XML-Gateway auf einem anderen Rechner verwendet wird - siehe Bild 02 ( 26 KB ) .

Als OPC DA-Server wird der "OPC.Siemens.XML" verwendet. Dieser OPC DA-Server muss auf dem PC, auf dem das OPC XML-Gateway installiert ist, konfiguriert werden. Die Start- und Zugriffsfreigaben in DCOM sind auf beiden PCs vorzunehmen. Weitere Informationen zur DCOM-Konfiguration entnehmen Sie aus folgender Beitrags-ID: 31198863.

4.2 Installation und Einstellungen am OPC XML-Gateway bzw. -Manager
Das OPC XML-Gateway muss nur installiert werden, wenn ein OPC DA-Client und kein OPC XML DA-Client verwendet wird.

Hinweis zur Installation:
Der OPC XML-Manager ist nur für die Betriebssysteme freigegeben, die auch für die entsprechenden WinCC flexible Versionen gültig sind.

Weitere Informationen entnehmen Sie aus folgender Beitrags-ID: 22055368.

Verwenden Sie nur die Version des OPC XML-Gateways, die im Lieferumfang der entsprechenden WinCC flexible Version enthalten ist, mit der Sie den OPC XML-Server projektiert haben!
 

Nr.	Vorgehensweise
1	OPC XML Manager installieren WinCC flexible 2004: Kopieren Sie das Programm "OPCXmlManager.exe" von der Installations-CD aus dem Verzeichnis "\Disk2\Support\OPCXML" in ein beliebiges Verzeichnis auf dem entsprechenden PC. Ab WinCC flexible 2005: Das Setup für die Installation des "OPC XML-Gateway" finden Sie auf der WinCC flexible CD2 unter "WinCCflexible\setup\OPCXMLWrapper\Disk1". Klicken Sie doppelt auf die Datei "Setup.exe". Wählen Sie unter "Sprache" die Oberflächensprache des Setup-Programms aus. Um die Installation zu starten, wählen Sie "Installation" aus. Führen Sie die Installation gemäß den Anweisungen am Bildschirm durch.
2	OPC XML Manager öffnen WinCC flexible 2004: Öffnen Sie den "OPC XML-Manager" in dem von Ihnen gewähltem Verzeichnis, indem Sie doppelt auf "OPCXmlManager.exe" klicken. Klicken Sie im "OPC XML-Manager auf die Schaltfläche "Add...". WinCC flexible 2005: Wählen Sie im Startmenü "Start" das Programm "SIMATIC > WinCC flexible > WinCC flexible Runtime > XmlMuxConfig" aus. Klicken Sie im OPC XML-Manager auf die Schaltfläche "Add...". Ab WinCC flexible 2007: Wählen Sie im Startmenü "Start" das Programm "SIMATIC > OPC-XML-Gateway > OPC XML Manager" aus. Klicken Sie im OPC XML-Manager auf die Schaltfläche "Add...". Bild 04 - OPC-Server hinzufügen
3	Prefix und Host-Name hinzufügen WinCC flexible 2004: Tragen Sie den Host-Namen bzw. die IP-Adresse (z.B. 150.150.150.20) ein. Bestätigen Sie die Eingabe, indem Sie die Schaltfläche "OK" drücken. Schließen Sie den OPC XML-Manager. Öffnen Sie in der Systemsteuerung "OpcXml-Settings". Tragen Sie den Rechnernamen oder die IP-Adresse des Bediengerätes ein. Schließen Sie "OpcXml-Settings" mit "OK". Ab WinCC flexible 2005: Tragen Sie das Präfix (z.B. "Prefix") und den Host-Namen bzw. IP-Adresse (z.B. 150.150.150.20) ein. Erklärung Parameter: [Prefix] Das Präfix (engl. Prefix) gibt an, welchem OPC XML DA-Server die Variable zugeordnet ist. [Host Name] Gerätename bzw. IP-Adresse des OPC XML DA-Servers   Bestätigen Sie die Eingabe, indem Sie die Schaltfläche "OK" drücken. Schließen Sie den OPC XML-Manager. Bild 05 - Dialogfenster

4.3 Firewall-Einstellungen
Für die OPC XML-Kommunikation müssen die Ports, die im folgenden Beitrag angegeben sind, freigeschaltet werden - Beitrags-ID 24534065.

4.4 Projektierung des OPC XML DA-Servers
In diesem Beispiel wird die Projektierung eines WinCC flexible-Projekts als OPC XML DA-Server erläutert.

Hinweis:
Es können nur Bediengeräte, die in der Tabelle 01 gelistet sind, als OPC XML DA-Server eingesetzt werden.
 

Nr.	Vorgehensweise
1	Neues Projekt erstellen Start Sie WinCC flexible und klicken Sie anschließend im Programmmenü auf "Projekt > Neu". Wählen Sie z.B. unter "Multi Panels > 270 > MP 277 10" Touch" aus. Hinweis: Als OPC XML DA-Server können nur Multi Panels verwendet werden. Bild 06 - Neues Projekt erstellen
2	Verbindung projektieren Klicken Sie mit der linken Maustaste auf "Projekt > Bediengeraet_1... > Kommunikation > Verbindungen". Fügen Sie eine neue Verbindung über das Programmmenü "Einfügen > Neues Objekt - Verbindungen" ein. Hinweis: In diesem Beispiel wird der Kommunikationstreiber "SIMATIC S7 300/400" verwendet. Sie können jede beliebige Verbindung, die in WinCC flexible zur Verfügung steht, alternativ projektieren. Anmerkung: Wenn WinCC flexible als OPC-Server arbeitet, wird diese OPC-Verbindung nicht explizit in der Registerkarte "Verbindungen" projektiert. Die Projektierung erfolgt in den "Geräteeinstellungen" - siehe Punkt 4.   Ändern Sie bei der Verwendung des Kommunikationstreiber "SIMATIC S7 300/400" ggf. den Steckplatz der SIMATIC S7-Steuerung auf "2" ab. Bild 07 - Verbindungen projektieren
3	Variablen anlegen Legen Sie drei Variablen "Variable_x" vom Typ "Int" an und verbinden Sie diese mit der Verbindung "Verbindung_1". Verwenden Sie für die drei externen Variablen die Speicherbereiche "MW 10", "MW 12" und "MW 14". Erstellen Sie zusätzlich noch eine interne Variable "Variable_4" vom Typ "Int". Bild 08 - Variablen-Editor
4	WinCC flexible als OPC-Server projektieren Wechseln Sie zur Registerkarte "Geräteeinstellungen". Aktivieren Sie das Optionskästchen "Als OPC-Server arbeiten". Hinweis: Wenn WinCC flexible als OPC-Server arbeitet, stehen alle internen und externen Variablen, die in WinCC flexible angelegt worden sind, dem OPC-Server zur Verfügung. Bild 09 - Geräteeinstellungen
5	EA- und Textfelder anlegen Fügen Sie sechs Textfelder mit folgender Bezeichnung hinzu: - "OPC XML-Server" - "Variable_1" - "Variable_2" - "Variable_3" - "Variable_4" - "interne Variable" Fügen Sie vier weitere EA-Felder hinzu und ordnen Sie alle Text- und EA-Felder wie in Bild 10 dargestellt an. Bild 10 - Objekte anlegen
6	WinCC flexible RT starten Übertragen Sie die Hardwarekonfiguration und mindestens den OB1 zur Steuerung. Setzen Sie anschließend die Steuerung in den Modus "Run". Achten Sie darauf, dass die PG/PC-Schnittstelle auf "MPI" - sofern dies projektiert wurde - gestellt ist. Übertragen Sie das WinCC flexible Projekt auf das Multi Panel und starten Sie die Runtime. Bild 11 - WinCC flexible Runtime

4.5 Projektierung des WinCC flexible OPC DA-Clients
Damit die Anbindung der Variablen des OPC DA-Clients an den WinCC flexible OPC-Server projektiert werden kann, muss die Runtime des WinCC flexible OPC-Servers gestartet sein.
 

Nr.	Vorgehensweise
1	Neues Projekt erstellen Starten Sie WinCC flexible und klicken Sie anschließend im Programmmenü auf "Projekt > Neu" (siehe Bild 06 ( 8 KB ) ). Wählen Sie unter "PC > WinCC flexible Runtime" aus.
2	Verbindung erstellen WinCC flexible 2004: Fügen Sie auf die gleiche Art und Weise wie beim WinCC flexible OPC-Server-Projekt eine Verbindung hinzu. Wählen Sie als Kommunikationstreiber "OPC" und anschießend den OPC-Server, der im "OPCxml - Manager" unter der Kategorie "ProgID" (z.B. "1_OPC.Siemens.XML") angegeben ist, aus. Ab WinCC flexible 2005: Fügen Sie auf die gleiche Art und Weise wie beim WinCC flexible OPC-Server-Projekt eine Verbindung hinzu. Wählen Sie als Kommunikationstreiber "OPC" und anschießend den OPC-Server von WinCC flexible "OPC.Siemens.XML" aus. Geben Sie den Namen des Computers an, auf dem der OPC-Server bzw. das OPC XML-Gateway von WinCC flexible vorhanden ist. Bild 12 - OPC-Server festlegen
3	Variablen festlegen Legen Sie vier Variablen vom Typ "Short" mit der Verbindung "Verbindung_1" an. Hinweis: Der Datentyp, der beim OPC XML DA-Server eingestellt ist, muss identisch dem OPC DA-Client identisch sein. Beim Browsen - siehe Bild 13 - wird der Datentyp des OPC-Servers automatisch übernommern.   Öffnen Sie den OPC-Browser, indem Sie bei jeder Variable auf das entsprechende "Symbolik"-Feld mit der linken Maustaste klicken. Verbinden Sie die jeweilige Variable mit dem entsprechendem Item. Hinweis (ab WinCC flexible 2005): Auf die symbolische Anbindung kann verzichtet werden, wenn Sie als Adresse folgende Syntax eingeben: Beispiel: [Prefix]:Win CC Flexible RT <@>[Variablename]  Erklärung Parameter: [Prefix] Das Präfix (engl. Prefix) gibt an, welchem OPC XML DA-Server die Variable zugeordnet ist. [Variablename] Gerätename bzw. IP-Adresse des OPC XML DA-Servers Bild 13 - Variablen anlegen Hinweis: Bei OPC XML DA-Verbindungen ist Folgendes zu beachten: Projektieren Sie die Zykluszeit der Variablen nicht unter 1 Sekunde. OPC XML-Verbindungen sind für einen Austausch von geringen Datenmengen ausgelegt und somit sollten nur wenige Variablen, ca. 30 pro Bild, angefordert werden. Beim Variablen-Namen und bei Variablen des Typs "String" werden nur gültige ASCII-Werte von 0x20(hex) bis 0x7F(hex) unterstützt.
4	EA- und Textfelder festlegen Fügen Sie fünf Textfelder mit folgender Bezeichnung hinzu: - "OPC DA Client" - "Variablen_1" - "Variablen_2" - "Variablen_3" - "Variablen_4" Fügen Sie vier weitere EA-Felder hinzu und ordnen Sie alle Text- und EA-Felder, wie in Bild 14 dargestellt, an. Binden Sie alle relevanten Variablen an die EA-Felder an. Bild 14 - Bild projektieren
5	WinCC flexible Runtime Starten Sie WinCC flexible Runtime. Bild 15 - WinCC flexible RT (OPC-Client)

5. Download der WinCC flexible Beispielprojekte
Der Download der Anlage 1 enthält das oben beschriebenen Projekt, in dem WinCC flexible als OPC-Server fungiert.

Anlage 1: WinCC_flexible_OPC_XML_Server.zip ( 1664 KB )

In der Anlage 2 ist das WinCC flexible Projekt enthalten, das als OPC-Client projektiert wurde.

Anlage 2: WinCC_flexible_OPC_XML_Client.zip ( 1659 KB )

Ablauffähigkeit und Testumgebung:
In der folgenden Tabelle sind die Komponenten aufgeführt, mit denen dieser Beitrag erstellt und die beschriebenen Funktionsweisen verifiziert wurden.
 

Komponenten	Produkt- und Versionsbezeichnung
PC-Betriebssystem	Microsoft Windows XP SP2
Standard-Tools	OPC XML-Manager V1.0
Engineering Tool	STEP 7 V5.4 SP1
HMI Software	WinCC flexible 2005 SP1 HF7
Bedien- & Beobachtungssystem	MP 277 10"

Suchbegriffe:
OPC Foundation, Object Linking and Embedding for Process Control