OPC UA 是工業 4.0 下的的領先通信協議之一，是實現工廠設備數字化的必經之路，也是當前為跨平臺、跨廠家情況下獲取 PLC 數據的首選方法。工廠進行智能聯網需要一種通用的平臺級語言，這正是 OPC UA 所提供的功能。
功能一、OPC UA 通信的改進和增強
此次 S7-1200 PLC 固件更新增強了如下的 OPC UA 通信功能：
1.1 支持服務器方法調用
S7-1200 CPU 固件從 V4.5 版本開始，TIA 博途從 V17 版本開始，可以通過指令編程的方式提供 OPC UA 服務器方法（可以持續傳輸數據，無需再進行握手編程?？蛻舳私邮粘晒绦械姆答佉约胺椒ǚ祷刂担?，OPC UA 服務器方法所需指令如圖1示。使用 OPC_UA_ServerMethodPre 查詢服務器方法調用，OPC_UA_ServerMethodPost 響應服務器方法。
圖1. OPC UA 服務器
1.2 支持結構化和數組數據類型
S7-1200 CPU 固件 V4.5 版本開始支持結構化和數組數據類型，服務器接口的配置如圖2所示。
圖2.支持結構化和數組數據類型
在 OPC UA 客戶端中也可以直接訪問結構化和數組數據類型，如圖3所示，在UaExpert 客戶端的 Data Access View 中可以直接查看：
圖3. UaExpert 中直接查看結構化和數組數據類型
1.3 診斷功能
在 CPU 屬性中可以激活 OPC UA 診斷信息，在 CPU 的診斷緩沖區可以看到 OPC UA 相關事件發生時的診斷。在發生錯誤時，可以更快地分析與 OPC UA 相關的信息。如圖4 所示，支持的診斷為：
a.狀態更改診斷
b.其它事件診斷
c.診斷匯總
圖4.OPC UA 診斷
1.4 提升了會話、訂閱、最大節點的數量
會話數由 5 個提升為 10個，訂閱數由 5 個提升為 50 個，最大節點數由 1000 個提升為 2000 個。
功能二、存儲卡中讀/寫和刪除 ASCII 文件功能
S7-1200 V4.5 版本固件支持更加靈活的數據操作，可以通過集成的網頁服務器進行 ASCII 文件的操作。
首先可以使用 “FileReadC” 指令讀取存儲卡內 ASCII 文件的數據，通過輸入文件名和完整路徑可指定讀取的ASCII 文件?！癋ileWriteC” 指令將數據寫入到存儲卡 “UserFiles” 文件夾中的 ASCII 文件?！癋ileDelete” 指令，可以刪除存儲卡上的現有文件。指令調用位置如圖 5 所示。
圖5.文件處理指令
在 Web 服務器的文件瀏覽器中可以查看寫入的 ASCII 文件，如圖 6 所示:
圖6.文件瀏覽器
功能三、查詢 SIMATIC 存儲卡的信息
“GetSMCinfo”指令可檢索當前所插入 SIMATIC 存儲卡的相關信息，Mode=0 時，讀取存儲卡的存儲容量，如圖 7 所示，讀取到的 24MB 存儲卡容量為 24756KB。Mode 為 1 時，讀取已用的存儲卡存儲容量。指令調用位置如圖 8 所示。
圖7. Mode=0，讀取存儲卡的容量
圖8.GetSMCinfo 指令
功能四、增強的 Web API 功能
PLC 內置的網頁服務器可以有效的顯示和進行設備的數據交互。從 V4.5 固件起 S7-1200 CPU 提供了 Web API，作為供用戶讀取和寫入過程數據的接口。具體 API 的使用方法請參見以下文檔：
SIMATIC S7-1500、SIMATIC 驅動控制器、ET 200SP、ET 200pro Web 服務器
https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/59193560/zh。
此外，還支持為 S7-1200 CPU 的 Web 服務器創建證書，如圖 9 所示。
圖9.Web 服務器的證書
功能五、MRP 的管理器功能
MRP（介質冗余協議）是一種獨立于制造商的環網協議，作為 PROFINET的一部分，可以很容易地使用，而且不需要任何額外的成本。
MRP 環網結構具有以下優點：
- 顯著提高了設備的可用性，因為單個設備的故障對通信沒有影響。
- 所需的維修工作可以在沒有任何時間壓力的情況下進行，因為維修過程中工廠不需要停機。
- 在發生網絡故障時，可以進行快速的網絡診斷并加快故障排除。
- 一旦發生故障，由于生產停頓而造成的成本就會降低。
使用 S7-1200 V4.5 和 TIA 博途 V17 時，以下 CPU 支持 MRP 功能，可作為 MRP 管理器和客戶端使用，如圖 10 所示。
- CPU 1215C
- CPU 1217C
- CPU 1215FC
圖10.選擇介質冗余角色
功能六、支持組態的 TCP、ISO-on-TCP 和 UDP 通信
基于以太網的開放式用戶通信（OUC- Open User Communicaton）包括 TCP、ISO-on-TCP 和 UDP 通信協議。OUC 可以便捷的把 PLC 與其他以太網設備進行聯接進行數據交互。
網絡視圖中現在已經支持組態 TCP、ISO-on-TCP 和 UDP 連接，可以在“連接”選項卡查看已組態的連接，如圖 11 所示。在 CPU 啟動時 S7-1200 能夠與伙伴直接建立連接，對于組態的連接，無需運行 TCON 指令及 T_DISCON 指令。
圖11.網絡視圖中組態TCP、ISO-on-TCP 和 UDP連接
可以使用“TCONSettings”指令讀取或指定如何終止 TCP 連接，如圖 12 所示，有兩種終止 TCP 連接的方式。
·TCP-Reset（默認模式）: 固件版本小于 V4.5 的 S7-1200 CPU 中，將始終通過 RST 復位直接終止 TCP 連接。相關資源將立即刪除并啟用。
·TCP-Finish：PLC 通過握手終止連接。
圖12.RST 和 FIN 方式終止 TCP 連接
如果將 TCP-Finish 設為終止連接的方式并隨后調用指令 “TDISCON”，則在指令的DONE=TRUE 后連接為關閉狀態，即連接 ID 再次可用。但是，在模塊的 TCP/IP 協議棧的較低層中，資源會占用一段時間，如果使用 TCP-Finish 刪除多個連接，并且在啟用資源的定時器到期之前使用 “TCONSettings” 或 “TCON” 保留或建立連接，則可能導致出現資源瓶頸。
功能七、改進安全性
7.1 保護機密的 PLC 數據
“保護機密的 PLC 組態數據”功能可通過密碼保護項目中的組態數據，例如，證書，密鑰以及其它需保護的數據，如圖13所示。
圖13.保護 PLC 組態數據
如果組態了機密 PLC 組態數據的保護，請注意以下信息：
a. 如果設備沒有此密碼，則 TIA 博途會在第一次下載時提示用戶輸入保護機密 PLC 組態數據的密碼，如圖 14 所示。
圖14.第一次下載輸入保護機密 PLC 組態數據的密碼
b. 如果設備已存在該保護密碼，STEP 7 項目和設備中的密碼必須匹配。如果密碼不匹配，則無法將項目下載到 CPU，如圖 15 所示?？梢栽谠诰€與診斷中設置或刪除設備的密碼，如圖16所示。
圖15.在線 PLC 和項目中密碼不一致
圖16.在線和診斷中刪除或設置密碼
7.2 PG/PC 和 HMI 的通信模式
S7?1200 CPU V4.5 可實現 PLC與 TIA 博途、SIMATIC Automation Tool 和 HMI 之間的安全通信。此實現基于標準 TLS 1.3 (Transport Layer Security) 協議并支持用戶創建證書，如圖 17 所示。如果需要與不支持安全通信的設備進行通信，需取消選擇 “僅支持安全 PG/PC 和 HMI 通信” 。
圖17. PG/PC 和 HMI 的通信模式
TIA 博途 V17 下的 S7-1200 V4.5 固件默認采用最高級別的安全通信，但在調試期間，可通過從 “在線” 菜單中選擇 “僅使用傳統的 PG/PC 通信” ，使用傳統 PG/PC 通信，如圖 18 所示。
圖18.僅使用傳統的PG/PC通信
7.3 增強的加密功能
S7-1200 CPU V4.5 改進了訪問級別密碼的存儲格式。將 S7-1200 CPU 升級為 V4.5 時，“更新密碼加密” 按鈕可升級現有訪問級別密碼的存儲格式，如圖 19 所示。
圖19.更新密碼加密
功能八、通信連接資源和保持性存儲器的增加
自 TIA 博途 V17 起，V4.5 CPU 由 6 個動態通信資源變為 34 個動態通信資源，如圖 20 所示，但不同連接類型有最大數量的限值，如圖 21 所示，需注意的是由于動態連接是共享資源，因此無法同時實現所有連接的最大數量。
圖20.動態資源個數
圖21.不同連接資源的最大值
S7-1200 保持性存儲器是非易失性的工作存儲器。保持性存儲器的大小取決于所使用 CPU 的工作存儲器的大小。此次更新擴展了保持性存儲區：由 10 KB 增加到14 KB 。
