OPC-UA в Eclipse 4diac
Основано на официальной документации Eclipse 4diac, лицензия EPL-2.0.
OPC-UA (Unified Architecture) — промышленный стандарт коммуникации для безопасного, платформонезависимого обмена данными.
Компиляция FORTE с OPC-UA
Linux (Ubuntu/Debian)
# 1. Зависимости
sudo apt update && sudo apt install -y cmake g++ git python3
# 2. Сборка open62541 (OPC-UA библиотека)
git clone https://github.com/open62541/open62541.git
cd open62541
git checkout v1.3.8 # или актуальная стабильная версия
mkdir build && cd build
cmake .. \
-DUA_NAMESPACE_ZERO=FULL \
-DUA_ENABLE_ENCRYPTION=MBEDTLS \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local
make -j$(nproc)
sudo make install
sudo ldconfig
# 3. Сборка FORTE с OPC-UA
cd /path/to/4diac-forte
mkdir build && cd build
cmake .. \
-DFORTE_ARCHITECTURE=Posix \
-DFORTE_COM_OPC_UA=ON \
-DFORTE_COM_OPC_UA_MASTER_BRANCH=ON \
-DFORTE_COM_OPC_UA_MULTICAST=ON
make -j$(nproc)
Windows
# 1. Установите CMake, Visual Studio 2019+, Git
# 2. Сборка open62541
git clone https://github.com/open62541/open62541.git
cd open62541
mkdir build; cd build
cmake .. -DUA_NAMESPACE_ZERO=FULL -G "Visual Studio 16 2019"
cmake --build . --config Release
cmake --install . --prefix C:/open62541
# 3. Сборка FORTE
cd /path/to/4diac-forte
mkdir build; cd build
cmake .. ^
-DFORTE_ARCHITECTURE=Win32 ^
-DFORTE_COM_OPC_UA=ON ^
-Dopen62541_DIR=C:/open62541/lib/cmake/open62541
cmake --build . --config Release
На Ларус-100 OPC UA уже скомпилирован в поставляемый FORTE. Сборка не требуется.
Синтаксис параметра PARAMS (ID)
Общий формат:
opc_ua[ACTION;ENDPOINT#PAIR1;PAIR2;...;PAIRn]
| Элемент | Описание | Пример |
|---|---|---|
| ACTION | Режим работы FB | READ, WRITE, CREATE, DELETE, SUBSCRIBE |
| ENDPOINT | Адрес OPC UA сервера | opc.tcp://192.168.1.10:4840 |
# | Разделитель (пусто = локальный сервер) | # |
| PAIR | Идентификатор узла | ;ns=2;s=Temperature |
SUBSCRIBE / PUBLISH — реалтайм подписки
SUBSCRIBE FB (получение данных при изменении)
SUBSCRIBE_1.ID = "opc_ua[SUBSCRIBE;opc.tcp://server:4840#;ns=2;s=Temperature]"
FB получает событие IND каждый раз, когда значение на сервере изменяется. Не требует периодического опроса — данные поступают по push от сервера.
PUBLISH FB (публикация переменной на локальном сервере)
PUBLISH_1.ID = "opc_ua[#;ns=2;s=MyOutput]"
Создаёт OPC UA переменную на встроенном сервере FORTE. Внешние клиенты могут читать/подписываться.
CLIENT FB — чтение и запись переменных
Чтение (READ)
CLIENT_1_0.ID = "opc_ua[READ;opc.tcp://192.168.1.10:4840#;ns=2;s=Temperature]"
При получении события REQ читает текущее значение переменной, возвращает через RD_1 и событие CNF.
Запись (WRITE)
CLIENT_0_1.ID = "opc_ua[WRITE;opc.tcp://192.168.1.10:4840#;ns=2;s=Setpoint]"
При REQ записывает значение из SD_1 в указанную переменную на сервере.
Чтение нескольких переменных
CLIENT_3_0.ID = "opc_ua[READ;opc.tcp://server:4840#;ns=2;s=Temp;ns=2;s=Press;ns=2;s=Flow]"
Читает 3 переменные за один запрос (RD_1, RD_2, RD_3).
SERVER FB — вызываемые методы
SERVER_1_1.ID = "opc_ua[#;ns=2;s=SetParameters]"
Создаёт OPC UA метод на встроенном сервере. Внешний клиент вызывает метод → FORTE получает событие IND с входными данными, обрабатывает и возвращает резу льтат через RSP.
OPC-UA сервер (публикация данных)
FORTE может выступать как OPC-UA сервер, экспортируя данные FB как OPC-UA узлы:
ID = "opc_ua[#;ns=2;s=MyTag]" # Без адреса = локальный OPC-UA сервер
По умолчанию FORTE OPC UA сервер доступен на порту 4840.
Подключение к промышленным OPC-UA серверам
| Продукт | Адрес по умолчанию | Namespace |
|---|---|---|
| Siemens S7-1200/1500 | opc.tcp://plc_ip:4840 | ns=3 (для пользовательских переменных) |
| Schneider M241/251 | opc.tcp://plc_ip:4840 | ns=4 |
| ОВЕН ПЛК2хх | opc.tcp://plc_ip:4840 | ns=2 |
| CODESYS Runtime | opc.tcp://device_ip:4840 | ns=4 |
| Ларус-100 (FORTE) | opc.tcp://larus_ip:4840 | ns=2 |
Определение узлов (Node Browsing)
Для определения идентификаторов узлов используйте OPC UA клиент:
# UaExpert (GUI) — скачайте с unified-automation.com
# или Python:
pip install opcua
python3 -c "
from opcua import Client
c = Client('opc.tcp://192.168.1.10:4840')
c.connect()
root = c.get_root_node()
for node in root.get_children():
print(node.get_browse_name())
c.disconnect()
"
Безопасность OPC-UA
Security Modes
| Режим | Описание | Применение |
|---|---|---|
| None | Без шифрования | Тестирование, изолированная сеть |
| Sign | Подпись (целостность) | Внутренняя сеть |
| SignAndEncrypt | Подпись + шифрование | Продакшн, межсетевое взаимодействие |
Security Policies
| Policy | Алгоритмы | Статус |
|---|---|---|
| Basic128Rsa15 | RSA-1024, AES-128 | Устаревшая |
| Basic256 | RSA-2048, AES-256 | Устаревшая |
| Basic256Sha256 | RSA-2048, AES-256, SHA-256 | Рекомендуемая |
| Aes128_Sha256_RsaOaep | AES-128, SHA-256, RSA-OAEP | Новая |
Настройка TLS и сертификатов
Для сборки с поддержкой шифрования нужен mbedTLS:
# Установка mbedtls
sudo apt install -y libmbedtls-dev
# Сборка open62541 с шифрованием
cmake .. -DUA_ENABLE_ENCRYPTION=MBEDTLS
# Генерация сертификатов
openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout forte_key.pem \
-out forte_cert.pem -days 365 -nodes \
-subj "/CN=FORTE/O=Liman-Tech"
Параметры безопасного подключения
opc_ua[opc.tcp://server:4840?SecurityMode=SignAndEncrypt&SecurityPolicy=Basic256Sha256#;ns=2;s=Tag]
Аутентификация по логину/паролю
opc_ua[opc.tcp://user:password@server:4840#;ns=2;s=Tag]
Типовые сценарии
Ларус-100 → OPC UA → SCADA
Ларус-100 (FORTE) SCADA
PUBLISH_1 ─── opc_ua[#;ns=2;s=T1] ──► OPC UA Client (чтение)
PUBLISH_1 ─── opc_ua[#;ns=2;s=P1] ──► OPC UA Client (чтение)
SERVER_1_1 ── opc_ua[#;ns=2;s=SP] ──► OPC UA Client (запись уставки)
Ларус-100 ← OPC UA ← Siemens S7
CLIENT_1_0.ID = "opc_ua[READ;opc.tcp://s7-1500:4840#;ns=3;s=\"DB1\".\"Temperature\"]"
E_CYCLE (DT=T#1s) → CLIENT_1_0.REQ → обработка данных
Следующие шаги
- Ларус: подключение и конфигурация — Modbus-интеграция
- Протокол MQTT — альтернатива OPC UA для IIoT