一、应用设备
OT端设备:步进电机,MODBUS TCP远程I/O模块,PLC设备
边缘侧设备:宏集工业树莓派;
IT端设备:PC、安卓手机;
IT端软件:宏集HiveMQ MQTT通信平台
二、原理
宏集工业树莓派通过MODBUS协议分别采集步进电机、MODBUS TCP I/O模块、PLC设备数据,并在工业树莓派完成一些简单的数据处理。宏集HiveMQ将PC端配置为MQTT Broker;工业树莓派可通过MQTT协议将数据传输到PC端;在手机端,操作人员可通过自行编写的APP程序订阅PC端的数据主题。
三、实际测试
1.工业树莓派源码
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import threading
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import time
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from doctest import OutputChecker
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from os import P_PID
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from time import sleep
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from threading import Thread
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from tkinter import W
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from myCtrlLib import *
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import sys
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import serial
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import paho.mqtt.client as mqtt
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import json
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def on_connect(client, userdata, flags, rc):
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print(f"Connected with result code {rc}")
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client = mqtt.Client()
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client.on_connect = on_connect
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client.connect("192.168.1.168", 1883, 60)
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#读取PLC数据
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def read_plc_data():
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on_motor()
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i = 0
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j = 0
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while True:
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Weight = readFromName('Weight') #读取PLC重量值数据
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Humidity = readFromName('Humidity') #读取PLC湿度值数据
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Temperature = readFromName('Temperature') #读取PLC温度值数据
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#读取光电开关状态,0表示两个光电开关没有被触发;1表示光电开关1被触发,2表示光电开关2被触发,3表示两个光电开关同时被触发
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Switch = readFromName('Switch_1')
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sleep(1)
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Back_motor()
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sleep(1)
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Advance_motor()
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#根据光电开关状态控制电机
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if Switch == 1:
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i = i+1
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if Weight > 500:
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j = 1
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else :
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j = 0
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#构建JSON数据
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data = {
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'Stepping_motor_speed':300, #电机转速
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'Temperature':Temperature, #温度值
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'Humidity':Humidity, #湿度值
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'Obj_weighth':Weight, #重量值
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}
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json_data = json.dumps(data)
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client.publish('IndustrialProductionLin', payload=json_data, qos=0, retain=True)
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print(i)
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#电机启动
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def on_motor():
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writeToName('Motor',1)
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pass
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#电机正转
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def Advance_motor():
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writeToName('DIR',0)
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pass
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#电机反转
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def Back_motor():
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writeToName('DIR',1)
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pass
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#电机停止
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def stop_motor():
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writeToName('Motor',0)
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pass
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创建并启动线程
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plc_thread = threading.Thread(target=read_plc_data)
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#启动线程
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plc_thread.start()
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主线程等待两个线程结束
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plc_thread.join()
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效果
四、为何选择宏集工业树莓派和宏集HiveMQ方案?
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宏集工业树莓派集成了较多的现场总线协议 ,配合对应的Python库,能通过一些简单配置就能够实现OT端数据的采集,例如该案例使用的MODBUS协议,通过PiCtory配置,就能够编写Python程序,快速实现OT端的数据对接;
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宏集工业树莓派目前最高配置达到了8GB RAM,性能上等同于一台PC,能够完成一些较为复杂的运算和轻量化机器学习模型。
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宏集HiveMQ平台是基于MQTT通信的物联网解决方案,支持快速配置MQTT Broker,支持高负载、高并发、高扩展性。在实际应用中,能够确保数据的快速稳定传输,保证不会出现任何一条数据丢失。除此之外的话,它还支持企业级扩展,例如对接Kafka以及企业级信息安全管理等功能。
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