簡介隨著工業(yè)互聯網和產業(yè)數字化的加速推進,工業(yè)企業(yè)的IT(Information Technology)系統(tǒng)與OT(Operation Technology)系統(tǒng)也在加速融合。但OT/IT系統(tǒng)中的設備使用了各種不同的通訊協(xié)議,如何將它們互聯起來,讓所有的信息能夠實現共享,是當前工業(yè)互聯網的一大難點。如圖1,在實際項目中可能會存在這么一種場景,需要采集支持各種標準或非標準協(xié)議的工業(yè)設備的數據并將其發(fā)送到支持OPC UA/OPC DA協(xié)議的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition數據采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)中。但由于SCADA系統(tǒng)支持的是OPC UA/OPC DA協(xié)議,這些設備不能直接接入到系統(tǒng),這個時候就需要一個"轉換器"。
圖1若需要采集數據的設備僅支持Modbus協(xié)議,此時就需要一個Modbus轉OPC UA /OPC DA的"轉換器",如下圖2,本文以實現Modbus轉OPC UA /OPC DA協(xié)議"轉換器"為目標,展開講解,介紹如何通過EsDA家族中的AWFlow Designer和EPC6450-AWI開發(fā)板套件,進行圖形化低代碼應用開發(fā),快速完成一個"轉換器"。
圖21. 本次實驗主要步驟
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在PC機上配置Modbus模擬從設備;
-
業(yè)務開發(fā),使用EsDA家族中的AWFlow Designer,進行圖形化開發(fā)完成"轉換器"業(yè)務;
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在PC機上打開OPC UA Client模擬軟件,讀取OPC UA服務器數據。
"轉換器"的傳統(tǒng)的解決方案是采購一個協(xié)議轉換網關,但與傳統(tǒng)方案相比,使用EsDA家族中的AWFlow Designer(嵌入式應用開發(fā)利器——【EsDA】AWFlow)與配套開發(fā)板方案主要有以下優(yōu)點:
-
靈活性高支持二次開發(fā),傳統(tǒng)網關一般功能比較單一,使用EsDA方案,可以使用AWFlow Designer對硬件進行可視化配置,且可根據實際需求自由更改應用邏輯(且大多數情況無需重新編譯和燒寫固件),可同時做多種協(xié)議的"轉換器",盡可能降低成本,甚至可以做協(xié)議轉換之外的其它業(yè)務;
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二次開發(fā)簡單,使用AWFlow Designer簡單"拖拽、連線"即可完成二次開發(fā);
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可復用性強、模塊化程度高,AWFlow將常用模塊封裝為"節(jié)點",高度模塊化,并支持自定義節(jié)點;
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硬件成本比傳統(tǒng)方案低。
零基礎EsDA入門若是剛開始接觸EsDA,可先閱讀EsDA MPC-ZC1系列文章,從零開始搭建環(huán)境和掌握基本開發(fā)流程,已有基礎的可以跳過:-
EsDA MPC-ZC1 入門(一)—— 軟件安裝
-
EsDA MPC-ZC1 入門(二)—— LED 控制
-
EsDA MPC-ZC1 應用——串口服務器(一)
- EsDA MPC-ZC1 應用——串口服務器(二)
1. 實驗準備工作
1.1 PC機軟件安裝
-
下載并安裝OPC UA Demo Client(OPC UA客戶端模擬工具)
https://pan.baidu.com/s/1wiIv8eKsX7ypvr4nnYyB7w?pwd=pit2 - 下載并安裝ModbusSlave(Modbus從機模擬工具)https://pan.baidu.com/s/1JWDGgQbGPEMpDXcx4oHNwg?pwd=cyr2
1.2 硬件準備工作
如圖3,準備一塊EPC6450-AWI開發(fā)板,并按照下圖所示連接好硬件(另一端接到PC機上)。
圖3
1.3 配置PC機
注意:需要將PC機與開發(fā)板設置為同一網段(例如本實驗選用EPC6450-AWI開發(fā)板的ip為169.254.240.77故需要將PC機的ip改為169.254.240.xx),否則實驗可能會失敗,本文的PC機ip更改為169.254.240.136。1.3.1 配置模擬Modbus從設備1.3.1.1 打開剛才安裝的Modbus Slave軟件,如下圖4。

圖4
1.3.1.2 依次點擊Connection–>Connection Setup,并根據圖5配置從設備參數,并點擊OK保存設置。
圖5
1.3.1.3 按F8彈出Slave Definition界面,并如圖6所示進行配置,點擊OK保存。
圖6
1.3.1.4 雙擊紅框位置,配置Modbus從設備對應寄存器的值,如圖7所示。
圖72. EsDA業(yè)務開發(fā)
本次實驗主要完成的是上圖紅框部分,即EPC6450-AWI作為一個"轉換器",其業(yè)務主要分為兩大部分:
-
從Modbus設備讀取數據;
- 啟動OPC UA服務器,創(chuàng)建變量,并將上一步讀取到的數據的值寫入(讓OPC UA模擬客戶端讀取)。
2.1 應用流圖繪制
2.1.1 依次將畫布拖出modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、opc_ua_server節(jié)點,并依次連線。

2.1.2 雙擊modbus_master_in節(jié)點,對應之前在PC機上Modbus Slave模擬軟件的參數,進行配置。

2.1.3 配置modbus_master_in節(jié)點連接參數與數據讀取方式,并點擊完成。



2.1.4 配置modbus_parse_in節(jié)點,配置Modbus數據解析方式,并點擊完成。

2.1.5 在fscript節(jié)點編寫腳本,配置OPC UA服務器初始參數,并將從Modbus設備讀取到的數據寫入OPC UA服務器。


//腳本如下:
if (state == 0) {
//opcua_server:新建一個文件夾:my_modbus_test
opcua_server_add_folder(1, "my_modbus_test");
//opcua_server:在文件夾zlg_gateway1里新建一個對象com1.m1
opcua_server_add_object(1, "dev1", "my_modbus_test");
//opcua_server:在對象dev1里新建一個變量test_data,類型Uint32,只讀
opcua_server_add_variable(1, "test_data", "UInt32", "dev1");
//標記已經初始化過了
state = state + 1;
msg.payload = "opcua server creat variable";
}
else if (state == 1)
{
var moudbus_read = msg.payload
var data = iformat("%d",moudbus_read)
//將讀取到的數據寫入opcua_server的test_data變量中
opcua_server_variable_write(1, "test_data",data)
}
至此,"轉換器"業(yè)務流圖已經開發(fā)完成。2.1.6 將開發(fā)板與AWFlow Designer建立連接并將應用流圖下載到開發(fā)板。


?
??實驗結果
2. 雙擊打開對話配置菜單,輸入服務器地址,并建立連接。




3. 查看轉換器創(chuàng)建的文件夾與數據,數值為18正是之前所配置的Modbus從設備寄存器中的數值。



4. 修改Modbus模擬從設備的數值為38,片刻后,OPC UA Client模擬軟件上的數值也變?yōu)?8,實驗成功。


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原文標題:【EsDA協(xié)議轉換】Modbus轉OPC UA協(xié)議
文章出處:【微信號:ZLG_zhiyuan,微信公眾號:ZLG致遠電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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