闵行区网站,wordpress如何邀请人看,百度北京总部电话,c 网站开发视频记录一下常见的工业协议数据读取方法 目录 前言Modbus协议说明Netty 读取测试使用plc4x 读取测试结束语 前言
Modbus 是一种通讯协议#xff0c;用于在工业控制系统中进行数据通信和控制。Modbus 协议主要分为两种常用的变体#xff1a;Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP Modbus … 记录一下常见的工业协议数据读取方法 目录 前言Modbus协议说明Netty 读取测试使用plc4x 读取测试结束语 前言
Modbus 是一种通讯协议用于在工业控制系统中进行数据通信和控制。Modbus 协议主要分为两种常用的变体Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP Modbus RTUModbus RTU 是一种基于串行通信的协议。 Modbus TCP/IPModbus TCP/IP 是一种基于 TCP/IP 网络的协议。 本次使用TCP协议一般常见使用这种协议。
Modbus 协议一般工业设备例如光电信号各类传感器和执行器等。 一些电力设备如变压器、开关设备、仪表等
Modbus协议说明
如果要使用netty读取modbus协议数据必须了解一下协议报文格式。
参考: https://neugates.io/docs/zh/latest/appendix/protocol/modbus_tcp.html
如果设备数量 30个可以尝试使用 Neuro 产品读取里面包含配置监控SDK等。
ModbusMBAP(报文头)PDU帧结构
Netty 读取测试
假设有一个光电IO模块对接了8个激光设备激光扫描到障碍物为1 没有扫到位0先通过厂家自带的web端管理界面查看目前的实际信号情况
这边测试的Netty代码如下 package org.example.modbus;import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;public class ModbusClient {private final String host;private final int port;public ModbusClient(String host, int port) {this.host host;this.port port;}public void start() throws InterruptedException {EventLoopGroup group new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap b new Bootstrap();b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true).handler(new ChannelInitializerChannel() {Overrideprotected void initChannel(Channel ch) {ch.pipeline().addLast(new ModbusClientHandler());}});ChannelFuture f b.connect(host, port).sync();f.channel().closeFuture().sync();} finally {group.shutdownGracefully();}}private static class ModbusClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {// writeShort 一次写2个字节 writeByte 一次写1个字节ByteBuf buffer Unpooled.buffer();// 构造 M B A P Header(报文头)// 事务标识符 占用2个字节// 可以解释为报文的序列号例如测试使用的 Modbus Poll 客户端一直发送数据// 所以每发送一次数据标识符就加一。服务器接收时会把这个数据原封返回。buffer.writeShort(1);// 协议类型 占用2个字节 十六进制格式00 00 表示Modbus TCP 协议buffer.writeShort(0);// 长度 占用2个字节 6 表示报文长度(后面有6个字节)包括 M B A P Header 和 PDU// 表示从单元标识符开始后面数据的长度。如00 06 表示后面有 0X06 个字节长度的数据。buffer.writeShort(6);// 单元标识符 占用1个字节 17 表示设备存储单元编号buffer.writeByte(17);// 构造 PDU PDU功能码数据// 功能码 占用1个字节 02 表示读离散量输入buffer.writeByte(2);// 开始读的数据的地址。从 00 32 开始读数据。buffer.writeShort(32);// 读取的寄存器数量。从开始位置读 00 08 个寄存器数据。buffer.writeShort(8);ctx.writeAndFlush(buffer);}Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {ByteBuf buffer (ByteBuf) msg;byte[] response new byte[buffer.readableBytes()];buffer.readBytes(response);System.out.println(Response: bytesToHex(response));}Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {cause.printStackTrace();ctx.close();}}private static String bytesToHex(byte[] bytes) {// 这个 bytesToHex 方法用于将一个 byte 数组转换为十六进制格式的字符串。// 每个字节被转换为两个十六进制字符并用空格分隔// 最终返回一个表示十六进制表示形式的字符串StringBuilder sb new StringBuilder();for (byte b : bytes) {sb.append(String.format(%02X , b));}return sb.toString();}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {String host 192.168.50.41;int port 28899;new ModbusClient(host, port).start();}
}
光电IO设备模块IP地址为 192.168.50.41 端口使用 28899上面代码是使用netty 向IO模块发送读取 8个光电的离散量信号报文地址从32开始然后获得modbus协议的结果报文最终获得的结果报文解析成十六进制的字符串形式如下
Response: 00 01 00 00 00 04 11 02 01 CD 还是建议参考上面推荐的文档这里截取主要信息 根据上面的样例说明我们其实想要得到的结果是最后2位16进制数据 DD占据1个字节因为我们读取的是离散值类似true或fase 一般是1或者0因此我们将 CD转换为二进制数据
1 1 0 1 1 1 0 1
从低位开始从右 至 左 对应厂家web管理界面中的 DI-1 DI-2 … 绿色1 灰色0 可以发现netty读取到的信号和厂家web管理界面显示的数据一致。
使用plc4x 读取测试
apache旗下工业协议适配工具库具体文档查看官网 链接: https://plc4x.apache.org/users/protocols/modbus.html
pom.xml文件引入maven依赖包 propertiesplc4x.version0.12.0/plc4x.version/propertiesdependencygroupIdorg.apache.plc4x/groupIdartifactIdplc4j-api/artifactIdversion${plc4x.version}/version/dependencydependencygroupIdorg.apache.plc4x/groupIdartifactIdplc4j-driver-modbus/artifactIdversion${plc4x.version}/version/dependency
代码如下
package cn.guzt.modbustest;import cn.hutool.core.util.ArrayUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import org.apache.plc4x.java.api.PlcConnection;
import org.apache.plc4x.java.api.PlcDriverManager;
import org.apache.plc4x.java.api.messages.PlcReadRequest;
import org.apache.plc4x.java.api.messages.PlcReadResponse;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;/*** apache PLX modbus测试用例** author guzt*/
public class ModbusExample {protected static final Logger logger LoggerFactory.getLogger(ModbusExample.class);public static void main(String[] args) {String ip 192.168.50.41;String port 28899;// 单元标识符相当于设备的地址String unitIdentifier 17;String timeout 5000;String urlFormat modbus-tcp:tcp://{}:{}?unit-identifier{}request-timeout{};// try里面会自动关闭连接try (PlcConnection plcConnection PlcDriverManager.getDefault().getConnectionManager().getConnection(StrUtil.format(urlFormat, ip, port, unitIdentifier, timeout))) {// Check if this connection support reading of data.if (!plcConnection.getMetadata().isReadSupported()) {logger.info(This connection doesnt support reading.);return;}// Check if this connection support writing of data.if (!plcConnection.getMetadata().isWriteSupported()) {logger.info(This connection doesnt support writing.);return;}if (plcConnection.isConnected()) {logger.info(Modbus已经连上..............);}// Create a new read request:// You will need to pass the reference you are asking forPlcReadRequest.Builder builder plcConnection.readRequestBuilder();// 一次性读取几个寄存器里面的内容int count 8;// 这里面的起始地址为实际为 32传递参数时候加1int startAddress 33;for (int i 0; i count; i) {// 功能码 (tagAddress) Modbus 的操作对象有四种线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器。// 1. 线圈相当于开关在 Modbus 中可读可写数据只有 00 和 01。// 2. 离散量输入位开关量在 Modbus 中只读。// 3. 输入寄存器只能从模拟量输入端改变的寄存器在 Modbus 中只读。// 4. 保持寄存器用于输出模拟量信号的寄存器在 Modbus 中可读可写。// 查看参考https://neugates.io/docs/zh/latest/appendix/protocol/modbus_tcp.html// 不同功能码对应不同的地址格式参看 org.apache.plc4x.java.modbus.base.tag.ModbusTagHandlerbuilder.addTagAddress(第 (i 1) 个光电信号, discrete-input: (startAddress i));}// 这种方式一次性读取8个builder.addTagAddress(DI-count8N, discrete-input:33:BOOL[8])PlcReadRequest readRequest builder.build();logger.info(开始读取);// Execute the requestPlcReadResponse response readRequest.execute().get();// Handle the response// 创建了一个写请求尝试将地址1的线圈设置为truefor (String fieldName : response.getTagNames()) {if (response.getObject(fieldName) instanceof Boolean) {logger.info(Boolean[ fieldName ]: response.getBoolean(fieldName));} else if (ArrayUtil.isArray(response.getObject(fieldName))) {logger.info(Array[ fieldName ]: response.getObject(fieldName));} else {logger.info(Object[ fieldName ]: response.getObject(fieldName));}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}执行打印结果如下
...
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第1个光电信号]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第2个光电信号]: false
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第3个光电信号]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第4个光电信号]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第5个光电信号]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第6个光电信号]: false
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第7个光电信号]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - Boolean[第8个光电信号]: true...从第1行至第8行记录值 对应厂家web管理界面中的 DI-1 DI-2 … 绿色true 灰色fase 可以发现plc4x读取到的信号和厂家web管理界面显示的数据一致。
结束语
读取Modbus的开源库有很多这里列举常见的使用库尤其是 Plc4x 这个适配了主流的工业协议值得我们去研究。
使用netty的话对基本功要求比较高如果对modbus工业协议包括TCP/IP协议一知半解估计应该是写不出成功案例。
