modbus設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)opcua項(xiàng)目案例

1 案例說(shuō)明

1. 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集Modbus設(shè)備數(shù)據(jù)

2. 把采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成opc ua協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給其他系統(tǒng)。

2 VFBOX網(wǎng)關(guān)工作原理 VFBOX網(wǎng)關(guān)是協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，是把一種協(xié)議轉(zhuǎn)換成另外一種協(xié)議。網(wǎng)關(guān)可以采集西門(mén)子，歐姆龍，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698電表，modbus rtu tcp，環(huán)保的HJ212協(xié)議，opc ua和opc da，電力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver數(shù)據(jù)庫(kù)。不同型號(hào)的網(wǎng)關(guān)支持不同的協(xié)議，具體支持的協(xié)議參考網(wǎng)關(guān)側(cè)面標(biāo)簽上的型號(hào)。依托500多種型號(hào)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)多種不同協(xié)議之間的互聯(lián)互通。 網(wǎng)關(guān)連接在不同協(xié)議的設(shè)備之間，就像一個(gè)“翻譯”，把一種設(shè)備支持的協(xié)議，轉(zhuǎn)換成另一種設(shè)備支持的協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。工作架構(gòu)如下：

3 準(zhǔn)備工作

1. VFBOX網(wǎng)關(guān)。支持采集modbus設(shè)備數(shù)據(jù)，opc ua協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。

2. 電腦。IP設(shè)置成192.168.1.198，和網(wǎng)關(guān)在同一個(gè)網(wǎng)段。

3. 網(wǎng)線、12V電源。

4. Modbus從站設(shè)備。本文用一個(gè)溫濕度傳感器進(jìn)行測(cè)試。

4 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集modbus從站數(shù)據(jù)

1. 硬件連接。首先確認(rèn)設(shè)備的接口是RS232還是RS485接口。并按如下的方式進(jìn)行連接。 接口類型 設(shè)備 網(wǎng)關(guān) RS232接口 RX COM1-TX TX COM1-RX GND COM1-GND RS485接口 A COM1-A B COM1-B

2. 在電腦上打開(kāi)VFBOX Studio配置軟件。新建工程，選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備類型。設(shè)備類型查看設(shè)備背面的標(biāo)簽?？蛇x的型號(hào)有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.

3. 點(diǎn)擊 新建設(shè)備，選擇modbus RTU驅(qū)動(dòng)。

4. 輸入設(shè)備名稱，自己定義設(shè)備名稱。

5. 輸入和設(shè)備相同的串口參數(shù)。比如，設(shè)備的波特率是9600，則下面的對(duì)話框也選擇9600.

6. 增加要采集的數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型和寄存器地址。

7. 填寫(xiě)說(shuō)明。在添加“地址”的時(shí)候需要對(duì)modbus的通信指令有一些了解，這里面有一些默認(rèn)的規(guī)則?？上炔榭丛O(shè)備的說(shuō)明書(shū)，找到要讀取的地址。然后通過(guò)對(duì)比下表進(jìn)行設(shè)置。 數(shù)據(jù)區(qū) 功能說(shuō)明 0X Digital Coils 數(shù)據(jù)類型：Boolean 讀寫(xiě)：可讀寫(xiě) 寄存器地址：00001-09999（10進(jìn)制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進(jìn)制） 對(duì)應(yīng)的功能碼：01H 05H 0FH 1X digital Inputs 數(shù)據(jù)類型：Boolean 讀寫(xiě)：只讀 寄存器地址：10001-19999（10進(jìn)制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進(jìn)制） 對(duì)應(yīng)的功能碼：02H 3X Analog Inputs 數(shù)據(jù)類型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫(xiě)：只讀 寄存器地址：30001-39999（10進(jìn)制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進(jìn)制） 對(duì)應(yīng)的功能碼：04H 4X Holding Registers 數(shù)據(jù)類型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫(xiě)：可讀寫(xiě) 地址范圍：40001-49999（10進(jìn)制），0000H-270FH（16進(jìn)制） 對(duì)應(yīng)的功能碼：03H 06H 10H 其他說(shuō)明：

8. 地址可填寫(xiě)5位或者6位的地址長(zhǎng)度。

9. 如果設(shè)備的地址是從0開(kāi)始，則設(shè)置網(wǎng)關(guān)時(shí)地址加1。

10. 地址是10進(jìn)制。

舉例1：假設(shè)要讀取的地址是40015，數(shù)據(jù)類型是float，地址從0開(kāi)始，則查看上表，40015對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”，且數(shù)據(jù)類型是float，則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers（2 Registers）”，設(shè)備地址從0開(kāi)始，則在網(wǎng)關(guān)里配置為40016，配置如下：

舉例2：假設(shè)讀取數(shù)據(jù)的功能碼是03，地址是0x39，地址從1開(kāi)始，數(shù)據(jù)類型是double。查看上表可知，03功能碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”，數(shù)據(jù)類型是double，則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers（4 Registers）”，地址是0x39，轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制是57，則設(shè)置如下：

8. 設(shè)置完成后，點(diǎn)擊菜單“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)里。

9. 點(diǎn)擊菜單“查看數(shù)據(jù)”，查看網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)。

10. 如果顯示的數(shù)據(jù)和實(shí)際不匹配，可能是字節(jié)順序要調(diào)整。在下面的窗口中可以修改波特率，掃描間隔，通訊超時(shí)，字節(jié)順序等參數(shù)。

11. 數(shù)據(jù)類型 網(wǎng)關(guān)支持多種數(shù)據(jù)類型，用戶在添加的時(shí)候可以根據(jù)采集到數(shù)據(jù)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。不同的設(shè)備可能有不同的數(shù)據(jù)類型名稱，可對(duì)應(yīng)選擇。 Boolean 位，布爾變量。變量存儲(chǔ)為 8 位（1 個(gè)字節(jié)）的數(shù)值形式，但只能是True 或是 False。 Char 有符號(hào)數(shù)，有負(fù)數(shù)。占用一個(gè)字節(jié)，8位。 Byte 無(wú)符號(hào)數(shù)，占用一個(gè)字節(jié)，8位。 Short 有符號(hào)短整型。有負(fù)數(shù)。長(zhǎng)度2個(gè)字節(jié)，16位。 Word 無(wú)符號(hào)的短整型，長(zhǎng)度2個(gè)字節(jié)，16位。 Long 有符號(hào)長(zhǎng)整型，有負(fù)數(shù)。長(zhǎng)度4個(gè)字節(jié)，取值范圍為：-2^31 ~ (2^31 -1)。 DWord 無(wú)符號(hào)的長(zhǎng)整型，且占4個(gè)字節(jié)，32位。 Float 單精度浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度 4 個(gè)字節(jié)，包括一個(gè)符號(hào)位、一個(gè) 8 位 二進(jìn)制指數(shù)和一個(gè) 23 位尾數(shù)。浮點(diǎn)型轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)候請(qǐng)注意字節(jié)順序問(wèn)題。在不同的設(shè)備中字節(jié)順序不同，有4種不同的字節(jié)順序：1234、4321、3412、2143。網(wǎng)關(guān)在轉(zhuǎn)發(fā)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的時(shí)候，不對(duì)字節(jié)順序進(jìn)行調(diào)整，所以在轉(zhuǎn)換的時(shí)候請(qǐng)參考被采集設(shè)備的浮點(diǎn)數(shù)順序。 LLong LLong是長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)的有符號(hào)整數(shù)。有負(fù)數(shù)。 Qword Qword是長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)整數(shù)。 Double 雙精度浮點(diǎn)(double)型，占8 個(gè)字節(jié)（64位）內(nèi)存空間。

5 啟動(dòng)opc ua協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)

1. 在左側(cè)服務(wù)中選擇“OPC UA”，Enable設(shè)置成Yes。

2. 添加轉(zhuǎn)發(fā)的采集標(biāo)簽，并把工程下載工程到網(wǎng)關(guān)。

3. 在電腦上就可以用OPC UA client軟件從網(wǎng)關(guān)中讀取數(shù)據(jù)了。

6 案例總結(jié) 使用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)可以很方便的實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。大量節(jié)省了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的時(shí)間成本，人力成本。VFBOX網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品都是工業(yè)級(jí)品質(zhì)，符合工業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景。只需要簡(jiǎn)單的參數(shù)配置，可以很快完成設(shè)備和系統(tǒng)之間的連接。方案優(yōu)點(diǎn)：

1. 不需要修改設(shè)備里的程序。

2. 不影響設(shè)備原有的工作方式和功能。

3. 只需要簡(jiǎn)單的配置就可以實(shí)現(xiàn)功能需求。

4. 設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

5. 網(wǎng)關(guān)運(yùn)行架構(gòu)如下