使用Modbus模擬膠印機

描述

介紹

該項目展示了一個 HMI 應用程序，該應用程序模擬使用 Modbus TCP/IP 服務器運行的膠印機的操作。這是用于演示 Modbus 功能的膠印機的簡化模擬。請注意，我們編寫此模擬器并不是因為我們是印刷行業的專家，而是因為我們需要具有特定功能集的便攜式模擬器。

該模擬器的開發目的是在 ARM 和 x86 上的 Linux 上運行，使用 C++ 和 QT 框架。它使用libmodbus庫來處理 Modbus 通信。此外，它還設計有用于觸摸屏的 GUI，以及 800x600 分辨率的顯示屏。

軟件設置

該應用程序分兩部分開發。第一部分由負責托管機器邏輯的庫組成。它包含機器和組件。機器是組件的宿主，它們之間可以交換消息。機器可以通知組件其狀態（啟動/停止），如果組件為空，則組件可以通知機器，在這種情況下機器需要停止工作。傳送帶是最重要的組件，因為它負責定期對所有其他組件執行 ping 操作。原因之一是改變他們的計數。

第二部分是QT應用程序。它包含作為依賴項的庫。它使用模擬器的鉤子和 QT 中的 Signal/Slot 機制來提供來自模擬器的值并與之交互。同樣，Modbus 服務器允許交互和監控模擬器值。

應用程序的部署是一個循序漸進的過程，我們將逐步完成。該過程包括：

• 克隆源代碼
• 安裝所有依賴項
• 構建應用程序
• 進行額外的硬件設置

我們從最簡單的步驟開始——通過執行以下操作克隆應用程序的源代碼：

git clone https://github.com/Wolkabout/offset-printing-machine-simulator-application.git --recurse-submodules

完成后，我們需要安裝所有依賴項。下面列出了依賴項：

• gcc、制作和制作 (>= 3.14)
• libpthread-stubs0-dev (pthread), libmodbus-dev (libmodbus)
• libqt4-dev, libqt4-dev-bin

您可以以更快的方式執行此操作 - 通過執行包含的 shell 腳本。如果您有權訪問 apt 和 snap 商店，則此功能可用。請執行下列操作：

. dependencies.sh

如果沒有，請在您的發行版各自的包提供商上安裝依賴項。或者，對于 cmake (>= 3.14) 和 Raspberry Pi，在您的硬件上編譯它。

安裝完所有依賴項后，您終于可以構建應用程序了。為了簡化這個過程，我們創建了一個 shell 腳本來為您構建應用程序。執行以下命令：

. build.sh

運行構建腳本后，您應該有一個可執行文件準備好執行，并移動到文件夾 /out。要運行該應用程序，請鍵入下一個命令：

./modbus-application

就是這樣！該應用程序正在全面運行！您將登陸如下所示的主屏幕：

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您可以在底部看到控件，那里有后退和主頁按鈕。日志按鈕指向日志屏幕，而設置按鈕指向設置屏幕。

開始演示按鈕顯示應用程序的主要部分，即模擬器。

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在此屏幕上，您可以看到機器所處的狀態以及所有控件。它們如下所列：

• 引起模擬問題：卡紙和急停
• 重新填充組件
• 改變機器的速度

您還可以通過按“重置為配置”按鈕從設置屏幕將機器重置為默認狀態。

硬件設置

我們的硬件設置設置為Compulab Fitlet2 IoT PC和IEI DM-F08A 工業顯示器。Ubuntu 19.04 Desktop 安裝在驅動器上。此特定組合需要安裝Penmount Touchscreen 驅動程序。

剩下要做的是對運行應用程序的硬件進行一些小的配置。完成設置需要幾個步驟。這些包括：

• 創建 xdg/autostart 桌面條目
• 設置靜態IP地址

要添加桌面自動啟動條目，請將桌面文件從項目的附件復制到/etc/xdg/autostart/文件夾。這將在您下次重新啟動計算機時顯示效果。

然后繼續設置靜態IP地址。這是通過幾個步驟完成的。

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轉到“有線設置”，然后更改連接接口的設置。您需要禁用 DHCP 并將其設置為手動。設置地址、網絡掩碼和網關。如果您需要找到這些設置，請查看您的路由器設置。大多數情況下，IP 地址為 192.168.0.x。所以，一般來說，您會想要使用 192.168.0.1 和 192.168.0.255 之間的任何空閑地址。請注意，在大多數情況下，網絡掩碼是 255.255.255.0，網關是路由器的地址，通常是 192.168.0.1。

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結論

設置完所有內容后，您終于擁有了一個功能齊全的模擬器。它包含膠印機的工作邏輯，您可以通過 GUI 通過 Modbus 訪問它。我們使用 Modpoll 測試了 Modbus，并針對此處鏈接的特定寄存器進行了測試。

下一步是將設備與網關連接，該網關能夠使用 Modbus 啟動和輪詢數據并將其發送到云端。在這里查看我們的其他 Hackster 項目是如何實現的。

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