使用Modbus模擬膠印機(jī)

描述

介紹

該項(xiàng)目展示了一個(gè) HMI 應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序模擬使用 Modbus TCP/IP 服務(wù)器運(yùn)行的膠印機(jī)的操作。這是用于演示 Modbus 功能的膠印機(jī)的簡化模擬。請注意，我們編寫此模擬器并不是因?yàn)槲覀兪怯∷⑿袠I(yè)的專家，而是因?yàn)槲覀冃枰哂刑囟üδ芗谋銛y式模擬器。

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

軟件設(shè)置

該應(yīng)用程序分兩部分開發(fā)。第一部分由負(fù)責(zé)托管機(jī)器邏輯的庫組成。它包含機(jī)器和組件。機(jī)器是組件的宿主，它們之間可以交換消息。機(jī)器可以通知組件其狀態(tài)（啟動/停止），如果組件為空，則組件可以通知機(jī)器，在這種情況下機(jī)器需要停止工作。傳送帶是最重要的組件，因?yàn)樗?fù)責(zé)定期對所有其他組件執(zhí)行 ping 操作。原因之一是改變他們的計(jì)數(shù)。

第二部分是QT應(yīng)用程序。它包含作為依賴項(xiàng)的庫。它使用模擬器的鉤子和 QT 中的 Signal/Slot 機(jī)制來提供來自模擬器的值并與之交互。同樣，Modbus 服務(wù)器允許交互和監(jiān)控模擬器值。

應(yīng)用程序的部署是一個(gè)循序漸進(jìn)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(xiàng)
• 構(gòu)建應(yīng)用程序
• 進(jìn)行額外的硬件設(shè)置

我們從最簡單的步驟開始——通過執(zhí)行以下操作克隆應(yīng)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(xiàng)。下面列出了依賴項(xiàng)：

• 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(zhí)行此操作 - 通過執(zhí)行包含的 shell 腳本。如果您有權(quán)訪問 apt 和 snap 商店，則此功能可用。請執(zhí)行下列操作：

. dependencies.sh

如果沒有，請?jiān)谀陌l(fā)行版各自的包提供商上安裝依賴項(xiàng)。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(xiàng)后，您終于可以構(gòu)建應(yīng)用程序了。為了簡化這個(gè)過程，我們創(chuàng)建了一個(gè) shell 腳本來為您構(gòu)建應(yīng)用程序。執(zhí)行以下命令：

. build.sh

運(yùn)行構(gòu)建腳本后，您應(yīng)該有一個(gè)可執(zhí)行文件準(zhǔn)備好執(zhí)行，并移動到文件夾 /out。要運(yùn)行該應(yīng)用程序，請鍵入下一個(gè)命令：

./modbus-application

就是這樣！該應(yīng)用程序正在全面運(yùn)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(shè)置按鈕指向設(shè)置屏幕。

開始演示按鈕顯示應(yīng)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(jī)器所處的狀態(tài)以及所有控件。它們?nèi)缦滤校?/font>

• 引起模擬問題：卡紙和急停
• 重新填充組件
• 改變機(jī)器的速度

您還可以通過按“重置為配置”按鈕從設(shè)置屏幕將機(jī)器重置為默認(rèn)狀態(tài)。

硬件設(shè)置

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

剩下要做的是對運(yùn)行應(yīng)用程序的硬件進(jìn)行一些小的配置。完成設(shè)置需要幾個(gè)步驟。這些包括：

• 創(chuàng)建 xdg/autostart 桌面條目
• 設(shè)置靜態(tài)IP地址

要添加桌面自動啟動條目，請將桌面文件從項(xiàng)目的附件復(fù)制到/etc/xdg/autostart/文件夾。這將在您下次重新啟動計(jì)算機(jī)時(shí)顯示效果。

然后繼續(xù)設(shè)置靜態(tài)IP地址。這是通過幾個(gè)步驟完成的。

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轉(zhuǎn)到“有線設(shè)置”，然后更改連接接口的設(shè)置。您需要禁用 DHCP 并將其設(shè)置為手動。設(shè)置地址、網(wǎng)絡(luò)掩碼和網(wǎng)關(guān)。如果您需要找到這些設(shè)置，請查看您的路由器設(shè)置。大多數(shù)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(shù)情況下，網(wǎng)絡(luò)掩碼是 255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)是路由器的地址，通常是 192.168.0.1。

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結(jié)論

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設(shè)置完所有內(nèi)容后，您終于擁有了一個(gè)功能齊全的模擬器。它包含膠印機(jī)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(jìn)行了測試。

下一步是將設(shè)備與網(wǎng)關(guān)連接，該網(wǎng)關(guān)能夠使用 Modbus 啟動和輪詢數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云端。在這里查看我們的其他 Hackster 項(xiàng)目是如何實(shí)現(xiàn)的。

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