PHP通过Modbus Tcp实时获取设备数据

前言:

最近接触了一个关于PLC工控的小项目,大概场景是,对方一个茶叶工厂。已经通过各种设备组成了自动化的工控系统。并且也让我的一个朋友做了茶园监控和茶园天气环境等的web页面展示,但是还没有工控设备的数据显示。

需求:

工控设备已经连接到了一台作为上机位的电脑上,所以要获取设备数据。需要在同一局域网上,通过modbus tcp请求对方已经开放的端口。拿到数据储存到数据库,最后web界面只用按时间顺序获取数据库的数据。       

因为访问对方电脑需要他们提供授权,所以这里演示就以modbus的调试工具,以及后面PHP代码请求示例。 

工具:

1.  Modbus Slave: 从机端模拟软件,这里测试可以把他作为服务端,PHP为客户端就是取该机子的数据。
2.   Modbus Poll: 主机仿真器,用于测试和调试Modbus从设备,这里测试也只是把他当做客户端使用。
3.   ModScan32:  主机/从机模拟程序 ,以后介绍。
4.   MThings:  一个国产免费软件, 既可以模拟主机设备 又可以模拟从机设备,以后介绍。

工具操作:

Modbus Slave

1. 创建TCP/IP连接。

(1). 点击connection->connection,弹出参数窗口,可以按下面确认。

(2). 配置函数,点击setup->slave definition,弹出参数窗口,默认OK就可以。

(3). 修改某项数据的值,双击对应的框,弹出后修改OK就可以。

2. 从机参数说明:

(1). ID, 机子的设备标识,是slave definition的slave ID
(2). F, 当前节点的函数码,主机获取代码获取设置数据,需要指定的函数。

3. 查看发送和接收数据明细。

 (1). 点击display,弹出面板。



注意modbus slave每次连接只能维持10分钟可能是没有激活。 

Modbus Poll

1.  通过Tcp获取从机上的数据。

(1).  连接,点击connection->connection, 选择TCP/IP。

(2). 修改为slave机子对应的IP地址和端口,点击保存。

 (3). 连接成功后,查看读写定义,可以按指定slave配置修改。

(4). 连接失败,Mbpoll面板会提示红色字体。面板文字说明如下。Tx = 4表示向主站发送数据帧次数,图中为4次; Error = 0表示通讯错误次数,图中为0次; ID = 1表示模拟的Modbus子设备的设备地址,图中地址为1;F = 03表示所使用的Modbus功能码,图中为03功能码; SR = 1000ms表示扫描周期。红字部分,表示当前的错误状态,“No Connection”表示未连接状态。

(5). 查看读写数据。

PHP代码演示:

modbus类库包下载。

composer require adduc/phpmodbus

编写请求

"03 Read Holding Registers"函数示例代码。

<?php
/**
* author: bqs
* desc: 请求modbus地址
* 公众号: ZERO开发
*/
require_once 'vendor/adduc/phpmodbus/Phpmodbus/ModbusMaster.php';
 // Modbus master UDP
 $modbus = new ModbusMaster("127.0.0.1", "TCP");
 
 // Read multiple registers
 try {
 $recData = $modbus->readMultipleRegisters(1, 0, 5);
 }
 catch (Exception $e) {
 // Print error information if any
 echo $modbus;
 echo $e;
 exit;
 }
 
 var_dump($recData);die;
 
 // Print data in string format
 echo PhpType::bytes2string($recData);
?>

环境要求。

1. PHP的LAMP环境已经搭建完毕

2. 可以不用配置虚拟域名,直接localhost访问modubus_tcp_pro.php文件

3. PHP版本最好是5.5,因为7.0以上运行会对类的构造函数命名报错

4. PHP5.5扩展开启了php_sockets

5. 运行成功后,返回数据,数组的索引需要计算匹配modbus slave的地址名

6. 计算方式:

(索引-1)/24. readMultipleRegisters说明。参数1:unitId, modbus设备ID,参考slave的slave ID参数2:reference, 地址号,在设备内存中,数据的地址引用,参考slave配置的地址参数3:quantity,线圈,要去设备中读取的数据量,参考slave配置的quantity 5. 请求异常的几种情况。

(1). socket_connect() failedslave的连接停止了,需要重新开启。(2). Modbus response error code: 2 (ILLEGAL DATA ADDRESS)

从机设备上数据的内容地址不对,可以根据slave的definition的参数,报错可以查看ModbusMaster类的responseCode方法。请求的quantity数超过slave定义的quantity数量也会报内容地址错误,请求只能小于定义的数量。

7.  关于返回的数组。


如果请求的是5个数据,phpmodbus会返回元素为10的数组。如果是2个,则返回4个元素数组,以此类推。

8. 关于返回数组与slave的数据块地址数据对应的方式。

9. 获取设备上指定数据块的实际的数据。

(1). 枚举某数据块下索引对应的标识。

$devicesDataBlock = [
 "0" => "weather",
 "1" => "water",
 "2" => "voice",
 "3" => "electric",
 "4" => "air"
 ];

(2).  根据返回数组的过滤出有用的索引,并匹配设备数据标识。实际的数据块索引 = (返回数组的索引-1)/2 前提处于2的不能有余数,所以只需要对结果做判断,完整代码如下。

<?php
/**
* author: bqs
* desc: 请求modbus地址
* 公众号: ZERO开发
*/
require_once 'vendor/adduc/phpmodbus/Phpmodbus/ModbusMaster.php';
 // Modbus master UDP
 $modbus = new ModbusMaster("127.0.0.1", "TCP");
 
 // Read multiple registers
 try {
 $recData = $modbus->readMultipleRegisters(1, 0, 5);
 }
 catch (Exception $e) {
 // Print error information if any
 echo $modbus;
 echo $e;
 exit;
 }
 
 // 数据库设备的数据描述
 $devicesDataBlock = [
 "0" => "weather",
 "1" => "water",
 "2" => "voice",
 "3" => "electric",
 "4" => "air"
 ];
 
 $realData = [];
 
 foreach($recData as $key => $value) {
 $indexs = ($key-1)/2;
 if (($key-1)%2 == 0) {
 $realData[$devicesDataBlock[$indexs]] = $value;
 }
 }
 
 var_dump($realData);die;
 
 // Print data in string format
 echo PhpType::bytes2string($recData);
 
 // 00050000000601030000000A
?>

作者:北桥苏原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000043835465

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