在當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析變得至關(guān)重要。本文將介紹如何通過(guò)集成Apache?PLC4X與CnosDB，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中的PLC設(shè)備進(jìn)行高效數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，為工程師們提供更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測(cè)工具。

PLC的定義

PLC是可編程邏輯控制器的縮寫(xiě)，是一種用于自動(dòng)化控制的工業(yè)計(jì)算機(jī)。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，用于監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備和工藝。它取了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)，以編程方式執(zhí)行各種控制任務(wù)。

PLC的主要特點(diǎn)和功能

1. 可編程性：?通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)不同的控制邏輯，適應(yīng)不同的工業(yè)過(guò)程。
2. 實(shí)時(shí)性：?實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中的變化。
3. 可靠性：?耐用、穩(wěn)定，并能在惡劣環(huán)境中工作。
4. 通用性：?適用于邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等不同類型的控制任務(wù)。

PLC4X簡(jiǎn)介：

PLC4X（Apache?PLC4X）是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，旨在為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域提供靈活、可擴(kuò)展的工具集，用于與各種可編程邏輯控制器（PLC）通信。它能簡(jiǎn)化與不同品牌和型號(hào)的PLC交互的復(fù)雜性，使開(kāi)發(fā)人員更輕松地集成PLC數(shù)據(jù)到他們的應(yīng)用程序中。

該項(xiàng)目由Apache軟件基金會(huì)支持，使用Java編寫(xiě)，并提供了多種語(yǔ)言的API，包括Java、Python和JavaScript等。PLC4X支持多種通信協(xié)議，如Modbus、OPC?UA、Siemens?S7等，使其能夠與各種PLC設(shè)備進(jìn)行通信。

總體而言，PLC4X旨在為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提供開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)化的接口，以便更容易地集成和管理不同類型的PLC。

CnosDB簡(jiǎn)介：

CnosDB是一款專注于時(shí)序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)。其高性能和靈活的查詢語(yǔ)言使其成為工業(yè)控制系統(tǒng)中理想的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，特別是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析的場(chǎng)景下。

下面是用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)PLC4X集成CnosDB的示例。在示例中，我們將使用PLC4X庫(kù)從虛擬PLC設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，然后寫(xiě)入到CnosDB。

首先配置好寫(xiě)入CnosDB的連接：

// Configure the connection to CnosDB
String cnosDBUrl = "http://127.0.0.1:8902";
String tenant = "cnosdb";
String databaseName = "public";
String username = "root";
String password = "";
String measurement = "plc4x";

String apiUrl = cnosDBUrl + "/api/v1/write?db=" + databaseName + "&tenant=" + tenant + "&pretty=true";
String auth = username + ":" + password;
byte[] encodedAuth = Base64.getEncoder().encode(auth.getBytes());
String authHeaderValue = "Basic " + new String(encodedAuth);


URL url = new URL(apiUrl);
HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
connection.setRequestMethod("POST");
connection.setRequestProperty("Authorization", authHeaderValue);
connection.setDoOutput(true);

然后選擇要讀取的PLC設(shè)備的連接地址，示例中使用PLC4X庫(kù)提供的虛擬地址：

String plcConnectionString = "simulated://127.0.0.1";

從虛擬地址中讀取隨機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)際項(xiàng)目中需要替換成真實(shí)PLC設(shè)備的地址。

使用Read請(qǐng)求從該地址中讀取一個(gè)隨機(jī)整數(shù)，然后寫(xiě)入CnosDB數(shù)據(jù)庫(kù)：

try (PlcConnection plcConnection = PlcDriverManager.getDefault().getConnectionManager().getConnection(plcConnectionString)) {
    String field = "foo";

    PlcReadRequest readRequest =  plcConnection.readRequestBuilder()
            .addTagAddress(field, "RANDOM/foo:INT") // Replace with your PLC address
            .build();

    PlcReadResponse response = readRequest
            .execute()
            .get();

    int fieldValue = response.getInteger(field);

    String line = String.format("%s %s=%di",measurement, field, fieldValue);

    System.out.println(line);
    connection.getOutputStream().write(line.getBytes());

    System.out.println(connection.getResponseMessage());

    connection.disconnect();
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

運(yùn)行示例代碼后，可以查詢CnosDB數(shù)據(jù)庫(kù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)已成功寫(xiě)入。

public ? show tables;
+------------+
| table_name |
+------------+
| plc4x      |
+------------+
Query took 0.089 seconds.
public ? select * from plc4x;
+----------------------------+------+
| time                       | foo  |
+----------------------------+------+
| 2024-01-04T08:27:23.566444 | 3625 |
+----------------------------+------+
Query took 0.024 seconds.
public ?

通過(guò)使用PLC4X與CnosDB的集成，工程師們可以更輕松地建立高效的實(shí)時(shí)工業(yè)控制系統(tǒng)。這種集成不僅使數(shù)據(jù)采集更加簡(jiǎn)便，還為用戶提供了強(qiáng)大的時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)，為工業(yè)自動(dòng)化的下一步發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本文提供的代碼示例和集成步驟旨在幫助社區(qū)成員更容易地使用PLC4X和CnosDB，促進(jìn)開(kāi)源工具在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過(guò)這種集成，我們相信能夠推動(dòng)工業(yè)控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率和數(shù)據(jù)分析能力。

CnosDB簡(jiǎn)介

CnosDB是一款高性能、高易用性的開(kāi)源分布式時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)，現(xiàn)已正式發(fā)布及全部開(kāi)源。

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到了這里，關(guān)于實(shí)時(shí)工業(yè)控制系統(tǒng)的創(chuàng)新整合：PLC4X與CnosDB的高效數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！