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康耐视智能相机（Insight）通过ModbusTCP发送字符串到倍福（BECKHOFF）PLC中

news 来源：原创 2025/6/27 2:22:54

文章目录

  • 1.背景
  • 2.分析
  • 3.实现
    • 3.1.PLC的ModbusTCP_Server
      • 3.1.1.安装TF6250-Modbus-TCP
      • 3.1.2.PLC设置
    • 3.2.智能相机的ModbusTCP_Client
      • 3.2.1.了解ModbusTCP的协议
      • 3.2.2.根据协议写代码
        • 3.2.2.1.纯函数代码
        • 3.2.2.2.脚本代码
      • 3.2.3.非脚本处理时的代码逻辑图
      • 3.2.4.关于代码的问题及解答
  • 4.总结

1.背景

目前有个需求，要求康耐视智能相机（Insight）在每次触发完成作业后，将一串字符串通过ModbusTCP发送至倍福的PLC中。此时PLC作为Modbus的server，智能相机作为Modbus的client，智能相机主动发送数据给PLC（写PLC的Modbus的保持寄存器（Holding Registers））。
目前已经实现了，效果如下：
在这里插入图片描述代码我已经上传到这里了【康耐视智能相机ModbusTCP发送字符串代码 】，不需要下载积分。造福大家。

2.分析

主要有两部分的功能要实现：PLC的ModbusTCP_Server的实现、智能相机的ModbusTCP_Client的实现。
有了server和client，通讯起来就没啥问题了。至于其中涉及的实时性的问题，暂时先不考虑。

3.实现

经过查阅资料，倍福PLC作为ModbusTCP Server的设置过程很简单，而智能相机的设置过程则非常麻烦。下面来详细介绍。

3.1.PLC的ModbusTCP_Server

3.1.1.安装TF6250-Modbus-TCP

根据从这里【TwinCAT 3 Modbus TCP使用方法】查阅得到的资料，只要下载并安装TF6250-Modbus-TCP这个软件包即可。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
TF6250-Modbus-TCP的下载地址为【TF6250 | TwinCAT 3 Modbus TCP】，下载的时候需要先登录倍福的账号，没有的话注册一个即可，就是它要求的密码复杂度比较高，要字母+数字+特殊符号+大小写。
在这里插入图片描述具体安装步骤，可以查看前面提到的那个网站的【TwinCAT 3 Modbus TCP使用方法.docx】
在这里插入图片描述

3.1.2.PLC设置

首先，先激活一下试用
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
然后写程序
在这里插入图片描述

PROGRAM MAIN
VARarr1 AT %MB0:ARRAY[1..2] OF WORD; (*保持寄存器 起始地址为12288 (0x3000)*)arr2 AT %MB10:ARRAY[1..2] OF BYTE; (**)str1 AT %MB0: STRING;byteArr1 AT %MB0:ARRAY[0..9] OF BYTE;byteArr2 AT %MB0:ARRAY[1..10] OF BYTE;
END_VAR

为了方便观察，这里准备了字符串以及byte数组，这样子的话，既可以看到字符串，又可以看到字符串对应的16进制值。
在这里插入图片描述
至此，ModbusTCPServer的设置已经完成了，内存的映射等其他操作，系统已经帮忙处理了。
在这里插入图片描述

这里需要注意的是，modbus寄存器与PLC的地址对应关系。这个关系我们可以通过查阅官方文档【TF6250 | TwinCAT 3 Modbus TCP Default Configuration】得知：
在这里插入图片描述保持寄存器对应的是Output registers
在这里插入图片描述所以我们读写保持寄存器时，地址偏移要设置成12288（0x3000）。前面的文档有说要+1，但是我测试不用加1也行，可能具体得看实际情况吧。
在这里插入图片描述
ok，倍福PLC这边已经设置完成了，这时其实就已经可以用你趁手的Modbus调试工具测试一下与PLC的通讯了。我这边测试的话，貌似slave ID设置成0、1或者其他任意值都可以。
在这里插入图片描述

3.2.智能相机的ModbusTCP_Client

智能相机这边就相当的麻烦了。因为我们用的相机的固件版本比较低，不直接支持Modbus（貌似新的固件版本也只是支持ModbusServer，而非ModbusClient），得靠我们自己通过TCPDevice根据Modbus的协议来手动编码。
在这里插入图片描述行吧，那就自己手动搞呗。

3.2.1.了解ModbusTCP的协议

首先，了解一下ModbusTCP的协议，【Modbus TCP协议说明】、【ModbusTCP数据帧】、【如何看懂Modbus数据帧？】。了解其报文结构是非常重要的，因为只有了解其协议规定，我们才能确定为了达到我们的效果需要发送多长的数据，每个数据又应该是如何取值。
在这里插入图片描述简单地说，我们可以总结modbusTCP的数据帧有以下几个特点

1.与通过串口发送的数据帧相比，不用携带校验码。这个应该是因为底层TCP/IP通讯本身就已经是可靠通讯（自带校验及重发）。挺好，我们不用再用CRC16算法来算效验码了。
2.与通过串口发送的数据帧相比，要在前面增加7个字节的MBAP报文头。
3.报文头中的事务处理标识需要累加。实际上，经过测试，不累加也行。后面的程序我都没有对其累加。

3.2.2.根据协议写代码

ok，我们动手。
经过测试，将字符串转化成需要发送出去的数据这部分，代码有两种实现方式：一种是纯利用智能相机提供的函数进行处理，另外一种是通过js脚本实现。
建议先用纯函数实现，然后再用脚本实现，这样理解起来会更加深刻。

3.2.2.1.纯函数代码

先直接放出程序，再依次解释每个函数的作用。
在这里插入图片描述

左侧文字代码说明
'待发送的字符串EditString(255)字符串控件，可以在运行时输入字符串
'字符串长度Len(J26)获取字符串的长度
'长度是否为奇数Mod(J27,2)判断是否为奇数
'减少最后一个字符的字符串Left(J26, J27-1)原来的字符串移除最后一个字符形成的字符串
'最后一个字符Right(J26,1)原来字符串的最后的那个字符
'偶数长度部分的字符串If(J28,J29,J26)原来字符串的的偶数长度部分的字符串，比如字符串长度为5，那么取前面4个；假如为6，那就全取。
'编码1(偶数部分的字符串)BStringf(0, “%~s”, J31)把字符串编码成Binary结构体
'编码2（2byte的0）BStringf(0, “%h”, 0)长度为2，且两个数据都是0的Binary结构体
'编码3（0，字符）BStringf(0, “%c%s”, 0, J30)长度为2，第1个字节为0，第2个字节为字符串最后一个字符，的Binary结构体
'最终发送的编码(奇数长度时)BStringf(0,“%b%b”,J32,J34)字符长度为奇数时，最终需要发送的Binary数据结构体；偶数部分+0+最后一个字符
'最终发送的编码(偶数长度时)BStringf(0,“%b%b”,J32,J33)字符长度为偶数时，最终需要发送的Binary数据结构体；偶数部分+ 0 + 0
'实际需要发送的编码$If(J28,J35,J36)根据原始字符串的长度是奇数还是偶数，确定发送的Binary数据结构体；
'需要发送的编码长度BLen(J37)实际需要发送的编码的长度
'计算Modbus的数据长度1 + 1 + 2 + 2 + 1 + J381设备ID+1字节功能码+2字节寄存器地址+2字节寄存器数量+1字节寄存器数据长度+寄存器数据本身的长度
'手动触发发送Button(“触发”,-1)按钮，触发发送
'设备TCPDevice(“127.0.0.1”,502,0,4,1000,255)设备，IP：127.0.0.1，端口：502，modbus（二进制）发送
'读写QueryDevice(M29,M30,0,0,0,0,0,M26,0,0x10,0x30,0,0,J38/2,J38,J37)发送数据，且读取接收到的数据。M26是【'计算Modbus的数据长度】；0是slaveID；0x10表示写保持寄存器；0x30 0x00表示PLC的寄存器地址； J38/2表示寄存器的数量，因为我们的数据长度是以字节为单位的，而寄存器是16bit大小的，可以存储2个字节，因此要除以2； J38要写到n个寄存器的数据的大小；,J37，要写到n个寄存器的数据。
3.2.2.2.脚本代码

在这里插入图片描述
部分代码解释和上一小节一样，主要解释一下脚本部分

左侧文字代码说明
''将字符串通过脚本处理得到编码Script($J$47)通过脚本处理字符串。脚本的输入参数为字符串，返回处理完成的Binary结构体

脚本截图
在这里插入图片描述

脚本：

function Script() {
}
module.exports = Script;function stringToUint8ArrayWithSwap(str) {var dataArrLen = str.length;if (str.length % 2 !== 0) {dataArrLen += 1; // 奇数就补一个0}else{dataArrLen += 2; // 偶数就补两个0}var dataArray = new Uint8Array(dataArrLen); // 数据会默认初始化为0for (var i = 0; i < str.length; i++) {dataArray[i] = str.charCodeAt(i); // 将字符拷贝到数组中} // 每两个数据一组，交换组中的元素for (var i = 0; i < dataArrLen; i += 2) {// 交换位置 i 和 i+1 的数字[dataArray[i], dataArray[i + 1]] = [dataArray[i + 1], dataArray[i]];}return dataArray;
}Script.prototype.run = function (arg0) {return stringToUint8ArrayWithSwap(arg0)
}

3.2.3.非脚本处理时的代码逻辑图

在这里插入图片描述

3.2.4.关于代码的问题及解答

1.为啥要根据字符串长度的奇偶来执行不同的处理办法？
因为我们最终执行的modbus功能是写保持寄存器，而保持寄存器的大小为2字节，每次写的话都只能写n个寄存器（n为整数），也就是2n个字节的数据。所以，每次写的数据必须是偶数个数据才能填充完n个寄存器。不允许写半个寄存器。

2.为啥要 BStringf(0, “%~s”, J31) 中要选 %~s这种格式？
因为假如选了%s这种格式的话，数据是按小端发送过去的，但是，PLC那边接收到数据是按大端处理的，这就导致你发了字符串"123456"过去，PLC那边存储且显示出来的是"214365",每两个字节内部互相交换。
在这里插入图片描述

3.既然是大小端的问题，为啥不通过设置 BStringf中的第一个参数来处理？
因为它只对数值型数据，比如double、int等类型起作用，对字符串这种连续、独立、可变长度的类型无效。只能选%~s这种格式来处理。

3.字符长度为奇数时，为啥要将最后一个字符单独拿出来，然后插入一个0，然后再把这个字符补回去。
首先，补0是必须的，因为任何字符串都需要用0来作为结束符，不然无法确定一段字符在何处结束。至于为啥要把这个0补在最后一个字符的前面（插队），还是前面说的大小端的问题。我们发送过去的数据，PLC那边会每两个字节交替存储，比如说问哦我们发了 0x00 0x01两个数据过去，存在PLC寄存器的顺序会自动调整为0x01 0x00，而我们的0x00需要存放在物理地址的高位（也就是后面），因此需要做一个插入操作。

4.总结

通过底层的方式实现数据传输，学是能够学到好多东西，但是就是贼麻烦，且鲁棒性差。不知道为啥Modbus这么通用的功能，康耐视智能相机为啥就是不支持。

参考：
【TwinCAT 3 Modbus TCP使用方法】
【Modbus TCP协议说明】
【ModbusTCP数据帧】
【如何看懂Modbus数据帧？】

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编程日记 2025/6/22 1:27:20

excel使用笔记

1.工作表1计算工作表2某列的和 假设我们有两个工作表&#xff0c;分别命名为“Sheet1”和“Sheet2”&#xff0c;我们想要求和这两个工作表中A1到A**单元格的数据&#xff0c;可以在任意一个工作表的单元格中输入以下公式&#xff1a; SUM(Sheet1!A1:A10, Sheet2!A1:A10) SUM…...

编程日记 2025/6/23 19:18:20

EasyGBS点对点穿透P2P远程访问技术在安防视频监控中的应用

随着信息技术的快速发展&#xff0c;安防视频监控系统在公共安全领域的应用变得越来越广泛。传统的视频监控系统多依赖于中心服务器进行视频流的集中处理和分发&#xff0c;这不仅增加了网络带宽的负担&#xff0c;还可能成为系统性能瓶颈。为了解决这些问题&#xff0c;P2P&am…...

编程日记 2025/6/26 12:38:46

【MySQL中多表查询和函数】

目录 1.多表查询 1.1 外键 1.2 链接查询 2.MySQL函数 内置函数简介 数值函数 字符串函数 时间日期函数 条件判断操作 开窗函数 1.多表查询 本质&#xff1a;把多个表通过主外键关联关系链接&#xff08;join&#xff09;合并成一个大表&#xff0c;在去单表查询操作…...

编程日记 2025/6/25 8:02:16

Polars数据聚合与旋转实战教程

在这篇博文中&#xff0c;我们的目标是解决数据爱好者提出的一个常见问题&#xff1a;如何有效地从Polars DataFrame中创建汇总视图&#xff0c;以便在不同时间段或类别之间轻松进行比较。我们将使用一个实际的数据集示例来探索实现这一目标的各种方法。 Polars简介 Polars 是…...

编程日记 2025/6/22 7:02:55

SpringBoot【十三(准备篇)】集成在线接口文档Swagger2

一、前言&#x1f525; 环境说明&#xff1a;Windows10 Idea2021.3.2 Jdk1.8 SpringBoot 2.3.1.RELEASE 二、swagger介绍 我就不卖关子啦&#xff0c;相信在座的各位很多都已经用过&#xff0c;但是没关系&#xff0c;只要全世界还有一个没用过&#xff0c;我都会给他讲。 那…...

编程日记 2025/6/4 15:27:54

CKA认证 | Day6 K8s网络

第六章 Kubernetes网络 1、Service 控制器 在 Kubernetes (K8S) 中&#xff0c;Service 控制器 是一个关键组件&#xff0c;负责管理 Kubernetes 服务的生命周期和实现其功能。Service 控制器确保服务能够正确地将流量路由到后端 Pod&#xff0c;并处理服务的负载均衡和 DNS …...

编程日记 2025/6/25 13:59:11

基于Llamaindex的网页内容爬取实战

目的 本文不关注如何解析网页 html 元素和各种 python 爬虫技术&#xff0c;仅作为一种网页数据的预处理手段进行研究。Llamaindex 也并不是爬虫技术的集大成者&#xff0c;使用它是为了后续的存查一体化。 安装依赖 pip install llama-index-readers-web # pip install llam…...

编程日记 2025/6/2 13:52:29

springboot429校运会管理系统(论文+源码)_kaic

摘 要 传统办法管理信息首先需要花费的时间比较多&#xff0c;其次数据出错率比较高&#xff0c;而且对错误的数据进行更改也比较困难&#xff0c;最后&#xff0c;检索数据费事费力。因此&#xff0c;在计算机上安装校运会管理系统软件来发挥其高效地信息处理的作用&#xff…...

编程日记 2025/6/21 22:29:17

tcpdump编译

https://github.com/westes/flex/releases/download/v2.6.4/flex-2.6.4.tar.gz tar -zxvf flex-2.6.4.tar.gz ./configure CFLAGS-D_GNU_SOURCE make sudo make installwget http://ftp.gnu.org/gnu/bison/bison-3.2.1.tar.gz ./configure make sudo make install以上两个库是…...

编程日记 2025/6/26 20:50:59

Vite快速构建Vue教程

步骤 1: 初始化项目目录 创建一个名为 projects 的文件夹&#xff0c;作为存放所有 Vite 项目的根目录。这个文件夹将容纳多个独立的 Vite 项目。 步骤 2: 创建 Vite 项目 右键点击 projects 文件夹并选择“在此处打开终端”或使用您偏好的代码编辑器&#xff08;如 VSCode&…...

编程日记 2025/6/25 10:34:01

四、个人项目系统搭建

文章目录 一、python写的后端代码二、html代码三、index.css四、js代码 效果图&#xff1a; 一、python写的后端代码 后端代码使用Flask编写&#xff0c;如下所示&#xff1a; # app.py from flask import Flask, render_template, request, jsonify, g import sqlite3 import…...

编程日记 2025/6/24 1:40:35

长沙理工大学《2024年825自动控制原理真题》 (完整版）

本文内容&#xff0c;全部选自自动化考研联盟的&#xff1a;《长沙理工大学825自控考研资料》的真题篇。后续会持续更新更多学校&#xff0c;更多年份的真题&#xff0c;记得关注哦~ 目录 2024年真题 Part1&#xff1a;2024年完整版真题 2024年真题...

编程日记 2025/6/2 17:46:01