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连接 西门子S7 PLC

Shifu 实现了对 西门子S7系列 PLC的兼容。用户可以使用 Shifu，通过 HTTP请求 对 S7 PLC 的内存进行修改。本文将介绍如何接入一台 西门子S7-1200 1214C PLC 并且与之交互。

参见演示视频 (Bilibili)以获得操作流程演示。

连接​

第1步​

在接入 Shifu 之前，PLC应当已经通过以太网与运行 Shifu 的上位机完成物理连接，并且拥有一个IP地址，这里我们使用192.168.0.1。

提示

如果您的PLC设备不为192.168.0.1可以将deviceshifu-plc-deployment.yaml文件中的PLC_ADDRESS改成您的设备的IP)

第2步​

创建一个文件夹，在示例中我们将其命名为plc_configuration_directory。将下述的四个配置文件都保存在该文件夹下 。

首先我们需要一个配置文件来获取IP地址与设备类型：

点此查看deviceshifu-plc-deployment.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: deviceshifu-plc-deployment
  name: deviceshifu-plc-deployment
  namespace: deviceshifu
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: deviceshifu-plc-deployment
  template:
    metadata:
      labels:
        app: deviceshifu-plc-deployment
    spec:
      containers:
        - image: edgehub/deviceshifu-http-http:v0.0.1
          name: deviceshifu-http
          ports:
            - containerPort: 8080
          volumeMounts:
            - name: deviceshifu-config
              mountPath: "/etc/edgedevice/config"
              readOnly: true
          env:
            - name: EDGEDEVICE_NAME
              value: "edgedevice-plc"
            - name: EDGEDEVICE_NAMESPACE
              value: "devices"
        - image: edgehub/plc-device:v0.0.1
          name: plc
          env:
            - name: PLC_ADDRESS
              value: "192.168.0.1"
            - name: PLC_RACK
              value: "0"        
            - name: PLC_SLOT
              value: "1"
            - name: PLC_CONTAINER_PORT
              value: "11111"
      volumes:
        - name: deviceshifu-config
          configMap:
            name: plc-configmap-0.0.1
      serviceAccountName: edgedevice-sa

同时，还需要一些通用的配置文件:

点此查看deviceshifu-plc-configmap.yaml 
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: plc-configmap-0.0.1
  namespace: deviceshifu
data:
#    device name and image address
  driverProperties: |
    driverSku: PLC
    driverImage: plc-device:v0.0.1
    driverExecution: " "
#    available instructions
  instructions: |
    sendsinglebit:
    sendcontent:
    getcontent:
    getcpuordercode:
#    telemetry retrieval methods
#    in this example, a device_health telemetry is collected by calling hello instruction every 1 second
  telemetries: |
    device_health:
      properties:
        instruction: getcpuordercode
        initialDelayMs: 1000
        intervalMs: 1000
点此查看deviceshifu-plc-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: deviceshifu-plc-deployment
  name: deviceshifu-plc
  namespace: deviceshifu
spec:
  ports:
    - port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 8080
  selector:
    app: deviceshifu-plc-deployment
  type: LoadBalancer
点此查看edgedevice-plc.yaml 
apiVersion: shifu.edgenesis.io/v1alpha1
kind: EdgeDevice
metadata:
  name: edgedevice-plc
  namespace: devices
spec:
  sku: "PLC"
  connection: Ethernet
  address: 0.0.0.0:11111
  protocol: HTTP
status:
  edgedevicephase: "Pending"

第3步​

向 Shifu 添加PLC设备，创建和启动 deviceShifu:

kubectl apply -f ../plc_configuration_directory

操作​

对于PLC，Shifu 可以通过HTTP请求来读取和写入其内存。

在执行操作之前，我们需要启动一个 nginx容器，以用于HTTP请求的收发，启动的相关的命令如下：

kubectl run nginx --image=nginx:1.21 -n deviceshifu 
kubectl exec -it nginx -n deviceshifu -- bash

下面列举了3个PLC的指令，分别是sendsinglebit、getcontent、getcpuordercode，我们可以通过 Shifu 来对设备执行这些命令。

sendsinglebit​

sendsinglebit 表示修改一个bit，它需要下列参数:

  • rootaddress: 内存区域名称，比如M代表Merker，Q代表Digital Output。
  • address: 内存区域中的地址。
  • start: 开始位置。
  • digit: 从开始位置起第几个bit。
  • value: 需要修改成为的数值。

比如，命令curl "deviceshifu-plc/sendsinglebit?rootaddress=Q&address=0&start=0&digit=1&value=1" 会将 Q0.1 的第二个 bit 修改为1。

curl "deviceshifu-plc/sendsinglebit?rootaddress=Q&address=0&start=0&digit=1&value=1"; echo

plc_result1

观察PLC我们会发现其Q区的从左往右第二个指示灯变亮。

getcontent​

getcontent 表示得到特定内存区域中地址的值，它需要下列参数:

  • rootaddress: 内存区域名称，比如M代表Merker，Q代表Digital Output。
  • address: 内存区域中的地址。
  • start: 开始位置。

比如，命令 curl "deviceshifu-plc/getcontent?rootaddress=Q&address=0&start=0" 会返回内存区域 Q0.0 的地址内容。

curl "deviceshifu-plc/getcontent?rootaddress=Q&address=0&start=0"

plc_result2

getcpuordercode​

getcpuordercode 表示得到PLC的静态信息。

curl "deviceshifu-plc/getcpuordercode"; echo

plc_result3