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ethernetip_to_azure_iot-CN.md

File metadata and controls

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EtherNet/IP to Azure IoT Hub Example

概述

EtherNet/IP（以下简称为EIP）是基于TCP/IP和通用工业协议（CIP）的工业以太网协议，采用标准的EtherNet和TCP／IP技术来传送CIP通信包，主要用于网络实时控制应用，通常情况下，使用星型拓扑结构。EIP支持在同一链路上完整实现设备组态（配置）、实时控制（控制）、信息采集（数据采集）等全部网络功能，具备以下特点：

  • EIP使用TCP传递显式消息，使用UDP传递隐式消息
  • 通过基于用户数据报协议（UDP）的隐式消息传递基本I/O数据
  • 通过TCP（即显式消息传递）上载和下载参数，设定值，程序和配方
  • 通过UDP进行轮询，循环和状态更改监视

为便于客户基于InGateway二次开发实现采集EIP数据并上传至Azure IoT Hub，映翰通提供以下三个demo示例（本文档主要对enip_to_azure_iot_example进行说明）：

  • ethernetip/enip_cpppo_example：通过EIP协议读写PLC数据
  • azure_iot_device/iothub_client_example：上传数据至Azure IoT Hub并接收Azure IoT Hub下发的数据
  • ethernetip_to_azure_iot/enip_to_azure_iot_example：采集EIP数据并上传Azure IoT Hub以及通过Azure IoT Hub远程修改EIP Scanner数据值。（即enip_cpppo_example和iothub_client_sample的整合版）

enip_to_azure_iot_example的数据处理流程如下图所示：

示例enip_to_azure_iot_example的接线拓扑如下所示:

先决条件

在进行开发和测试前，你需要具备以下条件：

  • 硬件设备
    • InGateway
      • 固件版本：2.0.0.r12191及以上
      • SDK版本：1.3.4及以上
    • EtherNet/IP Scanner设备（本文档使用1756-L61S & 1756-ENET/B）以及EtherNet/IP adapter设备
  • 软件
    • VS Code软件
    • RSLogix 5000软件
  • Azure IoT账号

环境准备

配置EIP Scanner&Adapter

如果你已有搭建好的EIP Scanner和Adapters环境，可以跳过这一小节。

  • 步骤1：新建项目
    打开电脑上的RSLogix 5000软件，单击“New Project”以建立一个新项目。

    选择相应的PLC型号（本demo为1756-L61S）并配置项目名称；其余项使用默认配置即可。配置完成后点击“确定”。

    项目添加成功后如下图所示：

  • 步骤2：配置EIP组态
    随后右击“Backplane”选择“New Module”添加以太网模块（本demo使用1756-ENET/B模块，IP地址为192.168.2.23）。该以太网模块以及1756-L61S组成EIP Scanner。

    右击以太网模块并添加通用以太网模块，即EIP Adapter device（本demo使用ETHERNET-MODULE模块，IP地址为192.168.2.20）。

    EIP Adapter添加完成后在“Controller Tags”中可以看到EIP Adapter模块映射的变量。

  • 步骤3：下载程序至PLC
    随后点击“Communications”将配置好的程序下载至PLC中。

    程序下载后如果组态成功可看到I/O指示灯为绿色常亮的I/O OK状态。

随后修改相应的变量数据用于后续测试读取和写入。至此，完成了通过RSLogix5000软件配置EIP Scanner & Adapter。

配置Azure IoT

如果你已经在Azure IoT上配置了相应的IoT Hub和IoT device，可以跳过这一小节。

  • 步骤1：登录Azure IoT
    访问https://portal.azure.cn/登录Azure。

  • 步骤2：添加IoT Hub
    登录成功后如下图所示，选择“IoT Hub”。

    点击“Add”创建一个IoT Hub。

    创建成功后如下图所示：

  • 步骤3: 添加IoT Device
    在IoT Hub中创建一个IoT Device。

    创建成功后如下图所示：

配置开发环境

  • InGateway配置
    设备联网、软件更新、IDE软件获取等基础的配置操作请查看MobiusPi Python Development Quick Start。以下操作我们将假设你已经完成了InGateway的软件更新、设备联网、开启调试模式等配置。

  • 建立项目文件夹
    建立一个“Demo test”文件夹作为项目文件夹，将从InGateway-Python-Examples下载的enip_to_azure_iot_example.py和enip_to_azure_iot_cert.py放入项目文件夹中。
    • enip_to_azure_iot_example.py：主要基于Ethernet/IP软件开发包cpppo和Azure IoT Device SDK实现采集EIP数据并上传Azure IoT Hub以及通过Azure IoT Hub远程修改EIP Scanner数据值。你只需要简单修改enip_to_azure_iot_example.py即可用于你的EIP Scanner进行测试。
      • 软件开发包cpppo的详细使用方法请访问cpppo。
      • Azure IoT Device SDK的详细使用方法请访问azure-iot-sdk-python。
    • enip_to_azure_iot_cert.py：连接Azure IoT所需的证书脚本，直接使用即可，无需修改。

  • 在VS Code中安装Azure IoT Tools插件
    在VS Code中点击“Extensions”，在搜索框中输入Azure IoT Tools并安装Azure IoT Tools插件。

    安装成功后在左侧可以看到Azure模块。

  • 安装cpppo
    使用VS Code打开项目文件夹，在“命令面板”中输入>SFTP:Config 命令快速创建或打开sftp.json文件用于建立与InGateway的SFTP连接。

    配置sftp.json文件，配置方法见建立SFTP连接。

    配置完成并保存后在“命令面板”中输入>SFTP:Open SSH in Terminal以连接InGateway。

    输入后命令面板会提示你需要输入SFTP服务器的IP地址（即“host”项内容）。

    “终端”窗口会提示你需要输入密码，你只需要将sftp.json文件中“password”项复制粘贴到此处即可。

    成功与InGateway建立SFTP连接后如下图所示：

    在“终端”中输入pip install cpppo --user命令以安装cpppo依赖库。(安装前请确认InGateway已经联网成功)

    安装成功后如下图所示：

  • 安装Azure IoT SDK
    在“终端”中输入pip install azure-iot-device --user命令以安装Azure IoT SDK。

    安装完成后如下图所示：

开始测试

  • 步骤1：配置enip_to_azure_iot_example.py
    在VS Code中打开项目文件夹并选中enip_to_azure_iot_example.py，根据你的实际情况修改脚本中的CONNECTION_STRING和params参数。

  • 步骤2：本地采集EIP数据
    与InGateway建立SFTP连接成功后，在左侧空白处右键选择“Sync Local->Remote”将代码同步到InGateway，同步成功后本地修改或者删除代码时都会自动和InGateway同步。

    在“终端”窗口输入cd /var/user/进入enip_to_azure_iot_example.py所在的InGateway目录

    执行python enip_to_azure_iot_example.py 192.168.2.23命令以运行脚本（192.168.2.23是EIP Scanner的IP地址）。

    读取数据成功后如下图所示，与EIP Scanner的数据一致。

  • 步骤3：使用Azure IoT Tools查看上报数据
    在“AZURE IOT HUB”模块中设置IoT Hub的连接字符串以建立与IoT Hub的连接。

    随后会提示你输入IoT Hub Connetion String（IoT Hub连接字符串）。

    IoT Hub连接字符串可从“Azure IoT Hub”页面复制。

    输入IoT Hub Connetion String后可以看到该IoT Hub下的“IoT Device”且状态为Connected。

    右击“IoT Device”并在菜单中选择Start Monitoring Built-in Event Endpoint以查看InGateway推送到IoT Hub的EIP数据。

    随后在“输出”窗口可以查看IoT Hub接收到的EIP数据。

  • 步骤4：使用Azure IoT Tools下发数据
    右击“IoT Device”并在菜单中选择Send C2D Message to Device以下发数据至InGateway。

    在下发框中输入如下命令{"symbol": "INHAND:O.Data[0]", "value": 22.6, "data_type": "REAL"}（“symbol”为EIP数据标签；“value”为EIP数值；“data_type”为EIP数据类型）。

    在“输出”窗口出现下图所示日志说明数据下发成功：

    随后可在“终端”中查看InGateway接收到的下发数据。

    同时，在EIP Scanner中可以看到INHAND:O.Data[0]的数值已被修改。

至此，完成了采集EIP数据并上传Azure IoT Hub以及通过Azure IoT Hub远程修改EIP Scanner数据值。

FAQ

Q1：脚本运行一段时间后，EIP数据无法上传至Azure IoT Hub了。
A1：请检查与Azure IoT Hub的连接是否正常，当上报消息超过8000条时可能会导致无法正常上报数据。