使用樹莓派讀取PLC資料上傳到阿里雲
轉載：知乎sx24
本文會分為四個部分：
- 樹莓派中Node-Red節點的配置；
- 阿里雲上MQTT伺服器的建立；
- PLC側的設定；
- 測試；
本文測試所需軟體及硬體：樹莓派3B+；西門子PLC S7-1500；TIA Portal V15；Putty；MQTT.fx；阿里雲伺服器
- 樹莓派中Node-Red節點的配置；
自2015年開始是預設就帶NODE-RED和NODE.JS，防止自帶的Node-Red的版本較老，可以用putty連線樹莓派後用以下指令進行更新；
update-nodejs-and-nodered
下一步是安裝npm，這樣方便對樹莓派中的Node-red新增節點，步驟如下：
安裝npm前，先執行以下指令使得樹莓派的系統更新到最新，然後重啟樹莓派
sudo apt-get update && apt-get upgrade
重啟之後執行如下指令安裝npm
sudo apt-get install npm
此時樹莓派側的前期準備工作基本完成，用putty連線樹莓派後，執行Node-red；
啟用Node-Red
然後在瀏覽器中輸入http://{樹莓派的地址}:1880/即可進入Node-red編輯介面，如下圖所示：
因為S7是西門子PLC專有的協議，因此樹莓派中的Node-Red沒有自帶該節點，需自己安裝（如果之前沒有安裝npm，安裝新的節點便會很麻煩），如下圖所示，開啟Node-Red設定裡的節點管理，搜尋S7，安裝第二個節點；
安裝S7節點
安裝完畢之後，可以看到左邊會多出S7的節點;
安裝的S7節點
到此，Node-Red的設定基本完成，接下來進行簡單程式設計，Node-Red程式設計方式的優缺點此處便不加贅述，如果對Node-Red程式設計方式不太瞭解的，可以參考連結（
小牟子：第一章 Node-RED簡介48 贊同 · 3 評論文章
本次會用到的節點有S7 in；S7 out；MQTT in；MQTT out；
首先是S7 in節點的設定：
S7 in節點配置1
S7 in節點配置2
IP Address處填寫PLC的IP地址，Port預設為102，Mode選為Rack/Slot，PLC預設的機架號為0，插槽號為1；
下面是要訪問的變數的填寫，與TIA Portal中的設定對應；
S7 in節點配置3Portal中變數的設定
接下來是S7 out節點的設定；
Out節點的設定和In節點類似，此處我們選擇要修改的變數為1。
S7 out節點設定1
到此，S7的節點設定完成，下面對MQTT in和MQTT out節點進行設定，如下圖所示；
首先是Out節點的設定
MQTT out設定1MQTT out設定2
MQTT out設定3
上圖中，服務端的IP填寫阿里雲的公網IP，埠號為61613（TCP的埠號），客戶端ID可以不填，使用者名稱和密碼為部署在阿里雲上的MQTT伺服器的密碼（預設使用者名稱為admin，密碼為password）；
MQTT in設定1
主題處填寫希望從MQTT伺服器中訂閱的主題；
以上所有的節點均已經配置完畢，講節點連線，並點選右上角的部署按鈕，將Node-Red部署至樹莓派中；
全部程式圖（未連線狀態下）
第一部分結束。
- 阿里雲上MQTT伺服器的建立；
MQTT的伺服器很多，甚至還可以自己編寫MQTT的伺服器，本文采用的是Apollo伺服器，Apollo伺服器在Windows系統下的具體配置可以參照以下連結：
https://blog.csdn.net/eren666/article/details/79459552blog.csdn.net/eren666/article/details/79459552注：本次的阿里雲作業系統為Windows Server 2012，本文下載的是apache-apollo-1.7.1，Java的版本為Java 8（Apollo和Java的版本一定要匹配，否則會出現錯誤）
配置完成後如下圖所示：
雲上的Apollo伺服器
以上阿里雲上的MQTT伺服器便部署完成；
第二部分結束。
- PLC側的設定；
PLC側的設定便較為簡單，因為S7可以做單邊通訊，PLC側不需要指令程式設計，只需
1.對PLC屬性進行設定，勾選“允許來自遠端物件的PUT/GET通訊訪問”即可；
CPU屬性設定
2.在DB塊中建立相應的變數，並將DB塊屬性中“優化的塊訪問”勾選去掉；
資料塊的設定
將CPU的配置下載到S7-1511PLC中，PLC側的配置完成；
第三部分結束。
- 測試
整個測試的流程如下圖所示：
測試流程圖
首先是PLC將資料傳送到樹莓派，修改監視表中的變數，當變數的數值發生變化時，會將訊息傳送至樹莓派，樹莓派將訊息傳送至MQTT伺服器中，訂閱訊息的MQTT.fx客戶端也會收到訊息；
監控表1MQTT.fx訂閱Node-Red的Debug
然後通過MQTT.fx客戶端釋出“raspiget”主題，從而修改PLC內部的資料；
MQTT.fx釋出
釋出的資料為4，此時我們可以看到，PLC裡的變數1已經被修改為4；
監控表2
最後，我們可以在MQTT伺服器中檢視具體的釋出訂閱數量，資料量的大小以及連線數；
Topic列表連結列表
第四部分結束。
最後
本文的內容可能不夠詳細，有些細節的地方還值得推敲。本次的測試其實不是很複雜的功能，但這個只是一個示例，除了S7，還有更多的方式可以選擇，比如TCP，Modbus TCP，以及OPC等等。當把這個樹莓派換成西門子的物聯網閘道器IOT2040時，當把連線的阿里雲換成西門子的Mindsphere時，可能會迸發出更精彩的內容！