1. نظرة عامة
تجمع Valtoris، الرائدة في حلول الإنترنت الصناعي للأشياء (IoT)، بين البحث والإنتاج والمبيعات تحت علامتها التجارية المسجلة. تقدم الشركة مجموعة من محولات الواجهة الصناعية، بما في ذلك رقائق IoT، وحدات تحويل تسلسلي إلى إيثرنت، خوادم تسلسلية، بوابات مودباس القابلة للبرمجة، وحدات بيانات 4G DTU، ووحدات الإدخال والإخراج عن بُعد. في هذه المقالة، نركز على بوابة مودباس القابلة للبرمجة من Valtoris، والتي تدعم المنتجات مثل:
1.UART-ETH
1.1 خلفية المشروع
مع تقدم الإنترنت الصناعي للأشياء (IoT)، أصبح جمع البيانات من المعدات عبر الصناعات المختلفة أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، لا تتوافق جميع الأجهزة بسهولة مع منصات السحابة. على سبيل المثال، تستخدم أجهزة الوزن التي تحتوي على واجهات RS232 غالبًا رمز ASCILL لقياس الوزن. التحدي يكمن في دفع البيانات في الوقت المناسب وبشكل مستقر، حيث قد تكون غير متناسقة بين الشركات المصنعة المختلفة وأجهزة الوزن مثل موازين الأرض، وأجهزة قياس الوزن المحورية، والموازين التحليلية. هذه الأجهزة غالبًا ما تحتوي على بروتوكولات فريدة، مما يجعل من الصعب تجميع البيانات وإرسالها إلى السحابة.
Figure 1: Common Weighing Instruments
Figure 2: Common Weighing Instrument Models
1.2 المواصفات التقنية
تختلف أدوات الوزن على نطاق واسع في التصميم، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. يستخدم المصنعون المختلفون بروتوكولات فريدة، حتى بالنسبة للطرازات المماثلة.
Figure 3: Serial Protocol Communication for Weighing Devices
2. تحليل المتطلبات
2.1 احتياجات جمع بيانات أدوات الوزن
على سبيل المثال، تستخدم أجهزة الوزن Ningbo KeLi بوابة مودباس لمحاكاة دفع البيانات من ميزان الأرض، مع تنسيق البيانات بالصيغة الست عشرية كما يلي: 02 20 20 20 20 20 20 33 35 30 20 20 20 33 35 30 0d. البيانات الفعلية للوزن التي يتم إرسالها هي 350 350، بالكيلوغرام.
تحتاج أدوات الوزن للصناعات مثل الأدوية، والمنسوجات، والكيماويات إلى التعامل مع الأوزان الموجبة والسالبة. على سبيل المثال، تستخدم الموازين التحليلية قيم المعايرة الصفرية (على سبيل المثال 50 ملغم كالنقطة الصفرية). يجب أن تأخذ بيانات الوزن في الاعتبار القيم الموجبة والسالبة، اعتمادًا على الصناعة.
Figure 4: Ningbo KeLi Weighing Instrument Software
Figure 5: Ningbo KeLi Weighing Instrument
3.الحل
نظرًا لأن كل مصنع لديه تنسيقات مختلفة، تم تصميم بوابة مودباس القابلة للبرمجة من Valtoris لتحويل هذه البروتوكولات الخاصة إلى تنسيق مودباس قياسي أو JSON للتكامل السلس مع السحابة. يعد الطراز 1CH-RS232/485/422-ETH (V) أحد أكثر بوابات مودباس القابلة للبرمجة شهرة من Valtoris، ويستخدم العزل البصري للتواصل عبر RS485 لضمان الاتصال المستقر. يتم استخدام برنامج Modbus Poll لاختبار جمع البيانات من النوع الصحيح 32 بت.
Figure 6: Modbus Poll Data Reading
Figure 7: Serial Data Testing
تكوين بوابة مودباس القابلة للبرمجة من Valtoris سهل للغاية. فقط تأكد من أن عنوان IP وجهاز الاتصال ضمن نفس الشبكة المحلية. بمجرد تكوينها، يمكن للبوابة تحويل البيانات وإرسالها بتنسيق مودباس المناسب إلى النظام المركزي.
Figure 8: Modbus Gateway Configuration
Figure 9: Modbus Gateway Download Configuration Files
4.الاستنتاج
تعد بوابة مودباس القابلة للبرمجة من Valtoris حلاً متعدد الاستخدامات لتحويل البيانات الخاصة من أدوات الوزن إلى بروتوكول مودباس، مما يتيح التكامل مع منصات السحابة. البوابة متوافقة مع أجهزة الوزن من مختلف الشركات المصنعة، ويمكن تكوينها لمسح البيانات على فترات منتظمة. يقلل هذا الحل من تكاليف الأجهزة ويحسن كفاءة البرمجيات من خلال تمكين تحويل البروتوكولات المختلفة إلى تنسيق واحد.
حاليًا، لا يمكن للبوابة تحويل القيم العشرية مباشرة، ولكن هذه ليست مشكلة كبيرة. بعد تحميل بيانات مودباس، يمكن لأنظمة SCADA ومنصات HMI الأخرى إجراء تحولات خطية من أجل التحجيم والترجمة.
