__MQTT協議網關網口連接西門子SMART200PLC操作說明v1.3 __

目錄

一. 使用流程 2

二. 準備工作 2

2.1 需要準備如下物品 2

2.2 LF220網關準備工作 3

2.3 PLC準備工作 3

2.4 電腦的準備工作 3

2.5 MQTT服務器 4

三. MQTT網關登陸平臺配置步驟 4

3.1 登錄 4

3.2 網關概況 6

3.3 MQTT連接配置 6

3.4 驅動管理 7

3.5 變量管理 8

四. MQTT客戶端數據采集配置步驟 10

4.1 實時采集數據配置 10

4.2 寫變量配置 12

4.3 狀態上報 14

4.4 系統變量 15

五. 其他功能 17

六. 注意事項 17

前言：MQTT是一個基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。MQTT協議的特點是輕量、簡單、開放和易于實現的，同時，西門子PLC廣泛應于工業控制領域，是一款性能高、穩定性強的PLC設備。

此文檔將介紹如何使用MQTT協議網關串口連接西門子200SMART PLC，將PLC的數據通過MQTT協議傳輸到數據平臺，電腦使用MQTTX軟件可以實時接收到200SMART PLC的數據，實現將PLC數據上云，遠程監控數據的功能。

一、使用流程

流程如下，首次使用網關按照以下流程就可以實現PLC數據上云的功能，實現數據采集。

二、準備工作

2.1 需要準備如下物品

1. 西門子200SMART PLC一臺
2. MQTT協議網關一臺，天線和電源適配器（以下用LF220作為實例）。
3. SIM卡一張，有流量，大卡(移動，聯通或者電信卡)。
4. 聯網電腦一臺（WinXP/Win7/Win8/Win10操作系統）。
5. 支持MQTT協議的平臺（云服務器、實體服務器均可）。
6. 可以訪問MQTT平臺的軟件（MQTTX等，本文以MQTTX介紹）。
7. USB轉RS232線、網線、電工工具、導線若干。
   
   
   
   

2.2 LF220網關準備工作

網關相關技術參數與使用說明，可參考《LF220邊緣計算網關使用手冊V1.1》。

1. 保證網關可以正常聯網，可通過4G卡（移動/聯通/電信流量卡，大卡）聯網（需接上隨網關附帶的天線）或通過網線聯網（需將路由器出來的網線接到網關的WAN口）；
2. 網關接12V或24V直流電源，上電。（注意，電源正負極不要接反）。

2.3 PLC準備工作

PLC連接電源（注意電源是24VDC還是220VAC），將PLC網口和LF220的LAN口用網線連接起來。

2.4 電腦的準備工作

1. 電腦安裝“藍蜂MQTT網關配置工具壓縮包”。

進入藍蜂官網，點擊【資源中心】→【技術手冊】→【藍蜂MQTT網關配置工具壓縮包】，如圖：

※本客戶端為免安裝客戶端，下載后請使用解壓軟件進行解壓縮操作，打開解壓縮后的文件夾，雙擊“藍蜂MQTT網關配置工具.exe”文件，即可啟動藍蜂MQTT網關配置工具。

__使用方式：__啟動藍蜂MQTT網關配置工具，會開啟命令行窗口并啟動電腦內默認瀏覽器，在瀏覽器內進行配置操作，請勿關閉已打開的命令行窗口，或修改瀏覽器內地址，否則將無法正常使用配置工具。

__推薦瀏覽器：__Chrome瀏覽器，Edge瀏覽器，360瀏覽器。

__不推薦瀏覽器：__不推薦使用IE瀏覽器，火狐瀏覽器，世界之窗瀏覽器。

1. 電腦安裝MQTTX軟件。

注：其他MQTT客戶端均可使用，本文以MQTTX軟件為例進行介紹。

2.5 MQTT服務器

需要準備一臺MQTT服務器，實體服務器、云服務器（阿里云、華為云等）均可。

注意：

1. 如果網關是使用外網上網的方式進行上網，實體服務器端需要開放外網端口。
2. 如使用云服務器，需要配置網關的MQTT上報腳本，必須滿足云服務器的格式。

本文以本地服務器介紹。

三、MQTT網關登陸平臺配置步驟

3.1 登錄

MQTT網關支持本地串口配置和遠程無線配置兩種方式連接網關進行配置。

※本地串口配置方式

使用本地串口配置方式，如圖：

使用232串口進行本地配置，將網關的RS232口使用USB轉232線接到電腦上，填寫配置參數，包括選擇通訊口，波特率，數據位，數據校驗，停止位。默認參數為115200，8，無，1。

【讀取網關串口參數】：如果對于串口參數并不了解，可點擊“讀取網關串口參數”按鈕，客戶端會主動搜索并填入已選中的串口的參數。

【記住配置】：點擊“記住配置”按鈕后，會記住當前配置，避免每次進入時需要重新配置的問題，再次進入時可直接進行連接操作。

點擊“立即連接”按鈕，可進入網關配置工具進行配置。

※遠程無線配置方式

當第一次拿到設備時，網關內部默認服務器為藍蜂的MQTT服務器，使用“遠程無線配置”可直接通過藍蜂MQTT服務器對網關進行遠程配置，修改網關參數。

需填寫對應的參數：

【網關SN碼】：網關SN碼__必須__為要連接的目標網關。SN碼位于網關機身。

【客戶端id】：電腦登錄MQTT服務器的ID，隨機生成，也可以自行填寫，最多200個字符，不能與其他設備設置的客戶端id重復。

[]()【用戶名】【密碼】： 藍蜂默認用戶名、密碼均為test

【IP/域名】：藍蜂MQTT服務器網址為110.249.137.42

【端口】： 藍蜂MQTT服務器端口號為1883

其余項目不需要修改，連接成功后即可進入網關配置界面對網關設置進行修改。

注意，遠程無線配置功能對于一般實體MQTT服務器來說可以直接使用，只需要填寫好對應MQTT服務器參數即可進行遠程無線配置。針對于阿里云、騰訊云等部分有限制的MQTT服務器來講，此功能不建議使用。

3.2 網關概況

當連接成功后，即可進入網關配置頁面，在此界面中可以查看到網關的基本信息、資源使用情況、服務器連接狀態等，同時也可以對網關進行相應的配置。

關于網關基本信息的具體介紹，見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明》第4.1節。

注意：LF220最多支持添加2000個變量。

3.3 MQTT連接配置

MQTT配置頁面可用于填寫MQTT服務器參數，以及設置是否開啟透傳、數據采集異常上報和網關狀態上報。具體介紹內容見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明V1.0》第4.2節。

首次拿到網關需要進行MQTT連接配置，可用于配置連接的MQTT服務器的參數。配置完成后，網關即可連接MQTT服務器。如圖：

【客戶端id】：為網關登錄MQTT服務器的ID，默認為網關SN編號，可根據需求可自行修改，為網關登錄MQTT平臺的ID。不能與其他設備設置的客戶端id重復。

【用戶名】【密碼】：登錄MQTT服務器的用戶名和密碼。需要MQTT服務器端提供。

【IP/域名】：MQTT服務器的地址。需要MQTT服務器端提供。

【端口】：MQTT推送的服務器地址的端口號。需要MQTT服務器端提供。

【超時時間】：客戶端連接服務器連接開始到失敗的等待響應時間。

【心跳時間】：在沒有任何其他控制報文從客戶端發送給服務端的時間間隔。

【SSL/TLS】：可選擇關閉認證，單向認證或雙向認證。

※單向認證：指的是只有客戶端校驗服務器的合法性，需要上傳服務器的根證書；

※雙向認證：指的是相互校驗，服務器需要校驗每個客戶端，客戶端也需要校驗服務器，需上傳服務器根證書和客戶端的公鑰和私鑰文件。

注：除【客戶端id】【超時時間】【心跳時間】【SSL/TLS】之外，其余參數均為MQTT服務器端提供，和網關登錄MQTT平臺的配置相同。

3.4 驅動管理

驅動管理用來配置網關與下位機的驅動管理，支持創建/編輯，刪除驅動，設置通訊口配置信息等，如圖。由于是第一次配置，此處為空，需要進行添加驅動的操作。

【通訊口配置】：點擊通訊口配置下面有3個通訊端口項，【RS232】、【RS485】和【LAN】，分別對應網關上的3個數據通訊端口，3個通訊口可以同時和下位機進行通訊。可按照需要對相應通訊口進行配置。

我們需要使用網線與PLC進行通訊，所以需要配置網口的參數。如下圖。本案例中，PLC的IP地址為192.168.1.55。

同時，建議使用手動設置IP的方式。需要填寫和PLC同一網段的地址，任意即可，這里填寫192.168.1.10，子網掩碼為255.255.255.0。

[]()【+新增】：點擊此處創建驅動，可根據實際使用需求進行選擇填寫。

【驅動名稱】：自定義。不限中英文，不限標點符號，包括空格，最大支持20個字。

【品牌】、【型號】：根據需要選擇品牌型號，網關會根據您選擇的品牌型號的專有協議跟設備進行通訊。本案例連接西門子200SMART PLC，所以【品牌】選擇“西門子”，【型號】選擇“S7-200 SMART”。

【IP地址】：必填項，填寫PLC的IP地址。

【端口號】：西門子默認為102。

完成后點擊確定即可看到新創建的驅動。

3.5 變量管理

變量管理可用來配置網關數據變量，支持新增、編輯、導入、導出、復制等功能。由于是第一次配置，此處為空，需要進行新增變量的操作。

支持變量的復制/導入/導出功能，使用【復制】可以快速添加變量。

如果變量較多，可以先點擊【導出】，在導出文件中進行修改，修改完成后再點擊【導入】即可。

具體內容介紹見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明V1.0》第4.5.2節和4.5.3節。

※變量名稱說明：

【儀表、PLC】：必填，選擇剛才創建的西門子smart200即可。

【變量表示（key）】：必填，自定義即可。注意不能有重復的名稱。

【寄存器類型】：必填，填寫對應西門子smart200PLC的寄存器類型。

【寄存器地址】：必填，與實際寄存器地址一致。具體可見下方地址表示例。

【數據類型】：必填，根據實際需要選擇即可。

【死區設置】：具體內容見后方“？”。

【讀寫方式】：可根據需求自行修改該寄存器的讀寫方式，默認為只讀。

【采集公式】：可根據需求自行編寫公式，需要使用英文字符。具體內容介紹見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明V1.0》第4.5.4節。

地址表示例：

至此，使用藍蜂MQTT網關配置工具配置完成，用戶可使用MQTT客戶端訪問MQTT服務器讀取相關變量。

四、MQTT客戶端數據采集配置步驟

準備：在變量管理中，我們添加如下變量（可以根據需求自行添加）：

4.1 實時采集數據配置

步驟一：在藍蜂MQTT網關配置工具中點擊“數據傳輸配置”→“數據上報配置”，設置數據上報配置參數，如下圖。

此案例中選擇定時上報，上報主題為“wz”，自動上報時間設置為10S。用戶可以根據自己的需求自行選擇。網關會按照此處設置的主題和時間上報給MQTT平臺。

步驟二：打開電腦的MQTTX軟件（也可以使用其他軟件，本文以MQTTX軟件展示），登錄MQTT平臺。MQTTX軟件配置如下：

步驟三：添加訂閱消息。

步驟四：設置完成后即可點擊查看數據，如下圖。可以看到，數據是10秒自動上報的。

至此，PLC數據已經成功上傳到MQTT服務器，用戶可以使用任意MQTT客戶端軟件或者其他工具讀取此PLC的數據。

4.2 寫變量配置

步驟一：在藍蜂MQTT網關配置工具中點擊“數據傳輸配置”→“寫變量配置”，設置數據上報配置參數，如下圖。

此案例中選擇定時上報，請求主題為“wz寫”，相應主題為“write/resp/${sn}”。用戶可以根據自己的需求自行編輯。

同時，客戶可以根據自己的需求自定義腳本，此處我們選擇默認。默認代碼可點擊查看后方“？”。

步驟二：打開電腦的MQTTX軟件（也可以使用其他軟件，本文以MQTTX軟件展示），登錄MQTT平臺。MQTTX軟件配置如下：

步驟三：添加訂閱消息：

步驟四：在MQTTX軟件中修改“請求主題”，同時寫代碼（由于我們選擇的是默認，此處代碼按照默認進行編輯）。

[]()請求默認格式示例為：

{

"data": [

        {

              "key": "temp1",

              "value": "1"

        },

        {

              "key": "temp2",

              "value": "2"

        },

        {

              "key": "temp3",

              "value": "3"

        }

  ]

｝

步驟五：設置完成后即可點擊查看數據，如下圖。可以看到，發送和接收的格式與默認格式一致。

至此，PLC數據已經成功上傳到MQTT服務器，用戶可以使用任意MQTT客戶端軟件或者其他工具讀取此PLC的數據。

4.3 狀態上報

開啟此狀態可在網關檢測到設備狀態變化時，設備會發送消息，下文以“設備插拔網線”為例進行步驟講解。

步驟一：在藍蜂MQTT網關配置工具中點擊系統配置→狀態上報配置，開啟狀態上報配置，設置狀態上報的主題，設置完成后點擊保存。如圖

步驟二：在MQTTX中對該上報主題進行訂閱，當網關聯網方式、運行狀態發生變化時，可接收網關狀態變化的消息，如圖：

步驟三：訂閱完成后，我們插拔網線進行測試：

4.4 系統變量

系統變量用來描述某種狀態或設備標識（如車牌號、設備ID、型號、物聯網卡號等），可自定義設置，網關上報數據過程中可將系統變量與設備變量數據共同上報。

步驟一：點擊【+新增】按鈕，會彈出新增系統變量彈窗。

步驟二：添加一個系統變量，如圖：

【key】：可自定義設置，必填項。不限中英文，不限標點符號，包括空格，最多支持20個字符。

【value】：key所對應的數據或說明，必填項，不限中英文，不限標點符號，包括空格，最多支持50個字符。

注意：

1.LF220支持最多添加10個系統變量，系統變量和變量中的key不能重復。

2.系統變量默認有記錄網關編號sn和消息ID msgId，這些不能修改。

步驟三：在MQTTX軟件中查看實時數據：

另外，如需要遠程讀取PLC數據，使用透傳功能，方法類似。具體操作方法，參考內容見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明》第6節。

藍蜂MQTT網關配置工具訂閱和發布使用的是默認腳本，如需要修改，具體操作方法，參考內容見《藍蜂MQTT網關配置工具使用說明》第7節。

五、其他功能

LF220支持PLC遠程下載、斷網續傳、透傳、腳本功能。功能介紹可查看《LF220邊緣計算網關用戶手冊》，或點擊對應功能頁中的“？”跳轉幫助界面進行查看。

六、注意事項

1、LF220網關暫時不支持web配置頁，目前暫時不能設置交換機和路由器模式。

2、在打開藍蜂MQTT網關配置工具之后，請勿關閉已打開的命令行窗口，或修改瀏覽器內地址，否則將無法正常使用配置工具。

3、在線配置MQTT平臺參數時，電腦和網關需要同時訪問到相同的MQTT平臺，否則無法在線配置。

4、同一臺電腦，mqtt方式登錄后，一次只能操作一個網關（如同時打開多個網頁，同時連接不同的網關，客戶端是不支持的）。

5、如果串口232是7位時，串口連接點擊升級，升級成功客戶端不會提示升級成功，但是網關實際會升級成功。

6、藍蜂MQTT網關配置工具的網關編碼格式為UTF-8。

7、兼容性：win7, win10, win11系統，不支持winxp及更低版本windows系統，不支持linux、MacOS、android和ios系統。

審核編輯 黃宇