当MES遇上PLC——SOAP篇（上）（含调试程序）-木盒主机

前言：

前段时间，有客户在网上看到了我们边缘计算模块产品，找到了我们，跟我们描述了他们目前遇到的问题：

某汽车零部件制造厂在进行智能工厂的升级改造，工单派发和生产顺序指定由MES系统完成，西门子1200 PLC负责生产控制系统。但是，MES系统只能提供SOAP协议给PLC。看到这里，大多数PLC工程师可能就有点懵了，这啥玩意啊？这玩意不是咱干的活呀！

确实，这不属于工控行业的协议，这是IT界的。

那么，何为SOAP呢？简单来说，SOAP 是基于 XML 的简易协议，可使应用程序在 HTTP 之上进行信息交换。或者更简单地说：SOAP 是用于访问网络服务的协议，它独立于平台、独立于语言，用于在因特网传输消息的格式。你瞅瞅，这玩意就是一种能够跨平台发送消息的东西。

了解了这个协议，我们就有办法去搞定它，将它和PLC建立连接，让MES系统的数据，流畅地传输到PLC中。此时北京伟联科技有限公司发布的边缘计算模块（WL-320E-M）产品便担负起了这个重任。

在后期的沟通了解中，按照用户的设计要求，需要先将MES系统排序好的工单数据通过SOAP协议请求回来后记录到数据库中，然后由PLC按照生产的节奏从数据库中获取工单数据。同时，需要利用边缘计算模块，将MES系统正在排序的工单实时传输给PLC，供触摸屏和上位机实时显示。

针对用户的需求，设计的网络拓扑图如下：

在MySQL数据库内创建表

设计思路：

定时请求SOAP数据流程图

PLC请求数据库工单数据程序流程图

1. 边缘计算模块内配置

在本项目中，需要用到连接PLC和连接数据库节点，该节点配置具有全局属性，在整个边缘计算模块环境内都可以调用。该节点无需单独从节点区域拖拽，双击任意s7-in或者s7-out节点，点击右边编辑按钮即可编辑该节点。

S7-endpoint节点属性内

Transport：连接到PLC的通讯协议类型，选择Ethernet(ISO-ON-TCP)即可。

Address：PLC的IP地址及通讯协议端口号

Mode：选择通讯的模式，S7-200型号的PLC选择TSAP，除此之外其余的都选择RACK/SLOT

Rack：PLC的CPU位置，可在博图或者Step7软件里面硬件组态内看到

Name：自定义名称

Variable内为连接PLC的变量地址及在边缘计算模块内使用的变量名。

需要注意的是，边缘计算模块使用的是s7协议与西门子PLC建立连接，因此，需要将DB块属性内将“优化的块访问”选项去掉。

以及，在PLC属性内，将防护与安全选项里面的允许PUTGET访问。

Variable选项内变量可以导出为CSV文件使用Excel编辑后再导入。

PLC地址编写方式参考节点帮助内容或WL-320E-M使用手册。

数据库连接节点mysql

其中，Host为运行MySQL数据库的计算机IP地址

Port端口默认为3306

User用户名为提前设置好的MESUser

Password：为提前设置好的密码

Database：为要连接MySQL内数据库名称

其余默认。

请求触发时间控制

本项目中，对SOAP接口采用定时触发的方式控制边缘计算模块对soap接口的访问频率。默认以5分钟为周期。

5分周期设定

整个流程初始触发条件为1秒周期，但是在定时请求任务号函数内，规定，在每小时的0分30秒，5分30秒，10分30秒，15分30秒等这样的时刻下触发后面的请求动作。在程序中，使用当前分钟数除以5取余数的方法判断当前时刻是否为计划的时刻。

判断当前时间分钟数除以5取余数为0 并且当前秒为30时，触发后面动作。

<code style="margin-left:0">var sta = msg.payload
var CurMin,CurSec
if( sta == "OK" || sta == "connected") //判断数据库连接是否正常
{
    CurMin = Number(getCurrentDate(1))
    CurSec = Number(getCurrentDate(2))
    
    if((CurMin % 5 == 0) && (CurSec == 30)  )
    {
        msg.payload = getCurrentDate(3)
        return msg;
    }
}
else
{
   //只有判断到数据库连接正常后才输出，否则无输出
}
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){    //参数为1时返回分钟数
        time = minu;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){  //参数为2时返回秒数
        time = sec;
      }
      else if(format==3){   //参数为3时返回完整时刻
        time = year +  month  + date+  hour + minu +  sec;
      }
      return time;
}
</code>

2. 从MES SOAP接口请求数据

在边缘计算模块中，需要使用 Simple SOAP节点来实现 SOAP XML方式得数据访问，再配合其他XML/JSON/JS对象/Function等数据处理节点，共同实现客户需要得功能。

定时请求SOAP数据

此处主要实现功能有：

（1）按照5分钟的时间周期，输出触发SOAP的连接信号，触发该连接去获取MES系统对应接口的数据。

（2）将从MES接口获取到的数据进行分类判断，正常值、空值、连接异常值。对应写入到数据库表内作为记录。

（3）将连接异常信号发送给对应的PLC变量。

（4）每次请求连接SOAP之前都需要判断边缘计算模块与数据库机器的连接状态，如果正常，则继续请求，如果异常，则不发出请求。

需要使用到的节点有

Inject插入（1秒周期触发）：用于产生1秒周期脉冲信号。

Change设定消息（获取全局）：用于获取当前数据库连接状态。

Function函数（定时请求任务号）：

<code style="margin-left:0">var sta = msg.payload
var CurMin,CurSec
if( sta == "OK" || sta == "connected") //判断数据库连接是否正常
{
    CurMin = Number(getCurrentDate(1))
    CurSec = Number(getCurrentDate(2))
    if((CurMin % 5 == 0) && (CurSec == 30)  )
    {
        msg.payload = getCurrentDate(3)
        return msg;
    }
}
else
{
   //只有判断到数据库连接正常后才输出，否则无输出
}
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){    //参数为1时返回分钟数
        time = minu;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){  //参数为2时返回秒数
        time = sec;
      }
      else if(format==3){   //参数为3时返回完整时刻
        time = year +  month  + date+  hour + minu +  sec;
      }
      
      return time;
}
</code>

Template模板（请求XML方法）：用于编写SOAP接口连接主体参数。

XML（XML与JS对象格式互转）：格式转换，用于将XML与JS对象格式互相转换。

Simple-SOAP SOAP请求:用于设定连接参数，接口信息和连接SOAP接口。

Base URL:

http://xxxxxxxx/MESService/BaseService.svc

Action: http://tempuri.org/IServiceBase/xxxxxxx

Function函数（判断是否为空）：用于判断SOAP请求返回值是否为空值、故障值、正常值。

<code style="margin-left:0">var str0,str1,str2
str2 = msg.payload["envelope"]["body"]["0"]
 
if(str2.getseqorderresponse)  //判断请求返回数据是否为正常数据
{
    str0 = msg.payload["envelope"]["body"]["0"]["getseqorderresponse"]["0"]["getseqorderresult"]["0"]
    if(str0.length >10)
    {
        str1 = msg.payload["envelope"]["body"]["0"]["getseqorderresponse"]["0"]["getseqorderresult"]["0"]
        msg.payload = str1
        return [msg,null,null];
    }
    else
    {
       msg.payload = "EmptyData"
         return [null,msg,null];
        
    }
}
else if(str2.fault)
{
    msg.payload = str2
    return [null,null,msg];
}
 else  //除此之外，啥都不干
 {
 }
</code>

JSON节点（JSON）：用于将返回的JSON格式转换为JS对象格式。

Function函数（写入总表）：用于将从MES获取回来的数据按照数据库表结构写入到对应的数据库表中。

‍

function函数（写入未生产订单表）：用于将获取到的数据在写入总表的同时，写入到数据库未生产订单表内。

<code style="margin-left:0">var SQLStr1,SQLStr2  //定义SQL语句
var OrderData   //定义数组获取接受到的数据
var OrderNum //定义变量，记录获取到数组元素个数
var SQLValueData1,SQLValueData2,SQLValueData3  //定义SQL语句内Value个数，即插入多行数据
OrderData= msg.payload
OrderNum = OrderData.length
SQLValueData3 = " "
SQLStr1 = "insert into Getallorder(RecordTime,taskID,SerialNo,Category,PartNo,SeqOrderNo,SeqOrderSn,AssemblyLine,CustPartNo,PublishTime,ExpectedArrivalTime,RackNo,FlexTime,OrderStatus) Values"
for(i=0;i<orderdata.length;i++)   ="" 循环信息，将获取到的订单组合成多行插入语句<="" span="">
{
    SQLValueData1 = "('" +getCurrentDate(2) + "','"+ OrderData[i].taskID + "','" + OrderData[i].SerialNo + "','" + OrderData[i].Category + "','" + OrderData[i].PartNo+ "','" + OrderData[i].SeqOrderNo + "','"
    SQLValueData2 = OrderData[i].SeqOrderSn + "','" + OrderData[i].AssemblyLine + "','" + OrderData[i].CustPartNo + "','" + OrderData[i].PublishTime + "','" + OrderData[i].ExpectedArrivalTime+ "','" + OrderData[i].RackNo + "','"+ OrderData[i].FlexTime + "','" + "No')"
    SQLValueData3 =SQLValueData3 + SQLValueData1 + SQLValueData2 + ","
}
SQLStr2 = SQLStr1 + SQLValueData3
SQLStr2 = SQLStr2.slice(0,SQLStr2.length-1)  //去掉最后一个字符
//调用getCurrentDate(1) 会返回当前日期  格式 2020-01-01
//调用getCurrentDate(2) 会返回当前日期时间 格式 2020-01-01 01:01:01
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){
        time = year + "-" + month + "-" + date;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){
        time = year + "-" + month + "-" + date+ " " + hour + ":" + minu + ":" + sec;
      }
      return time;
}
msg.payload = SQLStr2
return msg;
</code>

function函数（空值记录）：用于编写SQL语句，记录SOAP返回的空值和故障值写入到数据内。

<code style="margin-left:0">var SQLStr //定义SQL语句
var GetData
GetData= msg.payload
 
if(GetData == "EmptyData")
{
    SQLStr = "update GetallOrderEvent set ResponseTime = '" + getCurrentDate(2) + "',ResponseStatus = 'ConnGood，EmptyData' where ID = (select  ID from (select  ID from GetSeqOrderEvent   order by ID desc limit 1 ) as a )"
    msg.payload = SQLStr
    return msg;
}
else if(GetData.fault)
{
    SQLStr = "update GetallOrderEvent set ResponseTime = '" + getCurrentDate(2) + "',ResponseStatus = '" +GetData.fault[0].faultcode[0]._ + "' where ID = (select  ID from (select  ID from GetallOrderEvent   order by ID desc limit 1 ) as a )"  
    msg.payload = SQLStr
    return msg;
}
else  //除此之外，啥都不输出
{
    
}
//调用getCurrentDate(1) 会返回当前日期  格式 2020-01-01
//调用getCurrentDate(2) 会返回当前日期时间 格式 2020-01-01 01:01:01
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){
        time = year + "-" + month + "-" + date;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){
        time = year + "-" + month + "-" + date+ " " + hour + ":" + minu + ":" + sec;
      }
      return time;
}
msg.payload = SQLStr
return msg;
</code>

Delay延时节点（限制1msg/s）：用于限制数据流，此处设置为1秒1条信息流通过，为了避免信息流拥挤。

Change设定节点（设定SQL语句）：用于配合后面的MySQL数据库连接节点使用，设定上一节点的信息传输到下一节点的topic属性内。

Mysql节点（MySQL）：用于连接MYSQL 数据库，执行前面编写的SQL语句。

点击上面Databas后面的小铅笔（编辑）按钮后，设置MySQL数据库的连接参数。

以下为辅助节点，用于报警，状态获取，手动触发等功能。

Status（状态）请求状态：用于获取SOAP连接节点的状态，将其连接状态信息通过后面节点记录到数据库内。

Function函数（响应事件记录）：用于将SOAP连接节点的状态信息编写为SQL语句，记录到数据库内。

<code style="margin-left:0">var SQLStr //定义SQL语句
var objStatus = new Object()  //定义对象存储节点状态
if("text" in msg.status) //如果上一节点状态对象内包含text属性，表示有故障存在
{
    objStatus.text = msg.status["text"]  //获取故障信息
    objStatus.name = msg.status["source"]["name"]
    SQLStr = "update GetallOrderEvent set ResponseTime = '" + getCurrentDate(2) + "',ResponseStatus = '" + objStatus.text + "',ResponseNode ='" + objStatus.name + "' where ID = (select  ID from (select  ID from GetallOrderEvent   order by ID desc limit 1 ) as a )"
    msg.payload = SQLStr
    return [msg,null];  //第一个出口输出故障信息
}
else  //如果上一节点状态对象内不包含text属性，表示无故障存在，响应正常
{
    objStatus.text = "ConnectGood"
    objStatus.name = msg.status["source"]["name"]
    SQLStr = "update GetallOrderEvent set ResponseTime = '" + getCurrentDate(2) + "',ResponseStatus = '" + objStatus.text + "',ResponseNode ='" + objStatus.name + "' where ID = (select  ID from (select  ID from GetSeqOrderEvent   order by ID desc limit 1 ) as a )"
    msg.payload = SQLStr
    return [null,msg];  //第二个出口输出正常响应
}
//调用getCurrentDate(1) 会返回当前日期  格式 2020-01-01
//调用getCurrentDate(2) 会返回当前日期时间 格式 2020-01-01 01:01:01
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){
        time = year + "-" + month + "-" + date;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){
        time = year + "-" + month + "-" + date+ " " + hour + ":" + minu + ":" + sec;
      }
      return time;
}
</code>

Function函数（请求事件记录）：用于记录发起SOAP连接的请求时间，将其记录到数据库。

<code style="margin-left:0">var SQLStr //定义SQL语句
//记录请求事件时间
SQLStr = "insert into GetallOrderEvent(RequestTime) Values ('"  + getCurrentDate(2) + "')"
 
//调用getCurrentDate(1) 会返回当前日期  格式 2020-01-01
//调用getCurrentDate(2) 会返回当前日期时间 格式 2020-01-01 01:01:01
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){
        time = year + "-" + month + "-" + date;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){
        time = year + "-" + month + "-" + date+ " " + hour + ":" + minu + ":" + sec;
      }
      return time;
}
msg.payload = SQLStr
return msg;
</code>

function函数（报警变量输出）：用于将报警SOAP请求响应的报警信息转换为对应的数字信号传输给PLC。

function函数（报警变量复位）：用于将报警SOAP请求响应正常后，将报警信息转换为对应的复位数字信号传输给PLC。

S7-out西门子PLC写入节点（MES请求异常报警）：用于连接到西门子PLC并且执行变量值写入动作。

Status状态节点（MySQL连接状态）：用于获取MySQL数据库连接状态。

Change设定（设定到全局）：用于将获取到的MysQL状态值设定到一个全局的变量。

Function函数（数据库连接异常输出）：用于判断当前数据库状态值，如果不是状态，都认为异常，写到PLC内对应报警变量。

<code style="margin-left:0">var sta = msg.status.text
if( sta == "OK" || sta == "connected") //如果状态正常，就复位报警变量
{
    msg.payload = 0  //函数返回0
    return msg;
}
else
{
     msg.payload = 1  //函数返回1   //如果状态不正常，就触发报警变量
    return msg;  
}
</code>

S7-out西门子PLC变量写入节点（数据库连接异常报警）：用于将上一节点编写的异常报警信号写入到PLC内对应的变量上。

Function函数（检测PLC信号）：用于判断PLC内变量值为1时才允许触发后面的程序（模拟一种上升沿信号）。

Change设定（获取全局）：获取数据库连接异常信号，如果异常，则阻止手动请求信号继续执行。

Function函数（手动请求任务号）：用于编写手动请求时，SOAP连接的任务号，规定以“999”结尾的任务号为手动请求回来的。

<code style="margin-left:0"> var sta = msg.payload
 
if( sta == "OK" || sta == "connected") //判断数据库连接是否正常
{
 
  msg.payload = getCurrentDate(2) + "999" //后缀为999的任务号为手动请求
  return msg;
}
function getCurrentDate(format) //获取当前日期时间函数
{
      var now = new Date();
      var year = now.getFullYear(); //得到年份
      var month = now.getMonth();//得到月份
      var date = now.getDate();//得到日期
      var day = now.getDay();//得到周几
      var hour = now.getHours();//得到小时
      var minu = now.getMinutes();//得到分钟
      var sec = now.getSeconds();//得到秒
      month = month + 1;
      if (month < 10) month = "0" + month;
      if (date < 10) date = "0" + date;
      if (hour < 10) hour = "0" + hour;
      if (minu < 10) minu = "0" + minu;
      if (sec < 10) sec = "0" + sec;
      var time = "";
      //精确到天
      if(format==1){
        time = year + "-" + month + "-" + date;
      }
      //精确到分
      else if(format==2){
        time = year +  month  + date+  hour + minu +  sec;
      }
      return time;
}
</code>

Delay延时（延迟2秒）：接受到手动请求信号2秒后，将该信号复位。

未完待续

李大拿家的王小拿

2022年8月

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当MES遇上PLC——SOAP篇（上）（含调试程序）

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