2026/2/12 10:08:56
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设计一个工业自动化监控系统#xff0c;使用MODBUS TCP协议与PLC通信#xff0c;实时读取温度、压力等传感器数据#xff0c;并在Web界面上展示。系统应包含数据可视化图表、报…快速体验打开 InsCode(快马)平台 https://www.inscode.net输入框内输入如下内容设计一个工业自动化监控系统使用MODBUS TCP协议与PLC通信实时读取温度、压力等传感器数据并在Web界面上展示。系统应包含数据可视化图表、报警功能当数据超过阈值时触发并支持历史数据查询。后端使用Python Flask框架前端使用HTML/CSS/JavaScript。点击项目生成按钮等待项目生成完整后预览效果MODBUS协议在工业自动化中的实际应用案例最近参与了一个工业自动化监控系统的开发项目使用MODBUS TCP协议实现了PLC与上位机的通信。这个系统主要用于实时监控工厂车间的温度和压力数据并将采集到的数据通过Web界面展示出来。下面分享一下具体的实现过程和经验总结。系统整体架构设计硬件层采用西门子S7-1200 PLC作为下位机连接多个温度传感器和压力变送器。这些传感器通过4-20mA电流信号将测量值传输给PLC。通信层使用MODBUS TCP协议实现PLC与上位机服务器的通信。MODBUS协议在工业自动化领域应用广泛具有协议简单、兼容性好等特点。服务层采用Python Flask框架搭建后端服务负责与PLC通信、数据处理和API提供。展示层前端使用HTML/CSS/JavaScript构建配合ECharts实现数据可视化展示。MODBUS TCP通信实现PLC配置首先需要在PLC中配置MODBUS TCP服务器功能设置好IP地址和端口号。西门子PLC需要使用TIA Portal软件进行配置。Python通信模块后端使用Python的pymodbus库实现与PLC的通信。这个库提供了方便的MODBUS协议实现支持TCP和RTU两种模式。数据读取系统需要定期读取PLC保持寄存器中的数据。在MODBUS协议中保持寄存器通常用于存储过程数据每个寄存器可以存储16位数据。数据解析从PLC读取到的原始数据需要根据实际应用进行解析。例如温度值可能是以0.1℃为单位的整数值需要除以10得到实际温度。数据存储与处理实时数据缓存使用Redis作为实时数据缓存存储最新的传感器数据供前端快速访问。历史数据存储采用MySQL数据库存储历史数据方便后续查询和分析。数据表设计需要考虑时间戳、设备ID、测量值等字段。数据预处理对采集到的数据进行简单的预处理如去除异常值、平滑处理等提高数据质量。Web界面实现实时监控前端页面使用WebSocket与后端保持长连接实现数据的实时更新。ECharts库用于绘制温度、压力的实时曲线图。报警功能当温度或压力超过预设阈值时系统会在界面上显示报警信息并可以通过邮件或短信通知相关人员。历史查询提供日期选择器用户可以查询任意时间段的历史数据并以图表形式展示。开发中的经验总结MODBUS地址映射不同厂家的PLC对MODBUS寄存器的映射方式可能不同需要仔细查阅设备手册。我们在开发中就遇到了地址偏移的问题调试了很久才发现。通信稳定性工业现场网络环境复杂需要增加通信异常处理机制如重试、超时等提高系统鲁棒性。数据同步由于MODBUS协议本身不支持订阅模式需要合理设置轮询间隔既要保证数据及时性又要避免给PLC造成过大负担。安全考虑虽然MODBUS TCP协议本身没有加密机制但在工业环境中还是需要考虑网络安全可以通过防火墙规则限制访问IP。这个项目让我深刻体会到MODBUS协议在工业自动化中的重要性。它的简单可靠使其成为工业通信的事实标准虽然功能不如一些新协议强大但在大多数场景下已经足够使用。在开发过程中我使用了InsCode(快马)平台来快速搭建和测试系统的Web界面部分。这个平台提供了完整的开发环境无需配置本地环境就能直接编写和运行代码特别适合快速原型开发。最方便的是它的一键部署功能让我可以随时将开发中的版本分享给团队成员查看效果大大提高了协作效率。对于工业自动化这类需要快速迭代的项目来说这样的工具确实能节省不少时间。快速体验打开 InsCode(快马)平台 https://www.inscode.net输入框内输入如下内容设计一个工业自动化监控系统使用MODBUS TCP协议与PLC通信实时读取温度、压力等传感器数据并在Web界面上展示。系统应包含数据可视化图表、报警功能当数据超过阈值时触发并支持历史数据查询。后端使用Python Flask框架前端使用HTML/CSS/JavaScript。点击项目生成按钮等待项目生成完整后预览效果