MQTT网关快速连接三菱系列PLC实现远程监控

__MQTT协议网关串口连接三菱FX3UPLC操作说明 __

__MQTT协议网关串口连接三菱FX3UPLC操作说明v1.2 __

前言：MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议的特点是轻量、简单、开放和易于实现的，同时，三菱PLC广泛应于工业控制领域，是一款性能高、稳定性强的PLC设备。

此文档将介绍如何使用MQTT协议网关串口连接三菱FX3U PLC，将PLC的数据通过MQTT协议传输到腾讯云MQTT数据平台，用户可以在腾讯云的MQTT台上实时接收到三菱PLC的数据，实现将PLC数据上云，远程监控数据的功能。

使用流程

流程如下，首次使用网关按照以下流程就可以实现将的PLC数据上传到腾讯云的MQTT服务器，实现数据采集。

下文将按照此流程分步进行介绍说明。

准备工作

需要准备如下物品

1. 三菱FX3U PLC一台
2. MQTT协议网关一台，天线和电源适配器（以下用LF220作为实例）。
3. SIM卡一张，有流量，大卡(移动，联通或者电信卡)。
4. 联网电脑一台（XP/Win7/Win8/Win10操作系统）。
5. 能登录腾讯云的账号（本文以新开通的账号为例）。
6. USB转RS232线、网线、电工工具、导线若干。

LF220网关准备工作

网关相关技术参数与使用说明，可参考《LF220边缘计算网关使用手册V1.1》。

保证网关可以正常联网，可通过4G卡（移动/联通/电信流量卡，大卡）联网（需接上随网关附带的天线）或通过网线联网（需将路由器出来的网线接到网关的WAN口）；

网关接12V或24V直流电源，上电。（注意，电源正负极不要接反）。

PLC准备工作

PLC连接电源（注意电源是24VDC还是220VAC），将编程电缆插上PLC的COM口，另一端连LF220的RS232或PLC的485串口连接到LF220对应的接线端子上。本案例以RS232串口为例进行讲解。以国产FX3UPLC为例，接线如下图：

接线线序：使用2 个DB9公头，将网关2引脚接PLC的3引脚，网关3引脚接PLC的2引脚，网关的5引脚接PLC的5引脚，交叉连接。

电脑的准备工作

电脑安装“蓝蜂MQTT网关配置工具压缩包”。

进入蓝蜂官网，点击【资源中心】→【技术手册】→【蓝蜂MQTT网关配置工具压缩包】，如图：

※本客户端为免安装客户端，下载后请使用解压软件进行解压缩操作，打开解压缩后的文件夹，双击“蓝蜂MQTT网关配置工具.exe”文件，即可启动蓝蜂MQTT网关配置工具。

__使用方式：__启动蓝蜂MQTT网关配置工具，会开启命令行窗口并启动电脑内默认浏览器，在浏览器内进行配置操作，请勿关闭已打开的命令行窗口，或修改浏览器内地址，否则将无法正常使用配置工具。

__推荐浏览器：__Chrome浏览器，Edge浏览器，360浏览器。

__不推荐浏览器：__不推荐使用IE浏览器，火狐浏览器，世界之窗浏览器。

MQTT服务器准备工作

需要准备一台MQTT服务器，实体服务器、云服务器（腾讯云、华为云等）均可。使用云服务器，需要配置网关的MQTT上报脚本，必须要满足云服务器的格式。

本文以腾讯云服务器介绍。

进入腾讯云平台官网，登录账号，然后点击右上角控制台。

进入控制台后，选择【产品】→【物联网】→【物联网设备服务】→【物联网通信】。或直接搜索“物联网通信”。

注：第一次使用腾讯云 平台物联网服务器需要先开通服务才能使用，跟随界面提示点击即可。

腾讯云平台配置步骤

成功登陆腾讯云平台以后，需要进行配置，按照如下步骤操作。

创建产品

点击实例，可进入实例详情，点击【概览】→【查看详情】→【创建新产品】，如图。

【产品名称】：可自定义填写，会在“设备所属产品”中进行展示。本文以“product”为例。

其余选项如图填写即可。

添加设备

创建产品完成后，点击确认，可进行添加设备，点击“管理”。

【产品ID】非常重要，需要记录下来，即【Product ID】，后面会用到。

点击“设备列表”，选择“添加新设备”。

设备名称任意填写，本文以“ equip ”为例。

获取连接腾讯云平台的参数

点击【产品列表】，可查看设备的连接参数以及其他详细信息。

【Client ID】【MQTT Username】【MQTT Password 】非常重要，建议记录下来。

注意，此处信息是有有效期的， 如需要更长时间有效期，请参考【算法生成】自行编写脚本程序。或联系蓝蜂技术人员。

点击【概览】，可获取到MQTT平台的参数。其中，“${productid}”为【产品ID】，使用时直接更换即可。

至此，腾讯云平台已经配置完毕，需要记录的内容有：【Client ID】、【MQTT Username】、【MQTT Password】、【产品ID】、端口号、接入地址。

MQTT网关登陆平台配置步骤

登录

MQTT网关支持本地串口配置和远程无线配置两种方式连接网关进行配置。

※本地串口配置方式

使用本地串口配置方式，如图：

使用232串口进行本地配置，将网关的RS232口使用USB转232线接到电脑上，填写配置参数，包括选择通讯口，波特率，数据位，数据校验，停止位。默认参数为115200，8，无，1。

【读取网关串口参数】：如果对于串口参数并不了解，可点击“读取网关串口参数”按钮，客户端会主动搜索并填入已选中的串口的参数。

【记住配置】：点击“记住配置”按钮后，会记住当前配置，避免每次进入时需要重新配置的问题，再次进入时可直接进行连接操作。

点击“立即连接”按钮，可进入网关配置工具进行配置。

※远程无线配置方式

当第一次拿到设备时，网关内部默认服务器为蓝蜂的MQTT服务器，使用“远程无线配置”可直接通过蓝蜂MQTT服务器对网关进行远程配置，修改网关参数。

需填写对应的参数：

【网关SN码】：网关SN码__必须__为要连接的目标网关。SN码位于网关机身。

【客户端id】：电脑登录MQTT服务器的ID，随机生成，也可以自行填写，最多200个字符，不能与其他设备设置的客户端id重复。

【用户名】【密码】： 蓝蜂默认用户名、密码均为test

【IP/域名】：蓝蜂MQTT服务器网址为110.249.137.42

【端口】： 蓝蜂MQTT服务器端口号为1883

其余项目不需要修改，连接成功后即可进入网关配置界面对网关设置进行修改。

注意，远程无线配置功能对于一般实体MQTT服务器来说可以直接使用，只需要填写好对应MQTT服务器参数即可进行远程无线配置。针对于阿里云、腾讯云等部分有限制的MQTT服务器来讲，此功能不建议使用。

网关概况

当连接成功后，即可进入网关配置页面，在此界面中可以查看到网关的基本信息、资源使用情况、服务器连接状态等，同时也可以对网关进行相应的配置。

关于网关基本信息的具体介绍，见《蓝蜂MQTT网关配置工具使用说明》第4.1节。

注意：LF220最多支持添加2000个变量。

MQTT连接配置

MQTT配置页面可用于填写MQTT服务器参数，具体介绍内容见《蓝蜂MQTT网关配置工具使用说明》第4.2节。首次拿到网关需要进行MQTT连接配置，可用于配置连接的MQTT服务器的参数。配置完成后，网关即可连接MQTT服务器，如图， 图中所有参数均从腾讯云处拿到，详见本文第3.3节 ：

在填写IP/域名时，需要将腾讯云提供的域名中“${productid}”替换为【产品ID】。

此处所有的配置是从腾讯平台处获取的，复制时不要添加或删除任何字符，否则将无法连接腾讯云MQTT平台。

填写完成后点击保存按钮，需要重启网关，配置才会生效。建议使用串口连接。如使用远程连接修改的此处参数，当网关重启后就不能远程修改了，只能使用串口连接。

驱动管理

驱动管理用来配置网关与下位机的驱动管理，支持创建/编辑，删除驱动，设置通讯口配置信息等，如图。点击右侧的【驱动管理】→【通讯口配置】。由于是第一次配置，此处为空，需要先配置和下位机的通讯参数，再添加对应的驱动。

我们需要使用RS232口与PLC进行通讯，所以需要配置RS232的参数。如下图。三菱默认的串口参数为9600、7、偶、1。

【通讯口配置】：点击通讯口配置下面有3个通讯端口项，【RS232】、【RS485】和【LAN】，分别对应网关上的3个数据通讯端口，3个通讯口可以同时和下位机进行通讯。可按照需要对相应通讯口进行配置。

注意：由于使用的是RS232口与三菱PLC通讯，需要修改RS232的参数，此时保存参数后网关会重启，电脑需要重新与网关进行连接。

【+新增】：点击此处创建驱动，可根据实际使用需求进行选择填写。

【驱动名称】：自定义。不限中英文，不限标点符号，包括空格，最大支持20个字。

【品牌】、【型号】：根据需要选择品牌型号，网关会根据您选择的品牌型号的专有协议跟设备进行通讯。本案例连接三菱FX3U PLC，所以【品牌】选择“三菱”，【型号】选择“FX3U”。

【设备地址】：必填项，和PLC中设置的地址一致。如果找不到从站，可以去PLC中程序中读取。三菱协议没有从站号，所以此处不需要修改，默认填写1即可。

完成后点击确定即可看到新创建的驱动。

变量管理

首先我们需要拿到PLC端的地址表，点击右侧的【变量管理】→【新增】，在弹出窗口中填写实际采集参数。此处的【寄存器类型】和【寄存器地址】需要和PLC的地址表一致。地址表见后方说明。

注：

1、网关会将创建的所有变量数据根据设置的上报时间，自动上传到腾讯云平台。

2、MQTT网关配置工具支持变量的复制/导入/导出功能，使用【复制】可以快速添加变量。

具体内容介绍见《蓝蜂MQTT网关配置工具使用说明V1.0》第4.5.2节和4.5.3节。

※变量名称说明：

【仪表、PLC】：必填，选择刚才创建的三菱FX3U即可。

【变量表示（key）】：必填，自定义即可。注意不能有重复的名称。

【寄存器类型】：必填，填写对应三菱FX3U的寄存器类型。

【寄存器地址】：必填，地址填写时不带寄存区标志符，与实际寄存器地址一致。例如，X00写0，Y10写10，D200写200。

【数据类型】：必填，根据实际需要选择即可。

【死区设置】：具体内容见后方的“？”获取帮助。

【读写方式】：可根据需求自行修改该寄存器的读写方式，默认为只读。

【采集公式】：可根据需求自行编写公式，需要使用英文字符。具体内容介绍见《蓝蜂MQTT网关配置工具使用说明V1.0》第4.5.4节。

地址表示例：

PLC实际寄存器地址

平台变量填写地址

寄存器类型

X00

0

X输入寄存器

Y10

10

Y输出寄存器

D200

200

D数据寄存器

M20

20

M辅助寄存器

数据上报和写入配置

由于腾讯云平台没有限制数据上报的格式，我们以网关默认格式进行介绍。但仍需要在“蓝蜂MQTT网关配置工具”中配置数据主题。

数据上报配置设置

打开腾讯云平台，点击【产品列表】→【Topic列表】→【自定义topic】，其中【订阅和发布】即为数据上报配置中的主题。如图：

点击确定按钮，配置完成，需要重启网关，配置才会生效，将网关接入设备后，采集到的数据就可上报到腾讯云平台了。上报内容格式为网关默认格式，可点击后方“？”进行查看。

腾讯云没有格式限制，如果客户自己在使用时需要使用自己的格式，可以将“加工函数”修改为“自定义脚本”，在对话框中进行编辑。脚本必须为JSON格式。

另外，上报主题可以根据需求添加多个。

写变量配置

打开腾讯云平台，点击【产品列表】→【设备列表】→【Topic列表】→【管理】→【自定义topic】，其中【订阅】和【发布】即为写变量配置中的请求主题和响应主题。如图：

点击确定按钮，配置完成，需要重启网关，配置才会生效，将网关接入设备后，就可以在腾讯云对现场PLC数据进行手动修改了。上报内容格式为网关默认格式，可点击后方“？”进行查看。

腾讯云没有格式限制，如果客户自己在使用时需要使用自己的格式，可以将“加工函数”修改为“自定义脚本”，在对话框中进行编辑。脚本必须为JSON格式。

数据调试

点击【产品列表】→【设备列表】→【在线调试】，选择和网关上报主题一样的Topic，即可在右侧实时日志中查看到上报信息。

其他功能

LF220支持PLC远程下载、断网续传、脚本功能，（透传功能不适用于腾讯云服务器）功能介绍可查看《LF220边缘计算网关用户手册》，或点击对应功能页中的“？”跳转帮助界面进行查看。

注意事项

1、LF220网关暂时不支持web配置页，目前暂时不能设置交换机和路由器模式。

2、在打开蓝蜂MQTT网关配置工具之后，请勿关闭已打开的命令行窗口，或修改浏览器内地址，否则将无法正常使用配置工具。

3、配置成腾讯云服务器以后，再次配置网关时只能使用RS232转USB本地配置，不能使用在线配置。

4、配置LF220网关参数时必须要和腾讯云服务器中设置的一致。

5、腾讯云服务器（或其他服务器）有自己固定的格式，需要编写对应的脚本。腾讯云服务器脚本按照文档中填写的即可，可以直接复制粘贴。

6、如果串口232是7位时，串口连接点击升级，升级成功客户端不会提示升级成功，但是网关实际会升级成功。

7、蓝蜂MQTT网关配置工具的网关编码格式为UTF-8。

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

审核编辑 黄宇