Unstack Machine - 上位机和下位机通讯

这篇文章只作为工作记录和个人感悟。

作为刚入职的新人，第一个接到的项目就很有挑战性。项目要求是对一摞从高温烘烤箱里拿出来的磨片进行分拣，如下图所示：

可以看到，每个磨片之间有一层特氟龙片进行间隔，每隔十个磨片有一个铝合金片。项目的主要任务就是将特氟龙，铝合金片和磨片都分类放在不同的post上，之后会有图片解释什么是post.

第一个task是建立一个TCPsocket，实现上位机（机械臂和机器视觉）和下位机（PLC）的通讯。这里所使用的PLC是Delta的，使用的通讯协议是modbus，而机器视觉（Halcon）是基于C#运行的。机械臂本身虽然支持I/O串口通讯，但是只有16个input和16个output端口，略少。所以决定使用一个MCU作为信息交互的中转站，所有的信息处理都在MCU上运行。这里就要求基于C#写个程序，可以同时实现和机械臂，Halcon和PLC的通讯。具体的程序我发到Github上了，有需要的话可以去查看 TCP socket for Modbus. 这里就不再赘述关于代码的内容了，只来谈谈我遇到的困难和一些思考。
第一个遇到的困难是如何使用socket和PLC进行通讯，众所周知，PLC上有很多registers和coils，而我们每次运行的时候其实也是在不断读取和存储不同的数值。这里就有一个问题，我使用的PLC是基于Modbus通讯协议的，而这个协议要求将想发送的内容按照一定的结构用16进制代码封装。作为第一次接触modbus，它的frame格式确实对我相当不友好。首先，让我们看一下Modbus的封装格式：网上有很多介绍的文章，这里就随手找了一篇，截了张图，《今天讲一讲modbus - Orienfish》

可以看到，这里有个功能码，这个功能码的说明是这样的：

这也就是说，每次想要读取或者存储一个数值的时候，需要用不同的功能码，而且寄存器和coils的对应的功能码是不一样的，这点儿就和PC端的编程很不一样，而且作为一个C programmer， 使用C#实现modbus通讯在最开始真是折磨。

其次还有一点，也是让我吃了大亏的，就是modbus的数值返回顺序，因为他的读取顺序竟然是反的，通俗来说，就是你想知道寄存器编号1到4号上面都存了什么，你发送一个读取请求给PLC，然后它返回的竟然是4，3，2，1号寄存器对应的值，最恶心的是，在寄存器上，因为是16进制编码，所以返回的每两个字符对应一个值。举个简单的例子，你想获得数据（”12“，”34“，”56“），而modbus传回的会是（“56”，“34”，“12”）。极其蛋疼。

下一个遇到的难点是如何将数据发回机器人端，这里有个小tip一定要注意，可能每个机械臂的编程语言都不太一样，但是要注意的是，返回回去的一般都是一个string类型的值，但是要在末尾加上/r或者/n，我当时就是没注意这个点，卡了好半天。因为这个错误是隐式错误，不会报错。

剩下的到周末再继续更新吧。