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Implementação do projeto MPEU com MS-Visual Studio

MODBUS

PU

BLI

CA

CLIENTE_1

MOSQUITTO CLIENTE_2

PUBLICA

ASSINA

projeto MPEU

PROGRAMANDO EM VISUAL BASIC NO MS-VISUAL STUDIO

•Baseada em elementos gráficos (controles) e, atualmente, com recursos para programação orientada por objetos

•Possibilita o desenvolvimento de aplicativos para Windows com baixo custo e tempo

•Teve início com um IDE (Integrated Development Environment) dedicado: VB 3.0; VB 4.4; VB5.0 e VB6.0

•Em 2001, com o lançamento da plataforma .NET Framework , a Microsof lançou o Visual Studio com sendo o novo IDE para programação em VB, C++, C# e outros.

•A partir de 2010 a Microsoft lançou um versão gratuita do Visual Studio e foi denominada com Visual Studio Express e atualmente é conhecida como Community e já está na versão 2019.

INICIANDO UM PROJETO EM VISUAL BASIC. .NET Versão Community 2017

A versão atual do Visual Basic possibilita, além de aplicativos baseados em formulários, a criação de versões do tipo console, biblioteca de classes e as WPF (Microsoft Windows Presentation Foundation )

Selecione a opção “Aplicativo do Windows Forms” Crie uma pasta específica para armazenar o projeto. Dê um nome para o mesmo e acione o botão “OK” . Evite manter o nome genérico para o projeto, tal como “windowsApp1”.

Um formulário funciona como um pano de fundo para inserção dos controles que serão visíveis em tempo de execução.

Após acionar o botão “OK” aparece (automaticamente) um formulário vazio; o “Gerenciado de Soluções” ; a “caixa de ferramentas” ; a”lista de propriedades”;...

Leiaute do IDE para aplicativos do tipo Windows Forms

Mude o nome do formulário de Form1 para , por exemplo, MAQUINAS.

Para adicionar um controle ao formulário Arraste-o e solte-o no local desejado ou execute um “duplo click” sobre ele.

Alterando propriedades do formulário principal e incluindo controles

A parte seguinte desta apostila foi retirada da apostila anterior (programando em Visual Basic 2010) disponível em :

http://www.labusig.ufpr.br/cnc/apst_VB_2010_express.pdf ou

http://www.labusig.ufpr.br/cnc/apst_VB_2010_express.pptx

A apostila 2010 aborda o seguinte :

•Montagem do leiaute com controles de texto e rótulos para entrada e saída de dados

•Tipos e declarações de variáveis

•Operadores

•Atribuição de valores

•Manipulação de strings

•Iterações

•Condicionais

•Arquivos (leitura e gravação)

•Controles para leitura e gravação de dados em arquivos

•Funções e sub-rotinas

http://www.labusig.ufpr.br/cnc/apst_VB_2010_express.pdf



Além dos slides da apostila anterior, foram acrescentados os seguintes

tópicos: • Inclusão de pacotes • Inclusão de Referências • Inclusão de classes • Criação do aplicativo “MAQUINAS” para publicação de mensagens no Broker Mosquitto • Criação do aplicativo “NUVEM” para assinatura e recebimento de mensagens enviadas pelo aplicativo “MAQUINAS” por meio do Broker Mosquitto • Interfaceamento do aplicativo “MAQUINAS” com a rede Fieldbus do Laboratório de Usiangem * Monitoramento do torno CNC e sua publicação em nuvem

Inclusão de pacotes do NuGet em projetos MS-Visual Basic

Pacotes contêm classes que podem ser utilizadas em outros aplicativos

Inclusão do pacote M2Mqtt desenvolvido por Paulo Patierno para establecer as conexões para publicação e assinatura no

broker Mosquitto

Após a inclusão do pacote M2Mqtt acerte o leiaute do formulário principal, tal como sugerido abaixo

Group box

TextBox

label Button

Controle Nome

Texbox1 TbTpcPub

Texbox2 TbMsgPub

Button1 BtPub

Button2 BtFim

Renomeie os seguintes controles :

Altere a propriedade text dos labels

Mude cores e fontes de acordo com o seu interesse

Dê um “duplo click” na área interna do formulário principal e inclua as classes utilizando o comando “imports”

'classes do pacote M2Mqtt Imports uPLibrary.Networking.M2Mqtt Imports uPLibrary.Networking.M2Mqtt.Messages 'classe para tratamento de texto: Imports System.Text

Estas classes devem ser incluídas antes do formulário principal (classe MAQUINAS)

Dê um “duplo click” na área interna do formulário principal para abrir e editar o evento “Load”. Declare as

variáveis “client” e “clientId” antes do evento “Load”

Dim client As MqttClient Dim clientId As String

Inclua o código para estabelecer a conexão com o broker no evento “Load”

Private Sub MAQUINAS_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load

'CÓDIGO PARA CONEXÃO COM O BROKER MOSQUITTO - DESENVOLVIDO POR PAULO PATIERNO 'Dim BrokerAddress As String = "85.119.83.194" 'ENDEREÇO ALTERNATIVO Dim BrokerAddress As String = "test.mosquitto.org" client = New MqttClient(BrokerAddress) ' // GERA UM IDENTIFICADOR ÚNICO PARA CLIENTE A CADA INÍCIO DO APLICATIVO MAQUINAS clientId = Guid.NewGuid().ToString() client.Connect(clientId) End Sub

Dê um “duplo click” no botão “PUBLICA” para abrir e editar o evento “click”. Inclua o código para publicação das mensagens

nos tópicos que serão digitados em tempo de execução nos controles de texto

If (TbTpcPub.Text <> "") Then '' // whole topic Dim Topic As String = "/ElektorMyJourneyIoT/" + TbTpcPub.Text + "/test" '' // publish a message with QoS 2 client.Publish(Topic, Encoding.UTF8.GetBytes(TbMsgPub.Text), MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE, True) Else MessageBox.Show("Vc tem que informar o tópico a ser publicado!") End If

Dê um “duplo click” no botão “ENCERRA” para abrir e editar o evento “click”. Inclua o código para desconexão

com o broker e encerramento do aplicativo

'desconecta do broker client.Disconnect() 'fecha aplicativo End

Esses dois últimos eventos devem ficar assim....

Compile o projeto para verificar inconsistências “aperte a tecla F5”

A tela final deve ficar assim....

Click no botão “ENCERRA” e feche o aplicativo. Ele será testado mais tarde

Repita os passos anteriores para iniciar o novo aplicativo. Se quiser, dê o nome de sua preferência para ele e o formulário

principal e monte os controle conforme o leiaute sugerido abaixo

Controle Nome

Texbox1 TbTpcAsnd

Texbox2 TbMsgRcb

Button1 BtAsnd

Button2 BtFim

Renomeie os seguintes controles :

Altere a propriedade text dos labels

Mude cores e fontes de acordo com o seu interesse

Inclua o pacote M2Mqtt e importe as suas classes para dentro do aplicativo, conforme mostrado nos

slides anteriores

O evento “Load” deverá ser programado conforme abaixo:

Private Sub Nuvem_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load 'PROGRAMA DESENVOLVIDO POR PAULO PATIERNO 'Dim BrokerAddress As String = "85.119.83.194"'ENDEREÇO AUXILIAR Dim BrokerAddress As String = "test.mosquitto.org" client = New MqttClient(BrokerAddress) 'cria uma gerenciamento do HANDLER ... PARA RECEBER AS MENSAGENS DISPARADAS 'UM EVENTO DO BROKER SERÁ PROCESSADO AUTOMATICAMENTE 'VEJA DEFINIÇÃO EM: https://docs.microsoft.com/pt-br/dotnet/visual-basic/language-reference/statements/addhandler-statement AddHandler client.MqttMsgPublishReceived, AddressOf client_MqttMsgPublishReceived Application.DoEvents() ' // usa um identificador único toda vez que iniciar este aplicativo clientId = Guid.NewGuid().ToString() client.Connect(clientId) End Sub

Crie uma rotina nova (Sub) abaixo do evento “Load” nomeando-a por “client_MqttMsgPublishReceived” e insira o

código abaixo:

Sub client_MqttMsgPublishReceived(sender As Object, e As MqttMsgPublishEventArgs) Dim ReceivedMessage As String = Encoding.UTF8.GetString(e.Message) 'tem que testar se existem linhas( trheads) separadas 'vide exemplo em: https://dotnetbrowser.support.teamdev.com/support/solutions/articles/9000119178--cross-thread-operation-not-valid-control-accessed-from-a-thread-other-than-the-thread-it-was-create If Me.TbMsgRcb.InvokeRequired Then BeginInvoke(Sub() Me.TbMsgRcb.Text = ReceivedMessage End Sub) Else Me.TbMsgRcb.Text = ReceivedMessage End If End Sub

Programe o evento “Click” do botão “ASSINA TÓPICO” conforme código abaixo

If (TbTpcAsnd.Text <> "") Then '// todo o tópico:::??? Dim Topic(0) As String Topic(0) = "/ElektorMyJourneyIoT/" + TbTpcAsnd.Text + "/test" Dim Qs(0) As Byte Qs(0) = 2 ' // assina o tópico com QoS 2 client.Subscribe(Topic, Qs) Me.TbMsgRcb.Text = "" Else MessageBox.Show("Vc deve entrar o nome do tópico para assinar!") End If

Programe o evento “Click” do botão “ENCERRA” conforme código abaixo

Dim Topic(0) As String Topic(0) = "/ElektorMyJourneyIoT/" + Me.TbTpcAsnd.Text + "/test" client.Unsubscribe(Topic) client.Disconnect() End

Compile o projeto para verificar inconsistências “aperte a tecla F5”

A tela final deve ficar assim....

Abra o projeto anterior “MAQUINAS” e faça um teste para verificar se a comunicação com o broker Mosquitto está funcionando

De volta ao primeiro projeto “MAQUINAS” ....

Abra o projeto com o Visual Studio e insira o

pacote “KONECT-V19.dll” como uma

referência

Baixe o pacote “KONECT-V19.dll” no link: E armazene-o na pasta do projeto “MAQUINAS”

Após selecionado, o pacote “KONECT-V19” Deverá aparecer na lista de Referencias do GERENCIADOR DE SOLUÇÕES

Inserindo referências em projetos do Visual Basic

Pressione “OK” para confirmar a inserção da Referência

Algumas informações sobre a classe KONECT...

Medidor

Konect CRC

SerialPort ConstKron

EltPar

Notação UML


Medidor

EndMed: Byte ArqSd: String SrPort: SerialPort StatusMd: Byte Grnd(): Eltpar() TmpInc: Float LstGrv: String ConstProj: ConstKron ReadGrnd(): Boolean Readstatus(): As Byte SetGrndZ()


Konect

Lfunc: Byte Crcerro: Byte RegIni: Integer QtReg: FrameRiR: RcbDados:

ReadGrnd(): Boolean Readstatus(): Byte SetGrndZ() MntFrame() Leitura(): Boolean

Índices das grandezas medidas conforme definido no método SetGrndZ

ÍNDICE NOME UNIDADE DIMENSIONAL

0 Tensão trifásica W

1 Tensão linha 1 V

2 Tensão linha 2 V

3 Tensão linha 3 V

4 Tensão fase/fase (A-B) V

5 Tensão fase/fase (B-C) V

6 Tensão fase/fase (C-A) V

7 Corrente trifásica A

8 Corrente de neutro A

9 Corrente de linha 1 A



12 Frequência linha 1 Hz



15 Frequência Hz

16 Potência ativa trifásica W

17 Potência ativa linha 1 W



20 Potência reativa trifásica VAr

21 Potência reativa linha 1 VAr



24 Potência aparente trifásica VA

25 Potência aparente linha 1 VA



28 Fator de potência trifásico

29 Fator de potência linha 1



Índice Nome Unidade

dimensional

32 ENERGIA ATIVA POSITIVA kWh

33 ENERGIA REATIVA POSITIVA kVAr

34 ENERGIA ATIVA NEGATIVA KWh

35 ENERGIA REATIVA NEGATIVA kVAr

BLOCO I

BLOCO II

De volta ao projeto “Maquinas” – cliente 1

Selecione o controle “GroupBox1” referente ao “PUBLICADOR-PROVISÓRIO” e mude as propriedades ENABLE e VISIBLE para FALSE isto irá desabilitar e esconder, em tempo de execução, todos os controles agrupados por ele.

De volta ao projeto “Maquinas” – cliente 1

Modifique o leiaute do formulário principal incluindo os controles montados acima

De volta ao projeto “Maquinas” – cliente 1 ajuste as propriedades dos controles como indicado na tabela abaixo

CONTROLE TEXTO/FUNÇÃO NAME ENABLED

ComboBox Lista de portas

seriais

Cb1

TRUE

GroupBox

Instrumentos

disponíveis na

rede

Gb1

Monitora usinagem Gb2

NumericUpDown Endereços dos

medidores

NupD1

TextBox

Máquina Tb3

Situação Tb4

Duração Tdm

Tópico Tb2

Button

Encerra BtFim

Monitora BtLab FALSE

OBS.: LABELS NÃO PRECISAM SER ALTERADOS

Dê um “duplo click” na área interna do formulário principal e atualize as classes utilizando o comando “imports”

Estas classes devem ser incluídas antes do formulário principal (classe MAQUINAS)

'classes do pacote M2Mqtt

Imports uPLibrary.Networking.M2Mqtt

Imports uPLibrary.Networking.M2Mqtt.Messages

'classe para tratamento de texto:

Imports System.Text

'porta serial RS232

Imports System.IO.Ports

'Controle da formatação de números:

Imports System.Threading

Imports System.Globalization

Dim client As MqttClient 'CLASSE DO PACOTE M2MQTT

Dim clientId As String 'IDENTIFICADOR TIPO "ADRESS" DO CLIENTE

Public RS232 As New SerialPort 'CLASSE REFERENTE À PORTA SERIAL TIPO RS232

Public InstrMt As New KONECT_V19.KONECT ' DEFINE OBJETO DA CLASSE KONECT

Public EndInstr As Byte = 2 'endereço do instrumento (medidor) conforme cadastro na rede Fieldbus - 2 É VALOR DEFAULT DO TORNO CNC

Public FlgPar As Boolean = False 'flag que habilita execução automática de alguns eventos

Continue com o código do formulário principal aberto e atualize a declaração de variáveis da classe principal

(formulário)

Estas variáveis devem ser incluídas antes do evento LOAD do formulário principal (classe MAQUINAS)

No menu principal, selecione “Projeto” e depois “Adicionar módulo”

renomeie-o para “TestFieldbus” e pressione o botão “OK”

Dentro do editor do módulo (vide figura abaixo) inclua o código para teste do “status” dos instrumentos, tal como disponível no link:

http://www.labusig.ufpr.br/Mnf_INT/func-readStatus.txt




Dê um “duplo click” no controle NumericUpDown (NupD1) e inclua o seguinte código entre “Private Sub NupD1_ValueChanged(sender As Object, e As EventArgs) Handles

NupD1.ValueChanged” e “End Sub”

EndInstr = NupD1.Value

Select Case EndInstr

'segue cadastro já realizado na rede Fieldbus do Lab. Usinagem

Case 1 'menor valor

'medidor MKM

Tb3.Text = "TORNO CONVENCIONAL"

Case 2

'medidor KONECT

Tb3.Text = "TORNO MAZAK"

Case 3

'medidor KONECT

Tb3.Text = "CENTRO DE USINAGEM DISCOVERY"

Case Else

'medidor NÃO EXISTE AINDA

Tb3.Text = "MEDIDOR NÃO CADASTRADO NA REDE"

Tb4.Text = "INSTRUMENTO DESLIGADO"

BtLab.Enabled = False 'DESABILITA BOTÃO DA LEITURA

Exit Sub 'PUXA TOMADA!!!

End Select

If FlgPar Then ' todos os parâmentos do instrumentos já foram carregados

If Ligado(EndInstr, InstrMt) Then

Tb4.Text = "INSTRUMENTO LIGADO"

BtLab.Enabled = True 'HABILITA BOTÃO PARA INÍCIO DA LEITURA

Else

Tb4.Text = "INSTRUMENTO DESLIGADO"

BtLab.Enabled = False 'DESABILITA BOTÃO DA LEITURA

End If

End If

Dê um “duplo click” no controle Button (BtLab) e inclua o seguinte código entre “Private Sub BtLab_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles BtLab.Click” e “End Sub”

'DISPARA EVENTO PARA LER, PELA PORTA SERIAL RS232, OS VALORES ENVIADOS PELO MEDIDOR SELECIONADO

Dim msgBPS As String = "" 'TROCA MENSAGENS COM USUÁRIO

Dim TmpL As Single = CSng(Tdm.Text) 'duração do monitoramento em segundos, conforme valor digitado pelo usuário

'Define valores necessários para a configuração do instrumento

'Isto poderia ficar em um arquivo de texto do tipo "Config", mas vamos deixá-lo aqui

'por facilidade

Const Ng As Short = 35 '36 grandezas no KONECT, contando desde ZERO

ReDim InstrMt.Grnd(Ng)

'3:DEFINE ENDEREÇO DO MEDIDOR; PORTA SERIAL PARA COMUNICAÇÃO E PREFIXO PARA GRAVAÇÃO

InstrMt.EndMd = EndInstr 'esse endereço será definido pelo usuário em tempo de execução

'MAS É POSSIVEL MODIFICAR ESSA ROTINA PARA LEITURA EM TODA A REDE FIELDBUS

' DEFINE ENDEREÇO DOS REGISTROS DAS GRANDEZAS A SEREM LIDAS; OPÇÃO DE GRAVAÇÃO E OPÇÃO DE VISUALIZAÇÃO

Dim id As Short = 0 'eneumerador

' os endereços das grandezas estão ordenados sequencialmente, contando de dois em dois

' e divididos em dois blocos. Maiores detalhes vide protocolo MODBUS-KONECT Rev. 1.2 de Dezembro/2015

'BLOCO 1:

For id = 0 To 31

'inicializa objeto

InstrMt.Grnd(id) = New KONECT_V19.EltPar

'acerta endereços

InstrMt.Grnd(id).EndReg = 30003 + 2 * id

'redimensiona array da leitura

ReDim InstrMt.Grnd(id).Regs(3)

'cancela opção para gravação

InstrMt.Grnd(id).FlagGrv = False

Next

'BLOCO 2:

For id = 32 To 35

'inicializa objeto

InstrMt.Grnd(id) = New KONECT_V19.EltPar

'acerta endereços - incia com '30.201

InstrMt.Grnd(id).EndReg = 30199 + 2 * id

'redimensiona array da leitura

ReDim InstrMt.Grnd(id).Regs(3)

'cancela opção para gravação

InstrMt.Grnd(id).FlagGrv = False

Next

'################################

'ENTRA EM LOOP PARA LEITURA ENVIO DE DADAOS PARA O MOSQUITTO (28/09/19)

'TESTA SE DURAÇÃO PARA MONITORAMENTO É VÁLIDA::

InstrMt.TmpInc = Date.Now.TimeOfDay.TotalSeconds 'AJUSTA RELÓGIO...

Dim AtlTime As Double = Date.Now.TimeOfDay.TotalSeconds 'TEMPO ATUAL

Dim Topic As String = "/ElektorMyJourneyIoT/" + Tb2.Text + "/test"

' Dim Qs(1) As Byte

Do While (AtlTime - InstrMt.TmpInc) <= TmpL

If InstrMt.ReadGrnd() Then

'###EM TESTE - PUBLICA APENAS O VALOR DA POTÊNCIA

msgBPS = Tb3.Text & "//" & InstrMt.Grnd(16).VlrDec

'' // PUBLICA UMA MENSAGEM COM QoS 2

client.Publish(Topic, Encoding.UTF8.GetBytes(msgBPS), MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE, True)

End If

AtlTime = Date.Now.TimeOfDay.TotalSeconds

Loop

'FIM DAS LEITURAS:::

client.Publish(Topic, Encoding.UTF8.GetBytes("FIM DAS LEITURAS"), MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE, True)

Dê um “duplo click” no formulário principal e atualize o código do evento “LOAD”

Dê um “duplo click” no formulário principal e inclua a sub-rotina “LoadSpar” referente à configuração da porta serial

Sub LoadSpar() Dim msgBPS As String = "" 'acertando separador decimal... Dim sep As New System.Globalization.NumberFormatInfo If NumberFormatInfo.CurrentInfo.NumberDecimalSeparator = "," Then 'troca para ponto Thread.CurrentThread.CurrentCulture = New CultureInfo("en-us") NumberFormatInfo.CurrentInfo.NumberDecimalSeparator = "." End If 'define parametros comunicação serial Dim LstPort() As String = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames If LstPort.Length > 0 Then 'LISTA PORTAS SERIAIS TIPO RS-232 DISPONÍVIEIS NO MICRO 'ISTO SERÁ APENAS PARA VISUALIZAÇÃO, POIS A POSSIBILIDADE DE ALTERAR A PORTA NÃO SERÁ 'IMPLEMENTADA AGORA Cb1.Items.AddRange(LstPort) 'INCLUI LISTA NO CONTROLE TIPO "COMBOBOX" Cb1.Sorted = True 'ARRANJA EM ORDEM ALFABÉTICA Cb1.SelectedIndex = 0 'apresenta primeira porta como alternativa 'verifica EXISTE UMA PORTA aberta/fechada If Not RS232.IsOpen Then 'porta fechada, então abre RS232.PortName = "COM1" 'SERÁ MANTIDA COMO CONSTANTE, POIS SÓ EXISTE 'UM CONVERSOR DO TIPO RS232//RS485. E ELE ESTÁMONTADO NA PORTA 1 RS232.Open() Else 'porta aberta (pouco provável, mas pode acontecer) msgBPS = "A PORTA SERIAL " & RS232.PortName & " ESTÁ OCUPADA. CONTINUA MESMO ASSIM?!!" If MsgBox(msgBPS, vbYesNo, "MPEU") = MsgBoxResult.No Then 'ENCERRA.. End End If End If ElseIf (MsgBox("ESTE COMPUTADOR NÃO POSSUI PORTA SERIAL! CONTINUA?", vbYesNo, "MPEU") = MsgBoxResult.No) Then 'ENCERRA... End Else '... End If 'SE CHEGOU AQUI: ACERTA CONFIGURAÇÃO DA PORTA '1: opções para configuração da porta serial 'EXISTE A POSSIBILIDADE DE DEIXAR OS PARÂMETROS DA PORTA SERIAL COMO VARIÁVIES 'O QUE POSSIBILITA AO USUÁRIO FINAL MODIFICÁ-LOS PARA FINS DE TESTES 'ENTRETANTO, AGORA ELES SERÁ FIXADOS EM TEMPO DE PROJETO RS232.DataBits = 8 'TAMANHO DO BYTE DE DADOS RS232.Parity = Parity.None 'SEM CONTROLE DE PARIDADE RS232.StopBits = 2 'SEGUE O FORMATO 8N2 RS232.BaudRate = 57600 '- DEVE SER ESTA TAXA PARA EFETUAR A TRANSFERÊNCIA "EM MASSA" DOS REGISTROS RS232.Handshake = Handshake.None 'ISTO INTERFERE DEVE SER "NONE" (OBRIGATORIAMENTE) InstrMt.SrPort = RS232 'TRANSFERE PARÂMETROS DA PORTA SERIAL End Sub

Compile o código criado – tecle F5 e verifique possíveis erros. Mude o endereço do instrumento para 2 e veja o que acontece...

A tela de abertura será semelhante à imagem abaixo. O TESTE FINAL SERÁ FEITO NO LABORATÓRIO DE USINAGEM

implementação do projeto mpeu com ms-visual studiomodbus a cliente_1 mosquitto cliente_2 publica...

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