Как хранить данные в SQLite в проекте PLCnext C++

В этой статье описывается, как ядро базы данных SQLite, уже установленное на контроллерах PLCnext, можно использовать для хранения данных, предоставляемых через глобальное пространство данных (GDS). База данных обеспечивает стандартизированное хранение данных процесса и может быть экспортирована в другие системы с помощью SFTP.

Убедитесь, что версия инструмента plcncli соответствует версии прошивки вашего контроллера.

Создание проекта Eclipse C++

Создайте новый проект C++ в Eclipse, следуя инструкциям из информационного центра PLCnext, со следующими свойствами:

название проекта:CppDB
имя компонента:DBComponent
название программы:DBProgram
пространство имен проекта:CppDB

Другие имена тоже подойдут, однако обычное имя упрощает обучение.

Создайте в проекте новую папку (с той же иерархией, что и у папки src) и назовите ее «cmake». Внутри папки создайте файл и назовите его «FindSqlite.cmake» и вставьте в него следующее содержимое.

FindSqlite.cmake

# Copyright (c) 2018 PHOENIX CONTACT GmbH &amp; Co. KG
# Created by Björn sauer 
#
# - Find Sqlite
# Find the Sqlite headers and libraries.
#
# Defined Variables:
# Sqlite_INCLUDE_DIRS - Where to find sqlite3.h.
# Sqlite_LIBRARIES    - The sqlite library.
# Sqlite_FOUND        - True if sqlite found.
#
# Defined Targets:
# Sqlite::Sqlite

find_path(Sqlite_INCLUDE_DIR NAMES sqlite3.h)
find_library(Sqlite_LIBRARY NAMES sqlite3)

include(FindPackageHandleStandardArgs)

find_package_handle_standard_args(Sqlite
   DEFAULT_MSG
   Sqlite_LIBRARY Sqlite_INCLUDE_DIR)

if(Sqlite_FOUND)
   set(Sqlite_INCLUDE_DIRS "${Sqlite_INCLUDE_DIR}")
   set(Sqlite_LIBRARIES "${Sqlite_LIBRARY}")
   mark_as_advanced(Sqlite_INCLUDE_DIRS Sqlite_LIBRARIES)

   if(NOT TARGET Sqlite::Sqlite)
       add_library(Sqlite::Sqlite UNKNOWN IMPORTED)
       set_target_properties(Sqlite::Sqlite PROPERTIES
           IMPORTED_LOCATION "${Sqlite_LIBRARY}"
           INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES "${Sqlite_INCLUDE_DIRS}")
   endif()
endif()

Замените содержимое файлов DBComponent.cpp и DBComponent.hpp следующим:

DBComponent.hpp

#pragma once
#include "Arp/System/Core/Arp.h"
#include "Arp/System/Acf/ComponentBase.hpp"
#include "Arp/System/Acf/IApplication.hpp"
#include "Arp/Plc/Commons/Esm/ProgramComponentBase.hpp"
#include "DBComponentProgramProvider.hpp"
#include "Arp/Plc/Commons/Meta/MetaLibraryBase.hpp"
#include "Arp/System/Commons/Logging.h"

#include "CppDBLibrary.hpp"
#include "Arp/System/Acf/IControllerComponent.hpp"
#include "Arp/System/Commons/Threading/WorkerThread.hpp"

#include <sqlite3.h>

namespace CppDB
{

using namespace Arp;
using namespace Arp::System::Acf;
using namespace Arp::Plc::Commons::Esm;
using namespace Arp::Plc::Commons::Meta;

//#component
class DBComponent : public ComponentBase, public IControllerComponent, public ProgramComponentBase, private Loggable<DBComponent>
{
public: // typedefs

public: // construction/destruction
    DBComponent(IApplication& application, const String& name);
    virtual ~DBComponent() = default;

public: // IComponent operations
    void Initialize() override;
    void LoadConfig() override;
    void SetupConfig() override;
    void ResetConfig() override;
    void PowerDown() override;

public: // IControllerComponent operations
    void Start(void) override;
    void Stop(void) override;

public: // ProgramComponentBase operations
    void RegisterComponentPorts() override;
    void WriteToDB();

private: // methods
    DBComponent(const DBComponent& arg) = delete;
    DBComponent& operator= (const DBComponent& arg) = delete;

public: // static factory operations
    static IComponent::Ptr Create(Arp::System::Acf::IApplication& application, const String& name);

private: // fields
    DBComponentProgramProvider programProvider;
    WorkerThread        		workerThread;

private: // static fields
    static const int workerThreadIdleTimeWrite = 10; // 10 ms

public: // Ports

    	//#port
        //#attributes(Input)
        int16 control = 0;

        //#port
        //#attributes(Input)
        int16 intArray[10] {};      // INT in PLCnext Engineer

        //#port
        //#attributes(Input)
        float32 floatArray[10] {};  // REAL in PLCnext Engineer

        //#port
        //#attributes(Output)
        int16 status = 0;
};

// inline methods of class DBComponent
inline DBComponent::DBComponent(IApplication& application, const String& name)
: ComponentBase(application, ::CppDB::CppDBLibrary::GetInstance(), name, ComponentCategory::Custom)
, programProvider(*this)
, workerThread(make_delegate(this, &DBComponent::WriteToDB), workerThreadIdleTimeWrite, "CppDB.WriteToDatabase")	// WorkerThread
, ProgramComponentBase(::CppDB::CppDBLibrary::GetInstance().GetNamespace(), programProvider)
{
}

inline IComponent::Ptr DBComponent::Create(Arp::System::Acf::IApplication& application, const String& name)
{
    return IComponent::Ptr(new DBComponent(application, name));
}

} // end of namespace CppDB

DBComponent.cpp

#include "DBComponent.hpp"
#include "Arp/Plc/Commons/Esm/ProgramComponentBase.hpp"

namespace CppDB
{

	sqlite3 *db = nullptr;          // pointer to the database
	sqlite3_stmt * stmt = nullptr;  // needed to prepare
	std::string sql = "";           // sqlite statement
	int rc = 0;                     // for error codes of the database

void DBComponent::Initialize()
{
    // never remove next line
    ProgramComponentBase::Initialize();

    // subscribe events from the event system (Nm) here
}

void DBComponent::LoadConfig()
{
    // load project config here
}

void DBComponent::SetupConfig()
{
    // never remove next line
    ProgramComponentBase::SetupConfig();

    // setup project config here
}

void DBComponent::ResetConfig()
{
    // never remove next line
    ProgramComponentBase::ResetConfig();

    // implement this inverse to SetupConfig() and LoadConfig()
}

#pragma region IControllerComponent operations

void DBComponent::Start()
{
    // start your threads here accessing any Arp components or services

    // open the database connection
    // the database path (/opt/plcnext/) and name (database) could be modified
    rc = sqlite3_open("/opt/plcnext/database.db", &db);
    if( rc )
    {
        Log::Error("DB - 1 - {}", sqlite3_errmsg(db));
        status = 1;
        return;
    }
    else{
        // modify the database behaviour with pragma statements
        sqlite3_exec(db, "PRAGMA synchronous = OFF", NULL, NULL, NULL);
        sqlite3_exec(db, "PRAGMA journal_mode = MEMORY", NULL, NULL, NULL);
        sqlite3_exec(db, "PRAGMA temp_store = MEMORY", NULL, NULL, NULL);

         // create tables
         sql = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS tb0 ("
                         "_id INTEGER PRIMARY KEY, "
                         "value1 INTEGER DEFAULT 0, "
                         "value2 REAL DEFAULT 0.0 );";
        // execute the sql-statement
        rc = sqlite3_exec(db, sql.c_str(), 0, 0, 0);
        if(rc)
        {
          Log::Error("DB - 3 - {}", sqlite3_errmsg(db));
          status = 3;
        }
    }

    // prepare sql-statement
    sql = "INSERT INTO tb0 (value1, value2) VALUES (?,?)";
    rc = sqlite3_prepare_v2(db, sql.c_str(), strlen(sql.c_str()), &stmt, nullptr);
    if(rc)
    {
      Log::Error("DB - 4 - {}", sqlite3_errmsg(db));
      status = 4;
    }

    // start the WorkerThread
    this->workerThread.Start();
}

void DBComponent::Stop()
{
    // stop your threads here accessing any Arp components or services

    // delete the prepared sqlite statements
    rc = sqlite3_finalize(stmt);
    {
            Log::Error("DB - 1 - {}", sqlite3_errmsg(db));
            status = 1;
    }

    // close the database connection
    rc = sqlite3_close(db);
    {
        Log::Error("DB - 1 - {}", sqlite3_errmsg(db));
        status = 1;
    }

    // stop the WorkerThread
    this->workerThread.Stop();
}

#pragma endregion

void DBComponent::PowerDown()
{
    // implement this only if data must be retained even on power down event
    // Available with 2021.6 FW
}

void DBComponent::WriteToDB()
{
    // store data in the database
    if(control == 1)
    {
        // start transaction
        rc = sqlite3_exec(db, "BEGIN TRANSACTION", NULL, NULL, NULL);
        if(rc)
        {
            Log::Error("DB - 5 - {}", sqlite3_errmsg(db));
            status = 5;
        }

		// iterate over the arrays
		for(int i = 0; i < 10; i++)
		{
			// bind values to the prepared statement
			rc = sqlite3_bind_int(stmt, 1, intArray[i]);
			if(rc)
			{
			  Log::Error("DB - 6 - {}", sqlite3_errmsg(db));
			  status = 6;
			}

			rc = sqlite3_bind_double(stmt, 2, floatArray[i]);
			if(rc)
			{
			  Log::Error("DB - 6 - {}", sqlite3_errmsg(db));
			  status = 6;
			}

			// execute the sqlite statement and reset the prepared statement
			rc = sqlite3_step(stmt);

			rc = sqlite3_clear_bindings(stmt);
			if(rc)
			{
			  Log::Error("DB - 6 - {}", sqlite3_errmsg(db));
			  status = 6;
			}

			rc = sqlite3_reset(stmt);
			if(rc)
			{
			  Log::Error("DB - 6 - {}", sqlite3_errmsg(db));
			  status = 6;
			}
		}

		// end transaction
		rc = sqlite3_exec(db, "END TRANSACTION", NULL, NULL, NULL);
		if(rc)
		{
		  Log::Error("DB - 5 - {}", sqlite3_errmsg(db));
		  status = 5;
		}

    }

    // delete the database entries
    if(control == 2)
    {
        // begin transaction
        rc = sqlite3_exec(db, "BEGIN TRANSACTION", NULL, NULL, NULL);
        if(rc)
        {
          Log::Error("DB - 5 - {}", sqlite3_errmsg(db));
          status = 5;
        }

        rc = sqlite3_exec(db, "DELETE FROM tb0", 0, 0, 0);
        if(rc)
        {
            Log::Error("DB - 7 - {}", sqlite3_errmsg(db));
            status = 7;
        }

        // end transaction
        sqlite3_exec(db, "END TRANSACTION", NULL, NULL, NULL);
        if(rc)
        {
          Log::Error("DB - 5 - {}", sqlite3_errmsg(db));
          status = 5;
        }

        // release the used memory
        rc = sqlite3_exec(db, "VACUUM", 0, 0, 0);
        if(rc)
        {
          Log::Error("DB - 8 - {}", sqlite3_errmsg(db));
          status = 8;
        }
    }
}


} // end of namespace CppDB

После этого создайте проект. Созданную библиотеку PLCnext можно найти в каталоге проекта (C:\Users\eclipse-workspace\CppDB\bin).

Пояснение

В этом подходе WorkerThread используется для обработки операции записи. Это поток с низким приоритетом, повторяющий выполнение многопоточного кода до Stop(). называется. В потоке мы проверим, доступны ли новые данные для базы данных и сохраним данные. После выполнения WorkerThreads ожидает указанное время (здесь:10 мс).

С помощью порта «control» мы можем запускать различные операции с базой данных. Данные, которые должны быть сохранены, предоставляются через порты «intArray» и «floatArray».

Давайте создадим простую программу IEC:

IF iControl = 1 THEN
    
    iControl := 0;
    
END_IF;


IF xWrite THEN
    
    arrInt[0] := 0;
    arrInt[1] := 1;
    arrInt[2] := 2;
    arrInt[3] := 3;
    arrInt[4] := 4;
    arrInt[5] := 5;
    arrInt[6] := 6;
    arrInt[7] := 7;
    arrInt[8] := 8;
    arrInt[9] := 9;
    
    arrReal[0] := 9.0;
    arrReal[1] := 8.0;
    arrReal[2] := 7.0;
    arrReal[3] := 6.0;
    arrReal[4] := 5.0;
    arrReal[5] := 4.0;
    arrReal[6] := 3.0;
    arrReal[7] := 2.0;
    arrReal[8] := 1.0;
    arrReal[9] := 0.0;
    
    iControl := 1;
    
    xWrite := FALSE;
    
END_IF;

Наконец, нам нужно соединить порты:

Теперь мы можем скомпилировать проект и отправить его на подключенный ПЛК. В «живом режиме» мы можем взаимодействовать с базой данных, присваивая различные значения переменной «iControl».

База данных «database.db» создается в каталоге контроллеров /opt/plcnext. Мы можем получить к нему доступ с помощью таких инструментов, как WinSCP. Мы можем проверить содержимое базы данных с помощью инструмента DB Browser (SQLite):

Дополнительная информация

Операторы прагмы SQlite

Получение максимальной отдачи от PLCnext Engineer Simulation:подключение к Node-RED через REST Связь Node-RED с AXC с помощью PLCnext Connector

Промышленные технологии

Производственный процесс

3D печать

Система управления автоматикой

Промышленные технологии