Ethernet-pohjaisen Modbus-kortin hyödyntäminen Qt Creatorilla

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia Ammattikorkeakoulun koneautomaation laboratorioon. Työn tarkoituksena oli selvittää Modbus-kortin käyttöominaisuuksia Qt Creatorissa, joka on avoimen lähdekoodin ohjelmointiympäristö. Aikaisemmin ei ole tehty juurikaan ilmaisia, graafisen käyttöliittymän sisältäviä, avoimen lähdekoodin sovelluksia Ethernet-pohjaiselle Modbus-väylälle eli Modbus/TCP:lle.

Aluksi perehdyttiin Qt Creatorin käyttöön ja selvitettiin, miten Modbus/TCP:n funktiokomennot toimivat Qt:ssä. Seuraavaksi tehtiin testiohjelma, jonka avulla selvitettiin Modbus/TCP-moduulin käyttömahdollisuuksia. Ohjelmasta kerrotaan sen perustoiminnot, joilla ohjataan Modbus/TCP-moduulin tuloja ja lähtöjä. Lisäksi kerrotaan miten Modbus-kirjastot asennetaan ja saadaan toimimaan Qt Creatorissa. Olisikin suositeltavaa, että työn lukijalla olisi perusteet C++-ohjelmoinnista.

Työn tuloksena rakennettin ohjelma, jolla pystyi lukemaan ja ohjaamaan Modbus/TCP-moduulin tuloja ja lähtöjä. Muutettiin moduulin tulojen ja lähtöjen tilaa. Piirrettiin graafinen kuvaaja Modbus-kortin analogitulon jännitteen perusteella. Selvitettiin myös Qwt-lisäosan hyödyntämistä ohjelmassa. Sen avulla piirrettiin analogiatulon jännitesignaalin arvosta graafinen kuvaaja ja tallennettiin tämä mittausdata tietokantaan. Pienellä jatkokehityksellä tehty sovellus pystyttäisiin muuttamaan yksinkertaiseksi mittausohjelmaksi.

Qt-tekniikoilla ja luokkakirjastoilla pystyy melko helposti tekemään graafisen käyttöliittymän sovelluksia. Avoimen lähdekoodin ohjelmien suosio tulee tulevaisuudessa todennäköisesti vain kasvamaan, mikä oli myös yksi syy käyttää Qt Creatoria tässä työssä.

This Bachelor’s thesis was carried out at the machine automation laboratory of Metropolia University of Applied Sciences. The objective of this thesis was to examine the features of the Ethernet-based Modbus card and how to use it in Qt Creator, which is an open source programming environment. Previously there have not been many open source and graphical user interface applications for Modbus/TCP Protocol.

Firstly, the use of programming tools and Modbus/TCP card were examined and the principles of how to use Modbus function commands in Qt Creator were studied. Secondly, a test program which uses abilities of Modbus/TCP module was made. This study describes the basic functions of controlling Modbus/TCP module inputs and outputs. In addition, it is described how to install and link Modbus fuction libraries with Qt Creator. It is advisable that the reader of this study would be familiar with basics of C++ programming.

As a result, the built program is able to read input values and modify output values of the Modbus/TCP module. With Qwt addon it was possible to draw a graph of the input voltage signal with Qt Creator. The value of voltage signal was also stored in the database so that minor further development the program could be used as a simple measurement application.

Qt programming and its class libraries are quite good tools to create graphical user interface applications. In the future the popularity of open source applications is likely to grow even more, which was also one of the reasons to use Qt Creator in this thesis.