So speichern Sie Daten in SQLite in einem PLCnext C++ Projekt

Dieser Artikel beschreibt, wie die bereits auf PLCnext-Controllern installierte SQLite-Datenbank-Engine zum Speichern von Daten verwendet werden kann, die über den Global Data Space (GDS) bereitgestellt werden. Die Datenbank ermöglicht die standardisierte Speicherung von Prozessdaten und kann per SFTP in andere Systeme exportiert werden.

Bitte stellen Sie sicher, dass die Version des plcncli-Tools mit der Firmware-Version Ihres Controllers übereinstimmt.

Erstellen Sie ein Eclipse-C++-Projekt

Erstellen Sie in Eclipse ein neues C++-Projekt gemäß den Anweisungen des PLCnext Info Centers mit den folgenden Eigenschaften:

• Projektname:CppDB
• Komponentenname:DBComponent
• Programmname:DBProgram
• Projektnamensraum:CppDB

Andere Namen wären auch in Ordnung, aber ein gebräuchlicher Name vereinfacht das Tutorial.

Erstellen Sie im Projekt einen neuen Ordner (gleiche Hierarchie wie der src-Ordner) und nennen Sie ihn „cmake“. Erstellen Sie innerhalb des Ordners eine Datei, nennen Sie sie „FindSqlite.cmake“ und fügen Sie den folgenden Inhalt ein.

FindSqlite.cmake

# Copyright (c) 2018 PHOENIX CONTACT GmbH & 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()

Ersetzen Sie den Inhalt der Dateien DBComponent.cpp und DBComponent.hpp durch Folgendes:

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

Erstellen Sie danach das Projekt. Die erstellte PLCnext Library befindet sich im Projektverzeichnis (C:\Users\eclipse-workspace\CppDB\bin).

Erklärung

Bei diesem Ansatz wird ein WorkerThread verwendet, um den Schreibvorgang zu verarbeiten. Dies ist ein Thread mit niedriger Priorität, der die Ausführung des Thread-Codes bis Stop() wiederholt wird genannt. Im Thread werden wir prüfen, ob neue Daten für die Datenbank verfügbar sind und die Daten speichern. Nach der Ausführung wartet der WorkerThread eine vorgegebene Zeit (hier:10 ms).

Mit Hilfe des ‚control‘-Ports können wir verschiedene Datenbankoperationen auslösen. Die zu speichernden Daten werden über die Ports 'intArray' und 'floatArray' bereitgestellt.

Lassen Sie uns ein einfaches IEC-Programm erstellen:

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;

Zum Schluss müssen wir noch die Ports verbinden:

Jetzt können wir das Projekt kompilieren und an eine angeschlossene SPS senden. Im 'Live-Modus' können wir mit der Datenbank interagieren, indem wir der 'iControl'-Variablen verschiedene Werte zuweisen.

Im Steuerungsverzeichnis /opt/plcnext wird eine Datenbank „database.db“ erstellt. Wir können mit Tools wie WinSCP darauf zugreifen. Wir können den Inhalt der Datenbank mit dem Tool DB Browser (SQLite) prüfen:

Weitere Informationen

SQlite-Pragma-Anweisungen