实例：电池装配工站接入（PLC 控制）

文档类型：实际应用案例
适用场景：使用 PLC 控制的电池装配工站接入
前置知识：添加设备：编写驱动 | 添加设备：注册表配置完整指南

本指南以电池装配工站为实际案例，引导你完成 PLC 控制设备的完整接入流程，包括新建工站文件、编写驱动与寄存器读写、生成注册表、上传及注意事项。

案例概述

设备类型：电池装配工站
通信方式：Modbus TCP (PLC)
工站基类：WorkstationBase
主要功能：电池组装、寄存器读写、数据采集

1. 新建工站文件

1.1 创建工站文件

在 unilabos/devices/workstation/coin_cell_assembly 目录下新建工站文件，如 coin_cell_assembly.py。工站类需继承 WorkstationBase，并在构造函数中初始化通信客户端与寄存器映射。

from typing import Optional
# 工站基类
from unilabos.devices.workstation.workstation_base import WorkstationBase
# Modbus 通讯与寄存器 CSV 支持
from unilabos.device_comms.modbus_plc.client import TCPClient, BaseClient

class CoinCellAssemblyWorkstation(WorkstationBase):
    def __init__(
        self,
        station_resource,
        address: str = "192.168.1.20",
        port: str = "502",
        *args,
        **kwargs,
    ):
        super().__init__(station_resource=station_resource, *args, **kwargs)
        self.station_resource = station_resource  # 物料台面（Deck）
        self.success: bool = False
        self.allow_data_read: bool = False
        self.csv_export_thread = None
        self.csv_export_running = False
        self.csv_export_file: Optional[str] = None

        # 连接 PLC，并注册寄存器节点
        tcp = TCPClient(addr=address, port=port)
        tcp.client.connect()
        self.nodes = BaseClient.load_csv(".../PLC_register.csv")
        self.client = tcp.register_node_list(self.nodes)

2. 编写驱动与寄存器读写

2.1 寄存器示例

  • COIL_SYS_START_CMD（BOOL，地址 8010）：启动命令（脉冲式）

  • COIL_SYS_START_STATUS（BOOL，地址 8210）：启动状态

  • REG_DATA_OPEN_CIRCUIT_VOLTAGE（FLOAT32，地址 10002）：开路电压

  • REG_DATA_ASSEMBLY_PRESSURE（INT16，地址 10014）：压制扣电压力

2.2 最小驱动示例

from unilabos.device_comms.modbus_plc.modbus import WorderOrder

def start_and_read_metrics(self):
    # 1) 下发启动（置 True 再复位 False）
    self.client.use_node('COIL_SYS_START_CMD').write(True)
    self.client.use_node('COIL_SYS_START_CMD').write(False)

    # 2) 等待进入启动状态
    while True:
        status, _ = self.client.use_node('COIL_SYS_START_STATUS').read(1)
        if bool(status[0]):
            break

    # 3) 读取关键数据（FLOAT32 需读 2 个寄存器并指定字节序）
    voltage, _ = self.client.use_node('REG_DATA_OPEN_CIRCUIT_VOLTAGE').read(
        2, word_order=WorderOrder.LITTLE
    )
    pressure, _ = self.client.use_node('REG_DATA_ASSEMBLY_PRESSURE').read(1)

    return {
        'open_circuit_voltage': voltage,
        'assembly_pressure': pressure,
    }

提示：若需参数下发，可在 PLC 端设置标志寄存器并完成握手复位，避免粘连与竞争。

3. 本地生成注册表并校验

完成工站类与驱动后，需要生成（或更新）工站注册表供系统识别。

3.1 新增工站设备（或资源）首次生成注册表

首先通过以下命令启动 unilab。进入 unilab 系统状态检查页面

python unilabos\app\main.py -g celljson.json --ak <user的AK> --sk <user的SK>

点击注册表编辑，进入注册表编辑页面

系统状态页面

按照图示步骤填写自动生成注册表信息：

注册表生成流程

步骤说明：

  1. 选择新增的工站coin_cell_assembly.py文件

  2. 点击分析按钮，分析coin_cell_assembly.py文件

  3. 选择coin_cell_assembly.py文件中继承WorkstationBase类

  4. 填写新增的工站.py 文件与unilabos目录的距离。例如，新增的工站文件coin_cell_assembly.py路径为unilabos\devices\workstation\coin_cell_assembly\coin_cell_assembly.py，则此处填写unilabos.devices.workstation.coin_cell_assembly。

  5. 此处填写新定义工站的类的名字（名称可以自拟）

  6. 填写新的工站注册表备注信息

  7. 生成注册表

以上操作步骤完成，则会生成的新的注册表 YAML 文件，如下图：

生成的YAML文件

3.2 添加新生成注册表

在unilabos\registry\devices目录下新建一个 yaml 文件，此处新建文件命名为coincellassemblyworkstation_device.yaml，将上面生成的新的注册表信息粘贴到coincellassemblyworkstation_device.yaml文件中。

在终端输入以下命令进行注册表补全操作。

python unilabos\app\register.py --complete_registry

3.3 启动并上传注册表

新增设备之后，启动 unilab 需要增加--upload_registry参数，来上传注册表信息。

python unilabos\app\main.py -g celljson.json --ak <user的AK> --sk <user的SK> --upload_registry

4. 注意事项

4.1 验证模块路径

在新生成的 YAML 中，确认 module 指向新工站类。本例中需检查 coincellassemblyworkstation_device.yaml 文件中是否正确指向了 CoinCellAssemblyWorkstation 类：

module: unilabos.devices.workstation.coin_cell_assembly.coin_cell_assembly:CoinCellAssemblyWorkstation

4.2 首次接入流程

首次新增设备（或资源）需要完整流程：

  1. ✅ 在网页端生成注册表信息

  2. ✅ 使用 --complete_registry 补全注册表

  3. ✅ 使用 --upload_registry 上传注册表信息

4.3 驱动更新流程

如果不是新增设备，仅修改了工站驱动的 .py 文件：

  1. ✅ 运行 --complete_registry 补全注册表

  2. ✅ 运行 --upload_registry 上传注册表

  3. ❌ 不需要在网页端重新生成注册表

4.4 PLC 通信注意事项

  • 握手机制：若需参数下发，建议在 PLC 端设置标志寄存器并完成握手复位，避免粘连与竞争

  • 字节序：FLOAT32 等多字节数据类型需要正确指定字节序（如 WorderOrder.LITTLE）

  • 寄存器映射：确保 CSV 文件中的寄存器地址与 PLC 实际配置一致

  • 连接稳定性：在初始化时检查 PLC 连接状态，建议添加重连机制

5. 扩展阅读

相关文档

技术要点

  • Modbus TCP 通信：PLC 通信协议和寄存器读写

  • WorkstationBase：工站基类的继承和使用

  • 寄存器映射：CSV 格式的寄存器配置

  • 注册表生成：自动化工具使用

6. 总结

通过本案例，你应该掌握：

  1. ✅ 如何创建 PLC 控制的工站驱动

  2. ✅ Modbus TCP 通信和寄存器读写

  3. ✅ 使用可视化编辑器生成注册表

  4. ✅ 注册表的补全和上传流程

  5. ✅ 新增设备与更新驱动的区别

这个案例展示了完整的 PLC 设备接入流程，可以作为其他类似设备接入的参考模板。