spruiktec/packml-simulator Docker 镜像 - 轩辕镜像
spruiktec/packml-simulator基于PackML通过MQTT接口的生产线模拟器，用于工业4.0软件解决方案开发，实现PackML状态模型并支持基本MQTT主题结构或SparkPlugB协议。
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PackML MQTT 生产线模拟器
基于PackML通过MQTT接口的生产线模拟器
PackML MQTT Simulator是一个虚拟生产线，通过MQTT实现PackML接口，适用于工业4.0软件解决方案的开发。该模拟器实现PackML状态模型，并通过环境变量定义的MQTT主题进行通信，支持基本MQTT主题结构或SparkPlugB协议。
!PackML状态模型
模拟器支持以下主题和负载定义：
- 基本MQTT主题结构
- SparkPlugB v1.0
概述与主要用途
该模拟器提供虚拟生产线环境，用于测试和开发工业4.0软件解决方案。它实现完整的PackML状态模型，通过MQTT协议进行通信，可模拟生产线的状态转换、速度变化、计数器数据等关键指标，支持基本MQTT或SparkPlugB协议，帮助开发人员在无需实际硬件的情况下验证工业软件的功能。
核心功能与特性
- PackML状态模型：实现完整的PackML状态转换，启动时自动进入"Clearing"状态，随后进入"Stopped"状态
- 模式与状态管理：支持PackML UnitMode命令与状态监控
- 机器速度模拟：包括速度设定值、当前速度状态、设计速度遵循，支持速度升降与波动
- 计数器功能：包含消耗计数器、生产计数器和缺陷计数器，记录实时与累计值
- 自动状态转换：支持从执行状态自动暂停/恢复
- 命令回显：将参数、远程接口和产品命令回显至状态标签
- 概率模拟：使用概率随机数决定模拟动作
使用场景与适用范围
- 工业4.0软件解决方案开发与测试
- PackML协议实现验证
- MQTT工业通信接口测试
- 生产线状态监控系统原型开发
- SparkPlugB协议设备集成测试
- 多生产线环境模拟（通过docker-compose部署多个实例）
使用方法与配置说明
前提条件
需运行并可访问MQTT服务器，推荐使用Docker方式运行模拟器，通过环境变量控制MQTT连接、站点、区域和生产线配置。
Docker部署
基本MQTT结构
shell$ docker run -it -e SITE=Site -e AREA=Area -e LINE=Line -e MQTT_URL=mqtt://broker.hivemq.com -m 30m spruiktec/packml-simulator 2020-06-22T03:13:49.301Z | info: Initializing 2020-06-22T03:13:49.817Z | info: Connected to mqtt://broker.hivemq.com:1883 2020-06-22T03:13:49.819Z | info: Site/Area/Line/Status/UnitModeCurrent : Production
启动后，使用MQTT客户端发布命令至Site/Area/Line/Command/Reset和Site/Area/Line/Command/Start，使模拟机器进入执行状态。
SparkPlugB
shell$ docker run -it -e CLIENT_TYPE=sparkplugb -e SITE=Site -e AREA=Area -e LINE=Line -e MQTT_URL=mqtt://broker.hivemq.com -m 30m spruiktec/packml-simulator 2020-06-22T03:13:49.301Z | info: Initializing 2020-06-22T03:13:49.817Z | info: Connected to mqtt://broker.hivemq.com:1883 2020-06-22T03:13:49.819Z | info: Site/Area/Line/Status/UnitModeCurrent : Production
启动后，使用Sparkplug B设备命令发布Command.Reset和Command.Start指标，使模拟机器进入执行状态。
Node部署
基本MQTT结构
shell$ npm i ... added 421 packages from 213 contributors and audited 421 packages in 12.337s found 0 vulnerabilities $ export LINE=Line $ node --max-old-space-size=20 ./src/index.js 2020-06-22T03:13:49.301Z | info: Initializing 2020-06-22T03:13:49.817Z | info: Connected to mqtt://broker.hivemq.com:1883 2020-06-22T03:13:49.819Z | info: Site/Area/Line/Status/UnitModeCurrent : Production
SparkPlugB
shell$ npm i ... added 421 packages from 213 contributors and audited 421 packages in 12.337s found 0 vulnerabilities $ export LINE=Line $ export CLIENT_TYPE=sparkplugb $ node --max-old-space-size=20 ./src/index.js 2021-06-01T20:05:30.841Z | info: Initializing 2021-06-01T20:05:31.141Z | info: Connected to mqtt://broker.hivemq.com:1883 2021-06-01T20:05:31.142Z | info: Site/Area/Line/Status/UnitModeCurrentStr : Production
基本MQTT结构命令发布
发送命令时请间隔一定时间，使机器在发出Start命令前进入Idle状态：
shell# 发送Reset命令 $ docker run --init -it --rm efrecon/mqtt-client pub -h broker.hivemq.com -u USERNAME -P PASSWORD -t "Site/Area/Line/Command/Reset" -m 1 # 发送Start命令 $ docker run --init -it --rm efrecon/mqtt-client pub -h broker.hivemq.com -u USERNAME -P PASSWORD -t "Site/Area/Line/Command/Start" -m 1
接口方式
通过基本MQTT主题结构
虚拟生产线通过基本MQTT结构进行接口交互，订阅<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/*主题（见下文），并发布信息至<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status和<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin。<SITE>、<AREA>和<LINE>通过环境变量设置。
命令主题
可用命令如下：
| 主题 | 取值 | 功能 |
|---|---|---|
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Clear | 1, 0 | 清除命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Reset | 1, 0 | 重置命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Start | 1, 0 | 启动命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Hold | 1, 0 | 暂停命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Unhold | 1, 0 | 恢复命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Complete | 1, 0 | 完成命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Stop | 1, 0 | 停止命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Abort | 1, 0 | 中止命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/UnitMode | String | 模式命令（Production生产, Manual手动, Maintenance维护） |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/MachSpeed | Decimal | 机器速度命令 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Parameter/*n*/ID | Integer | 参数n ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Parameter/*n*/Name | String | 参数n 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Parameter/*n*/Unit | String | 参数n 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Parameter/*n*/Value | Decimal | 参数n 值 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/ID | Integer | 产品i ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/ID | Integer | 产品i 工艺参数j ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Name | Integer | 产品i 工艺参数j 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Unit | Integer | 产品i 工艺参数j 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Value | Integer | 产品i 工艺参数j 值 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/Ingredient/*j*/ID | Integer | 产品i 原料j ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/ID | Integer | 产品i 原料j 参数k ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Name | Integer | 产品i 原料j 参数k 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Unit | Integer | 产品i 原料j 参数k 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Command/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Value | Integer | 产品i 原料j 参数k 值 |
状态主题
可用状态如下：
| 主题 | 取值 | 功能 |
|---|---|---|
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/StateCurrent | String | 当前PackML状态（字符串） |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/StateCurrentStr | Integer | 当前PackML状态 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/UnitMode | Integer | 当前PackML模式 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/UnitModeStr | String | 当前PackML模式（字符串） |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/CurMachSpeed | Decimal | 当前机器速度 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/MachSpeed | Decimal | 当前机器速度设定值 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Parameter/*n*/ID | Integer | 参数n ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Parameter/*n*/Name | String | 参数n 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Parameter/*n*/Unit | String | 参数n 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Parameter/*n*/Value | Decimal | 参数n 值 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/ID | Integer | 产品i ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/ID | Integer | 产品i 工艺参数j ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Name | Integer | 产品i 工艺参数j 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Unit | Integer | 产品i 工艺参数j 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/ProcessParameter/*j*/Value | Integer | 产品i 工艺参数j 值 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/Ingredient/*j*/ID | Integer | 产品i 原料j ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/ID | Integer | 产品i 原料j 参数k ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Name | Integer | 产品i 原料j 参数k 名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Unit | Integer | 产品i 原料j 参数k 单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Status/Product/*i*/Ingredient/*j*/Parameter/*k*/Value | Integer | 产品i 原料j 参数k 值 |
管理主题
可用管理状态如下：
| 主题 | 取值 | 功能 |
|---|---|---|
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/MachDesignSpeed | String | 当前PackML状态 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdConsumedCount/*i*/ID | String | 消耗计数器ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdConsumedCount/*i*/Name | String | 消耗计数器名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdConsumedCount/*i*/Unit | String | 消耗计数器单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdConsumedCount/*i*/Count | String | 消耗计数器自重置后计数 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdConsumedCount/*i*/AccCount | String | 消耗计数器累计计数 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdProcessedCount/*i*/ID | String | 加工计数器ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdProcessedCount/*i*/Name | String | 加工计数器名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdProcessedCount/*i*/Unit | String | 加工计数器单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdProcessedCount/*i*/Count | String | 加工计数器自重置后计数 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdProcessedCount/*i*/AccCount | String | 加工计数器累计计数 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdDefectiveCount/*i*/ID | String | 缺陷计数器ID |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdDefectiveCount/*i*/Name | String | 缺陷计数器名称 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdDefectiveCount/*i*/Unit | String | 缺陷计数器单位 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdDefectiveCount/*i*/Count | String | 缺陷计数器自重置后计数 |
<SITE>/<AREA>/<LINE>/Admin/ProdDefectiveCount/*i*/AccCount | String | 缺陷计数器累计计数 |
通过SparkplugB v1.0
请参考Sparkplug B负载和主题负载定义规范。
以下是发布至Ignition v8.1.5 SCADA（带Cirrus Link模块）的示例。MQTT引擎配置了与模拟
rancher/node-simulator
暂无描述
10K+ pulls
上次更新：未知
hkube/simulator
暂无描述
50K+ pulls
上次更新：未知
antrea/antrea-ubuntu-simulator
用于大规模验证Antrea的模拟器Docker镜像，无需创建大型Kubernetes集群，供Antrea开发者及高级用户进行可扩展性测试。
10K+ pulls
上次更新：未知
apache/cloudstack-simulator
Apache CloudStack模拟器的官方Docker镜像仓库
450K+ pulls
上次更新：未知
martenseemann/quic-network-simulator
暂无描述
1M+ pulls
上次更新：未知
onosproject/ran-simulator
The Ran Simulator is part of µONOS and is meant to work alongside onos-ric and sd-ran-gui
150K+ pulls
上次更新：未知
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