-
Contents
-
Table of Contents
-
Troubleshooting
-
Bookmarks
Quick Links
CAS-2700-24
SMA Gateway
Modbus / BACnet / HTML Gateway
CAS-2700-24
SMA
Modbus (RTU and TCP) / BACnet / HTML Gateway
©2014 Chipkin Automation Systems, 3381 Cambie St- Box 211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3
Tel: (866) 383-1657,
Fax:
(416) 915-4024
Email: dfs@chipkin.com
Website: www.chipkin.com
Related Manuals for Chipkin CAS-2700-24
Summary of Contents for Chipkin CAS-2700-24
-
Page 1
SMA Gateway Modbus / BACnet / HTML Gateway CAS-2700-24 Modbus (RTU and TCP) / BACnet / HTML Gateway ©2014 Chipkin Automation Systems, 3381 Cambie St- Box 211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024 Email: dfs@chipkin.com… -
Page 2
Blank Page © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 3: Table Of Contents
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 3 of 62 TABLE OF CONTENTS TABLE OF CONTENTS ……………………..3 1. SMA Gateway Description ………………….6 2. Connections ……………………..7 2.1. Block Diagram ……………………..7 2.2. Wiring / Connections ……………………8 2.2.1. Modbus RTU Connections ………………….. 8 2.3.
-
Page 4
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 4 of 62 5.3. Interpreting Modbus Data ………………….25 5.4. Test Procedure – Use CAS Modbus Scanner …………….26 6. Reading BACnet Data …………………… 29 6.1. Most Common BACnet Problem ………………..29 6.2. Interpreting BACnet Data ………………….29 6.3. -
Page 5
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 5 of 62 9.1.4. Backup State …………………….. 57 9.1.5. Error ……………………….58 9.2. SMA Sunny Island Data Enumerations ………………59 9.2.1. Mode ……………………….. 59 9.2.2. Invertor Operating State (InvOpStt) ………………59 9.2.3. Relay State (Rly1Stt, Rly2Stt) ………………..59 9.2.4. -
Page 6: Sma Gateway Description
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 6 of 62 SMA Gateway Description The SMA Gateway connects to a SMA Sunny Webbox via an Ethernet (TCP/IP) connection. The SMA Gateway can then be configured to poll for data values from a number of devices that are connected to the Webbox.
-
Page 7: Connections
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 7 of 62 Connections 2.1. Block Diagram © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024…
-
Page 8: Wiring / Connections
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 8 of 62 2.2. Wiring / Connections 2.2.1. Modbus RTU Connections Port 0 – RS485 Mode Terminals All 4 jumpers required for 2 wire operation. CAS recommends the use of 3 conductors for so called 2-Wire RS485.
-
Page 9: Limitations And Best Practices
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 9 of 62 2.3. Limitations and Best Practices Maximum Number of SMA Sunny Webboxes per Gateway Only 1 SMA Sunny Webbox can be connected to a single gateway. RS232 Best Practices We recommend a maximum of 30ft for the RS232 cable. A well-made cable in a clean environment can easily run to 100ft and provide satisfactory performance.
-
Page 10: Configuration And Settings
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 10 of 62 Configuration and Settings 3.1. SMA Sunny Webbox Connection Settings To poll for data from a Sunny Invertor, Sunny Island, or SensorBox all that is needed is the IP address of the Sunny Webbox that these devices are connected to.
-
Page 11: Modbustcp Settings
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 11 of 62 3.3. ModbusTCP Settings To connect using ModbusTCP you need to know the IP address of the gateway and the Modbus ‘Station’ number (also known as ‘Device Address’ or ‘Node ID’) and the TCP Port for the connection.
-
Page 12: Bacnet Ip Settings
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 12 of 62 3.5. BACnet IP Settings BACnet supports discovery. Thus any BACnet tool will discover the gateway and report its properties. Each gateway must be allocated a unique device instance number and thus this is a configurable setting.
-
Page 13
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 13 of 62 © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 14: Adding Sma Devices
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 14 of 62 Change the Settings and click Submit to save them. To cancel changes simply close the page without submitting. Note on IP Addresses: Another method is provided to change the Netmask and Gateway address.
-
Page 15: Configuration Tools
In order to complete the configuration process, the names and serial numbers of the SMA devices are needed. There is a tool that is required to get this information called the RPC Client. Please contact Chipkin Automation Systems to get access to this tool and for help with configuration. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St.
-
Page 16: Reading Data Using Html / Web Browser
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 16 of 62 Reading Data using HTML / Web Browser Use a Web Browser to browse to this page. This is the IP address of your gateway http://192.168.1.113/bin/sma/report You are presented with a screen similar to this one.
-
Page 17: Reading Modbus Data
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 17 of 62 Reading Modbus Data Need to know more about Modbus? Read this guide. http://www.chipkin.com/september-2010-newsletter 5.1. Modbus Function Supported (RTU and TCP) The Gateway supports functions 1, 2, 3, and 4. Most masters should be configured to use function 3 (Read Holding Registers).
-
Page 18
Note 2: All of these values will be sent a 16 bit values, therefore any real (decimal) values will be sent as their whole number part (i.e. 24.3 will be sent as 24). If you require the entire decimal value, please contact Chipkin Automation Systems. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. -
Page 19
Note 1: All of these values will be sent a 16 bit values, therefore any real (decimal) values will be sent as their whole number part (i.e. 24.3 will be sent as 24). If you require the entire decimal value, please contact Chipkin Automation Systems. Typical Sunny Island Data… -
Page 20
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 20 of 62 40006 BatSoc 40007 BatSocErr 40008 BatTmp 40009 BatVtg 40010 CardStt 40011 ChpPwrAt 40012 ChpRmgTm 40013 ChpStrRmgTm 40014 ChpStt 40015 EgyCntIn 40016 EgyCntOut 40017 EgyCntTm 40018 Error 40019 E-Total 40020 E-Total-In 40021 ExtCur… -
Page 21
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 21 of 62 40028 ExtPwrAtSlv2 40029 ExtPwrAtSlv3 40030 ExtPwrRt 40031 ExtPwrRtSlv1 40032 ExtPwrRtSlv2 40033 ExtPwrRtSlv3 40034 ExtVtg 40035 ExtVtgSlv1 40036 ExtVtgSlv2 40037 ExtVtgSlv3 40038 Fac 40039 Firmware 40040 FwVer 40041 FwVer2 40042 GdCtcCnt 40043 GdEgyCntIn… -
Page 22
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 22 of 62 40050 GnEgyTm 40051 GnOpTmh 40052 GnRmgTm 40053 GnRnStt 40054 GnStrCnt 40055 GnStt 40056 h-On 40057 Iac 40058 InvCur 40059 InvCurSlv1 40060 InvCurSlv2 40061 InvCurSlv3 40062 InvFrq 40063 InvOpStt 40064 InvOpSttSlv1 40065 InvOpSttSlv2… -
Page 23
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 23 of 62 40072 InvPwrRtSlv1 40073 InvPwrRtSlv2 40074 InvPwrRtSlv3 40075 InvVtg 40076 InvVtgSlv1 40077 InvVtgSlv2 40078 InvVtgSlv3 40079 Mode 40080 Msg 40081 OnTmh 40082 OpStt 40083 OpSttSlv1 40084 OpSttSlv2 40085 OpSttSlv3 40086 Pac 40087 Prio… -
Page 24
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 24 of 62 40094 Sic1PvPwr 40095 Sic1TdyEgyCntIn 40096 Sic2EgyCntIn 40097 Sic2PvPwr 40098 Sic2TdyEgyCntIn 40099 Sic3EgyCntIn 40100 Sic3PvPwr 40101 Sic3TdyEgyCntIn 40102 Sic4EgyCntIn 40103 Sic4PvPwr 40104 Sic4TdyEgyCntIn 40105 Soh 40106 TotBatCur 40107 TotExtCur 40108 TotExtPwrAt 40109 TotExtPwrRt… -
Page 25: Interpreting Modbus Data
If you require the data as floats, please contact Chipkin Automation Systems to update the configuration and Modbus map. These values will be encoded as IEEE754 format floating point numbers.
-
Page 26: Test Procedure — Use Cas Modbus Scanner
Page 26 of 62 5.4. Test Procedure – Use CAS Modbus Scanner You can test the ModbusTCP data using free test software provided by Chipkin Automation Software. This is a link to the download page. http://www.chipkin.com/cas-modbus-scanner Configure the scanner as follows 1.
-
Page 27
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 27 of 62 4. Click the Poll Button 5. Use the values found in the ‘int16 column and the data map table to review the data. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3… -
Page 28
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 28 of 62 © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 29: Reading Bacnet Data
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 29 of 62 Reading BACnet Data BACnet supports discovery. When you discover the gateway, objects and properties you will find appropriately named objects that report data from the SMA Devices. Because BACnet supports discovery, usually knowledge of the BACnet Device Instance Number does not need to be known in advance.
-
Page 30
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 30 of 62 For the following BACnet objects, each set of data (Invertor, SensorBox, and Sunny Island) will be described as if it was the first device configured. Each additional device added will be offset by 100. So the first device will have data starting with analog-input 1, the second device will have data starting at analog-input 101, the third device will have data starting at analog-input 201, etc. -
Page 31
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 31 of 62 analog_input (18) analog_input (19) Serial Number analog_input (20) VacL1 analog_input (21) VacL2 analog_input (22) Vpv-_PE analog_input (23) Max Temperature analog_input (24) Max Vpv analog_input (25) Vfan Typical SensorBox Data analog_input (1) ExlSolIrr… -
Page 32
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 32 of 62 Typical Sunny Island Data analog_input (1) analog_input (2) AptPhs analog_input (3) AptTmRmg analog_input (4) BatChrgOp analog_input (5) BatChrgVtg analog_input (6) BatSoc analog_input (7) BatSocErr analog_input (8) BatTmp analog_input (9) BatVtg analog_input (10) -
Page 33
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 33 of 62 analog_input (22) ExtCurSlv1 analog_input (23) ExtCurSlv2 analog_input (24) ExtCurSlv3 analog_input (25) ExtFrq analog_input (26) ExtPwrAt analog_input (27) ExtPwrAtSlv1 analog_input (28) ExtPwrAtSlv2 analog_input (29) ExtPwrAtSlv3 analog_input (30) ExtPwrRt analog_input (31) ExtPwrRtSlv1 analog_input (32) -
Page 34
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 34 of 62 analog_input (44) GdEgyCntOut analog_input (45) GdEgyTmh analog_input (46) GdOpTmh analog_input (47) GdRmgTm analog_input (48) GnDmdSrc analog_input (49) GnEgyCnt analog_input (50) GnEgyTm analog_input (51) GnOpTmh analog_input (52) GnRmgTm analog_input (53) GnRnStt analog_input (54) -
Page 35
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 35 of 62 analog_input (66) InvOpSttSlv3 analog_input (67) InvPwrAt analog_input (68) InvPwrAtSlv1 analog_input (69) InvPwrAtSlv2 analog_input (70) InvPwrAtSlv3 analog_input (71) InvPwrRt analog_input (72) InvPwrRtSlv1 analog_input (73) InvPwrRtSlv2 analog_input (74) InvPwrRtSlv3 analog_input (75) InvVtg analog_input (76) -
Page 36
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 36 of 62 analog_input (88) Rly1Stt analog_input (89) Rly2Stt analog_input (90) RmgTmEqu analog_input (91) RmgTmFul analog_input (92) Serial Number analog_input (93) Sic1EgyCntIn analog_input (94) Sic1PvPwr analog_input (95) Sic1TdyEgyCntIn analog_input (96) Sic2EgyCntIn analog_input (97) Sic2PvPwr analog_input (98) -
Page 37
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 37 of 62 analog_input (110) TotInvCur analog_input (111) TotInvPwrAt analog_input (112) TotInvPwrRt analog_input (113) TotLodPwr analog_input (114) TotMccLodPwr analog_input (115) TotSicBatCur analog_input (116) TotSicDyEgyCntI analog_input (117) TotSicEgyCntIn analog_input (118) TotSicPvPwr analog_input (119) TotTmh analog_input (120) ©… -
Page 38: Bacnet Test Procedure
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 38 of 62 6.4. BACnet Test Procedure You have been provided with a USB key to the CAS BACnet Explorer. This key activates the software. It cannot run without it. If you don’t have your USB key, you can still activate the application –…
-
Page 39
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 39 of 62 Device(s) were discovered. Click the + to open © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 40
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 40 of 62 Select the device and click discover again. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 41
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 41 of 62 Check the ‘Discover properties’ box. Click the Send button. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 42
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 42 of 62 You get a list of objects with properties. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 43
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 43 of 62 Present value is the value found in the Veeder Device. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 44: Commissioning, Diagnostics And Trouble Shooting
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 44 of 62 Commissioning, Diagnostics and Trouble Shooting 7.1. What to Take to Site for Commissioning 1. The gateway and other supplied components. 2. USB->485 Converter Any will do. This will allow you run tests using the 485 serial connection for Modbus RTU.
-
Page 45
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 45 of 62 8. Serial Mini Tester 9. DB9 and DB25 male and female connector make-up kits (Solder free) Always useful but not required if you have tested your cable prior to attending the site. -
Page 46
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 46 of 62 11. Gender Benders Always useful but not required if you have tested your cable prior to attending the site. 12. Ethernet Patch cables © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3… -
Page 47
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 47 of 62 13. Hub Used as a last resort if there are problems on Modbus or BACnet A hub is not a switch. A hub can be used for trouble-shooting whereas only a ‘supervised’… -
Page 48: Gateway Status
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 48 of 62 7.2. Gateway Status Browse to http://192.168.1.113/bin/sma/report and you will the present values of the data points If all of the data values are displayed as “-1” (or whatever the configured default value is) then it could mean one of two things.
-
Page 49: Debug Log
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 49 of 62 7.4. Debug log. The debug messages are sent on UDP port 514 to the broadcast IP address: {255.255.255.255} as plain ASCII text. You can use «logview4net» tool to view and recorded the debug messages as they are sent from the device.
-
Page 50
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 50 of 62 Timeout Abnormal operation. No communication with device. Perform Veeder Device Connection Diagnostics. © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 51: Veeder Device Connection
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 51 of 62 Operating Normally Occasional timeout messages should be tolerated. Normal Operation. 7.5. Veeder Device Connection Use a mini tester to check the serial ports. Connect the cable to the Veeder device only – RD should be green. If it isn’t this means the cable to the Veeder device is wrong or the port isn’t working.
-
Page 52
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 52 of 62 © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657, Fax: (416) 915-4024… -
Page 53: Another Method For Changing The Ip Address — Dhcp
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 53 of 62 7.6. Another Method for Changing the IP Address — DHCP This device supports DHCP and DHCP is disabled. When shipped the device IP = 192.168.1.113 Mask = 255.255.255.0 Gateway = 192.168.1.1 If you simply want to change the IP address then use the simpler method provided in section 3.6 Change Configuration Settings.
-
Page 54: Discovering The Gateway
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 54 of 62 To change the IP address complete the Fields and click the ‘Set’ button. Please set the IP, Network Mask, and Gateway fields. To set it to DHCP, simply put all fields to 0.0.0.0 and click the ‘Set’ button.
-
Page 55
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 55 of 62 A tool is provided. It can be downloaded from http://www.chipkin.com/articles/cas-gateway-firmware-download-tool Screen Shot from the Firmware update tool. File name and path may Click to find a gateway change. You will be (discover) provided with specific instructions. -
Page 56: Specifications
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 56 of 62 Specifications UL and ULc approved 10/100BaseT with RJ-45 connector 1x RS232 Port 1x RS485 Port (Different Models have additional ports) 2MBytes flash memory, 8MBytes of SDRAM …
-
Page 57: Sma Enumerations
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 57 of 62 SMA Enumerations The following lists are the enumerated values for various SMA Data points 9.1. SMA Invertor Data Enumerations 9.1.1. Mode Offset Stop Disturbance Grid Monitoring Error Waiting Mpp Peak V Const…
-
Page 58: Error
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 58 of 62 9.1.5. Error No Error EarthCurMax Srr MSD VAC MSD FAC K1 Open K2 Open EEPROM p Power Balance MSD Idif EarthCurMax Bfr Derating XFMR TEMP W EeRestore Grid Timeout VacL1 Bfr VacL2 Bfr…
-
Page 59: Sma Sunny Island Data Enumerations
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 59 of 62 9.2. SMA Sunny Island Data Enumerations 9.2.1. Mode Same as 9.1.1 SMA Invertor Data Enumerations – Mode 9.2.2. Invertor Operating State (InvOpStt) None Startup Standby EmCharge Error 9.2.3. Relay State (Rly1Stt, Rly2Stt) 9.2.4.
-
Page 60: Gnstatus
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 60 of 62 9.2.7. GnStatus Retry Init Disconnect Ready Cool Warm Lock Connect Fail FailLock 9.2.8. GnRnStatus 9.2.9. CHPStatus Idle Lock 9.2.10. Address (Adr) Master Slave1 Slave2 Slave4 9.2.11. Operating Status (OpStt) None Operating Warning Failure ©…
-
Page 61: Card Status (Cardstt)
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 61 of 62 9.2.12. Card Status (CardStt) Operational Mount OutOfSpace BadFileSys Incomp Parameter ParamFailed WriteLogData WriteLogFailed 9.2.13. Error None 1xx_INV 2xx_BAT 3xx_EXT 4xx_GEN 5xx_GRD 6xx_RLY 7xx_SYS 8xx_AUX © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3…
-
Page 62: Cas-2700-24 Sma Gateway Manual
CAS-2700-24 SMA Gateway Manual Page 62 of 62 Revision History Doc. Date Resp Format Driver Ver. Comment Rev. 12 Feb 2014 0.11 Document Created © Chipkin Automation Systems, 3495 Cambie St. Unit211, Vancouver, BC, Canada, V5Z 4R3 2014 Tel: (866) 383-1657,…
Время на прочтение
10 мин
Количество просмотров 223K
Протокол Modbus довольно распространен как в промышленных системах автоматизации, так и сетях систем типа «Умный дом», автоматизации малых объектов (теплицы и т.п.) и стыковки различного оборудования с домашним компьютером. Появление таких проектов как Arduino и Raspberry Pi значительно повысило интерес к задачам, связанным с робототехникой, автоматикой и автоматизацией. Все это обеспечивает рост популярности Modbus среди любителей и профессионалов. В статье рассмотрен вопрос тестирования и наладки, как отдельных устройств, так и сетей на базе протокола Modbus с позиции требований к программному обеспечению для решения таких задач и обзора существующих инструментов.
Если вы знакомы с архитектурой протокола, то можете смело пролистать пару следующих абзацев и перейти к дальнейшему описанию. Если же нет, то специально для вас ниже приведено небольшое введение в Modbus.
Modbus, краткое введение
Modbus является довольно распространённым протоколом в системах автоматизации на среднем и нижнем (полевом) уровнях. Средний — это уровень контроллеров — устройств, осуществляющих сбор данных и управление технологическим процессом. Нижний или полевой — это уровень взаимодействия датчиков и контроллеров или датчиков напрямую с сервером. Более подробно об уровнях в системах автоматизации можно посмотреть здесь.
Как правило, структура типовой системы автоматизации, использующей в качестве базового протокола Modbus, выглядит так как показано на рисунке в начале статьи. В качестве ”среды” для протокола Modbus может выступать либо RS-485/422/232 (подробно про RS-485 можно прочитать здесь и здесь), поверх него работает Modbus RTU или Modbus ASCII, либо транспортный протокол TCP в TCP/IP сетях, такая версия носит название Modbus TCP. В данной статье будет рассмотрен Modbus RTU.
Протокол Modbus предполагает наличие одного ведущего устройства в сети (оно называется Master или Client) и от 1 до 247 ведомых (они называются Slave или Server). Полное описание можно найти на официальном сайте или в вики.
Master периодически взаимодействует со Slave-устройствами, считывая или записывая в них какую-либо информацию. Этот процесс осуществляется в форме запрос-ответ. Запрос представляет собой последовательность байт, называемую кадром, в котором время между байтами стандартизировано и зависит от скорости передачи данных (напомним, что речь идет о Modbus RTU) и составляет не более длительности интервала, в течение которого может быть передано 1,5 байта данных. Время между кадрами должно быть не меньше времени передачи 3,5 байт.
Формат запроса имеет следующий вид:
ID — адрес устройства (1 байт),
FN — Modbus функция (1 байт),
[args] — аргументы функции (N байт, зависит от функции),
CRC — контрольная сумма CRC-16 (2 байта).
Ответ имеет схожий формат:
Почти все поля ответного кадра аналогичны кадру запроса, за исключением поля DATA, оно имеет различное наполнение, в зависимости от функции.
Если устройством не поддерживается запрашиваемая функция или аргументы в поле [args] запроса являются некорректными для данного Slave-устройства, то в ответе, в поле FN старший бит будет выставлен в 1 (т.е. на FN наложится маска 0x80), а в поле DATA будет помещена дополнительная информация об ошибке.
Каждое Slave-устройство может иметь определенные области данных и содержать дополнительную специфическую информацию.
Возможные области данных представлены в таблице ниже:
| Поле | Доступ | Размер | Описание |
|---|---|---|---|
| Discrete Inputs | Только чтение | Один бит | Данные от системы ввода/вывода |
| Coils | Чтение/Запись | Один бит | Ячейки могут использоваться по своему усмотрению |
| Input registers | Только чтение | 16 бит | Данные от системы ввода/вывода |
| Holding registers | Чтение/Запись | 16 бит | Регистры могут использоваться по своему усмотрению |
За более подробной информацией следует обратиться к полному описанию Modbus RTU, доступному в виде спецификации.
Тестирование устройств с поддержкой Modbus RTU в рамках процесса разработки
Как при разработке, так и при наладке устройств с поддержкой протокола Modbus RTU, вам необходимо иметь специализированное программное обеспечение и технические средства. Из технических средств наиболее простой вариант — это преобразователь RS-485/USB, из всех устройств такого типа, по нашему мнению, наилучшим выбором является MOXA UPORT 1130/UPORT 1150, цена вопроса которого составит 5000 — 6000 руб. Существуют различные отечественные решения, например, преобразователи фирмы Fractal или ОВЕН. Конструкция этих устройств достаточно проста, и при определенной сноровке такой преобразователь можно собрать самостоятельно. Более сложными являются решения типа Ethernet/RS-485 (например, NPORT от MOXA).
При разработке устройств с поддержкой Modbus RTU, чаще всего требуется реализовать функцию Slave, так как в основном это различные датчики, управляемые реле, модули ввода/вывода и т.п., Master-устройства создаются реже. В сетях автоматизации в качестве мастера, обычно выступает контроллер, а он, как правило, уже имеет реализацию Modbus-стека, либо OPC Server/SCADA система, укомплектованные Modbus-драйвером.
Вопрос разработки непосредственно Modbus-стека мы не будем рассматривать в этой статье. Единственное, стоит отметить библиотеку FreeMODBUS, на базе которой достаточно просто построить устройство с поддержкой функций Modbus Slave. Пример реализации описан в статье на Хабре.
Вторым важным моментом при разработке Modbus-устройств является тестирование. Здесь всё зависит от стадии разработки и цели тестирования.
На начальных этапах полезным инструментом является Modbus-терминал. С помощью него мы можем вручную сконструировать запрос, послать его и проанализировать ответ. Существуют терминалы в чистом виде, например, SmartTerminal, Access Port, терминалы с поддержкой Modbus RTU — Termite от S2-Team или Pic18 Terminal от Fractal (не обновлялась с 2006 года) и т.п. Последний заточен под оборудование компании Fractal, но позволяет “общаться” с любыми устройствами, у которых в настойках порта выставлена четность None, с другими вариантами он не работает.
В процессе разработки нередко возникает ситуация, когда устройство принимает запрос и отвечает на него (это можно понять либо по светодиодам приема/передачи пакетов, если вы их предусмотрели в конструкции, либо через отладчик, поставив breakpoint в нужном месте), а в терминале или какой-то другой специализированной программе, данные не отображаются. В таком случае вам пригодится сниффер для последовательного порта, желательно, с поддержкой протокола Modbus. В качестве примера можно привести Free Serial Analyzer, COM Port Toolkit. Последний в настоящее время, похоже, прекратил свое развитие.
В дальнейшем, требуется не только проверять работает ли устройство в принципе (т.е. корректно отвечает на запросы), но и определять наработку на отказ с помощью длительного тестирования. Важными аспектами здесь являются поддержка авто-опроса с изменяемой нагрузкой (количество запросов в секунду) и наличие функции логирования. С этими задачами поможет справиться Modbus Poll или Modscan, это ПО платное, но имеется пробный период.
Следует учитывать, что собранные логи нужно будет анализировать, то есть определять количество запросов, на которые устройство не ответило, обнаруживать сбои, например, самопроизвольное изменение данных в ячейках и т.п. Конечно, можно использовать полноценную SCADA-систему, либо самому разработать и написать систему анализа и визуализации логов. Как вариант, рекомендуем обратить внимание на MasterSCADA от Insat. Она имеет встроенный Modbus-драйвер и версия до 32 точек является бесплатной, довольно проста в освоении (на сайте производителя есть хорошая документация и видео уроки).
В конце данной статьи мы определим список функций “идеального” инструмента для тестирования и наладки устройств/систем на базе протокола Modbus, а также сделаем небольшой обзор существующих инструментов.
Наладка систем автоматизации, использующих Modbus устройства
Людей, занимающихся наладкой систем автоматизации и просто пытающихся “подружиться” с каким-либо устройством, на борту которого находится Modbus, в разы больше чем, тех, кто эти устройства разрабатывает. Исходя из специфики задачи, требования к соответствующему ПО будут немного отличаться.
Если необходимо соединить контроллер и одиночное Slave-устройство, то прежде всего, нужно установить с ним связь с помощью преобразователя интерфейсов RS-485/USB, ПК и специализированного программного обеспечения либо терминала. В таком случае, логика работы и набор инструментов ничем не отличается от тех, что применяются при разработке Slave-устройства на стадии тестирования. На этом этапе не требуется длительное тестирование с последующим анализом большого количества лог-файлов.
В случае, когда у вас уже есть готовая сеть устройств, можно выделить следующие задачи:
- проверка работоспособности всех устройств в сети (опрос каждого устройства в отдельности и проверка корректности ответа);
- нагрузочное тестирование (опрос устройств в сети в течение длительного времени). Желательно сделать несколько экспериментов с различной частотой опроса, а после провести анализ собранных данных на наличие отказов, не ответов, порчи данных и т.п.
В этом случае, понадобится либо терминал с возможностью создания списка запросов, либо специализированный инструмент типа Modbus Poll, который позволяет опрашивать несколько устройств в рамках одного проекта.
Modbus-устройства могут иметь определенные настройки интерфейса RS-485: количество бит данных, четность и количество стоп бит. Устройства с различными настройками не могут работать в одной сети с одним и тем же мастером. Тестирование и конфигурирование таких устройств удобно проводить, применяя терминальные программы, имеющие возможность быстрого переключения между предустановленными профилями настроек портов или работающие с несколькими линиями одновременно.
Реже возникает задача организации обмена данными с устройством, протокол которого отличается от стандартной спецификации Modbus RTU. Нам приходилось встречаться с ситуацией, когда протокол Slave-устройства логически повторяет Modbus (структура пакета, таймауты и т.п.), но использует функции вне стандарта. В таком случаем возможна работа с использованием Modbus Poll, он позволяет строить произвольные запросы, или терминала, обладающего сходным функционалом. Стандартная SCADA-система, обычно, в такой ситуации бессильна, и работа с подобным оборудованием осуществляется через специальный OPC сервер.
Требования к ПО для работы с Modbus-устройствами в режиме мастера
Описав различные задачи, которые возникают при разработке, настройке и наладке устройств с протоколом Modbus, составим список требований к специализированному программному обеспечению.
- Поддержка настроек COM-порта (номер, скорость, четность, количество бит данных и стоп бит)
- Настройка таймаутов (время ожидания приема ответа на запрос, время между символами и кадрами)
- Поддержка стандартного Modbus
- Поддержка нестандартного Modbus
- Авто-опрос одного/нескольких устройств
- Настройка авто-опроса
- Логирование сессии / настройка логирования
- Создание профилей для быстрого переключения между настройками порта
- Работа в режиме сниффер
- Лицензия продукта
- Сопровождение продукта разработчиком
Обзор ПО для работы с Modbus протоколом
Modbus Poll
Начнем с классического приложения и довольно известного в наших “узких” кругах — Modbus Poll от Witte Software.
Эта программа является симулятором мастера в Modbus-сети. Интерфейс Modbus Poll интуитивно понятен. Если вы представляете себе логику работы протокола, то разобраться с программой труда не составит.
| Функция | Наличие | Комментарий |
|---|---|---|
| Поддержка настроек COM-порта | + | |
| Настройка таймаутов | + | Доступны: время ожидания ответа |
| Поддержка стандартного Modbus | + | Список функций ограничен |
| Поддержка нестандартного Modbus | + | |
| Авто-опрос одного / нескольких устройств | + / + | |
| Настройка авто-опроса | + | Доступно: время между запросами |
| Логирование сессии / настройка логирования | + / + | |
| Создание профилей для быстрого переключения между настройками порта | — | |
| Работа в режиме сниффер | — | |
| Лицензия продукта | ПО платное | Есть пробный период 30 дней |
| Сопровождение продукта | + |
Достоинства: хорошая система логирования, достаточное количество поддерживаемых функций (во всяком случае, наиболее востребованные присутствуют), большое количество настроек внешнего вида.
Недостатки: цена (одна лицензия $ 129.00), нестандартный Modbus поддерживается как опциональная функция, нет профилей для быстрого переключения портов — приходится каждый раз перенастраивать соединение.
Modscan32/64
Следующим ПО в нашем обзоре будет Modscan от WinTECH. Внешне эта программа очень похожа на Modbus Poll, но функционалом она обладает значительно меньшим.
У Modscan есть одна уникальная особенность для программ данного типа — это возможность создания форм (своего рода мнемосхем). Пока ее функционалу далеко до реальных SCADA-систем, но наличие такого бонуса радует. На сегодняшний день это достаточно скудный, по своим возможностям инструмент (имеется ввиду редактор форм), но будем надеяться, что со временем, разработчики доведут его до хорошего уровня.
| Функция | Наличие | Комментарий |
|---|---|---|
| Поддержка настроек COM-порта | + | |
| Настройка таймаутов | + | Доступны: время ожидания ответа |
| Поддержка стандартного Modbus | + | Список функций ограничен |
| Поддержка нестандартного Modbus | — | |
| Авто-опрос одного / нескольких устройств | + / + | |
| Настройка авто-опроса | + | Доступно: время между запросами |
| Логирование сессии / настройка логирования | + / — | |
| Создание профилей для быстрого переключения между настройками порта | — | |
| Работа в режиме сниффер | — | |
| Лицензия продукта | ПО платное | Есть пробный период |
| Сопровождение продукта | + |
Достоинства: возможность создания собственных форм для просмотра данных, поддержка MMI & OLE Automation.
Недостатки: цена (одна лицензия $ 84.95), нет поддержки нестандартного Modbus, нет профилей для быстрого переключения портов, ненастраиваемая система логирования, малое количество поддерживаемых Modbus-функций.
Termite
Следующим в нашем списке будет терминал Termite от S2-Team. Termite является специализированный Modbus терминалом. Это означает, что он сам будет считать за вас CRC, распознавать сообщения об ошибках в ответах и т.д., ваша задача заключается в том, чтобы ввести корректное тело запроса в поле команды.
| Функция | Наличие | Комментарий |
|---|---|---|
| Поддержка настроек COM-порта | + | |
| Настройка таймаутов | + | Доступны: время ожидания ответа, время между символами и кадрами |
| Поддержка стандартного Modbus | + | |
| Поддержка нестандартного Modbus | + | |
| Авто-опрос одного / нескольких устройств | + / + | |
| Настройка авто-опроса | + | Доступно: время между запросами |
| Логирование сессии / настройка логирования | + / — | |
| Создание профилей для быстрого переключения между настройками порта | + | |
| Работа в режиме сниффер | — | |
| Лицензия продукта | Есть платная и бесплатная версии |
Бесплатная версия обладает ограниченным функционалом (на количество каналов, одновременно ведомых лог файлов и количество разных запросов в авто-опросе) |
| Сопровождение продукта | + |
Достоинства: поддержка всех Modbus-функций, работа с нестандартным Modbus, удобная система подсказок, возможность настройки внешнего вида ПО, поддержка профилей для быстрого переключения между настройками порта.
Недостатки: PRO версия платная (одна лицензия $ 10), в текущем релизе нет возможности гибко настраивать логирование.
AccessPort
Программа из разряда “чистых” терминалов. Она не поддерживает Modbus, поэтому при её использовании будьте готовы считать CRC для ваших кадров самостоятельно. Несомненным плюсом является то, что в неё встроен сниффер последовательного порта.
| Функция | Наличие | Комментарий |
|---|---|---|
| Поддержка настроек COM-порта | + | |
| Настройка таймаутов | + | |
| Поддержка стандартного Modbus | — | |
| Поддержка нестандартного Modbus | — | |
| Авто-опрос одного / нескольких устройств | + / — | |
| Настройка авто-опроса | + | Доступно: время между запросами |
| Логирование сессии / настройка логирования | + / — | |
| Создание профилей для быстрого переключения между настройками порта | — | |
| Работа в режиме сниффер | + | |
| Лицензия продукта | ПО бесплатное | |
| Сопровождение продукта | Не поддерживается | Крайняя версия продукта была выпущена 2012-04-23 |
Достоинства: наличие сниффера порта, ПО бесплатное, настраиваемое представление данных, возможность передачи файлов.
Недостатки: не поддерживает Modbus вообще, нет возможность создавать профили, в режиме авто-опрос можно работать только с одним устройством, в настоящее время ПО не развивается.
В заключение хотелось бы добавить, что в сети достаточно большое количество программ для работы с последовательным портом, но если есть необходимость работать именно с Modbus протоколом, то его поддержка в таком ПО крайне желательна. Одна из основных причин — это расчет CRC, в ручную это делать накладно, также важно, чтобы программа могла уметь разделять кадры, иначе все превращается в сплошную мешанину байтов, ну и если есть авто-опрос, то это сильно упрощает жизнь.
Хочется дополнить список ПО и библиотек для работы с Modbus, тем, что было переставлено в комментариях.
SCADA
FreeSCADA
Modbus TCP/RTU
Advanced TCP/IP Data Logger
Ardsoft Эмулятор Modbus
PortMon
MODBUS FOR WINDOWS
PeakHMI
Modpoll Modbus Master Simulator
QModMaster
modbus_tk
pymodbus
libmodbus
Благодарю всех, кто помог улучшить статью!
Спасибо за внимание!
Сегодня я бы хотел рассказать о программе, с помощью которой я начинал изучать протокол ModBus и ПЛК. Я ей пользуюсь до сих пор, и лично видел её в использовании у нескольких наладчиков. Если кому-то интересна история её создания или исходники прошу под кат.
Сканер регистров ModBus предназначается для людей, занимающихся наладкой систем автоматизации или просто пытающихся “подружиться” с каким-либо устройством, на борту которого находится Modbus. Для желающих иметь возможность быстро считать интересующие регистры или вручную пройтись по содержимому нескольких устройств на шине.
Первый автор программы тесно связан с АСУ ТП. Появление ПЛК с ModBus в 90-х потребовало какой-то программы для работы с этим протоколом. В те времена чтобы посмотреть содержимое регистров контроллера нужно было либо устанавливать на компьютер среду программирования контроллера, что неудобно, либо покупать какую-то платную программу. Хотелось что-то лёгкое и компактное, что можно таскать на дискете. Это и привело к написанию собственной программы. Прототип программы был написан под DOS на Basic. Прототип, кстати, получился не очень удачным. Позже проект был сконвертирован в Visual Basic. И где-то в начале 2000-х программа была переписана на Delphi. В середине 2000-х исходники попали уже ко мне. Тогда я вынес опрос по ModBus в отдельный поток, и добавил несколько мелких улучшений. Недавно добавил режим опроса ModBus rtu поверх TCP/IP и сконвертировал проект в Lazarus.
ModLook писался для собственного пользования. Получилось довольно удобно. Все элементы вынесены на главную панель. После измерения параметра не нужно жать ОК, изменения применяются автоматически. Так что программой можно управлять одной рукой (или ногой).
Для адресации данных используются номера регистров (отсчет начинается с 1), а не физические адреса. Тогда привычнее было начинать подсчет с единицы, а не с нуля.
ModLook может опрашивать регистры Coil Status (0ХХХХ), Discrete Inputs (1ХХХХ), Holding Registers (4ХХХХ), Input Registers (3ХХХХ). Можно разрешить или запретить опрос какого-то из этих регистров галочкой «Опрос».
Ссылка на исходники
Количество загрузок:526 (10 за последнюю неделю)
Операционная система:Windows XP/7/8/10/11
Последняя версия:1.2.2.2
Сообщить о неточности
Описание
CAS Modbus Scanner 1.2.2.2 может быть загружена с нашего архива бесплатно. Эта программа для ПК совместима с версиями 32-бит Windows XP/7/8/10/11.
Это бесплатное программное обеспечение принадлежит Chipkin Automation Systems.
CAS Modbus Scanner принадлежит к категории Системные утилиты, а точнее к подкатегории Помощники устройств.
Последняя версия пакета установки, которую вы можете скачать занимает 1.2 MB. Самая популярная версия среди пользователей программы 1.2.
CAS Modbus Scanner.exe, CASModbusScanner.exe, CHMBTOOL.exe, drweb32w.exe или Scanner.exe — распространенные имена файлов для установщика этого ПО. Этот файл загрузки был просканирован нашим встроенным антивирусом, который отметил его как надежный для скачивания.
От разработчика:
CAS Modbus Scanner is a utility to retrieve coils, inputs, holding registers, and input registers from a Modbus enabled device. Values retrieved from the device can be viewed in many different formats including Binary, HEX, Uint16, Int16, Uint32, Int32, and Float32. This utility can also discover Modbus devices on your network if you do not know their address.
Мы предлагаем оценить другие программы, такие как VideoCAM Look, GFI FAXmaker Client или ThinkPad Mobility Center Customization, которые часто используются вместе с CAS Modbus Scanner.
Обновлено:
10 нояб., 2022
Последние обновления
-
morrice
- Сообщения: 153
- Зарегистрирован: 05 дек 2014, 18:39
Как найти устройство по modbus
Здравствуйте, возникла проблемка одна. с ПЛК организовывал связь с цифровым табло через modbus. У табло были исходные параметры Modbus RTU 9600/8/N/1 и модбас адрес был 1. По ошибке не в те регистры записал значения и связь с табло пропала. Вроде как как то модбас адрес поменял. Короче не могу теперь свзаться с табло, перерыл все модбас адреса от 0 до 255. не находит.
Как можно выйти из этой ситуации, как можно вообще найти модбас устройство не зная его параметры ? может есть утилита какаято, которая ищет по всем параметрам и адресам ?
Написал разработчику табло, но пока молчит.
-
morrice
- Сообщения: 153
- Зарегистрирован: 05 дек 2014, 18:39
Re: Как найти устройство по modbus
Сообщение
morrice » 11 мар 2016, 14:59
Нашел что то по адресу 247, но ПЛК по этому адресу ничего не находит. Да еще и странно он нашел 6 вариаций, как такое может быть ?
В другой проге тоже нашел.
- Вложения
-
- 2.jpg (93.06 КБ) 5516 просмотров
-
- 1.jpg (67.31 КБ) 5517 просмотров
-
Ryzhij
- Сообщения: 1026
- Зарегистрирован: 26 авг 2012, 19:25
- Откуда: Россия Рязань
Re: Как найти устройство по modbus
Сообщение
Ryzhij » 11 мар 2016, 15:20
morrice писал(а):Да еще и странно он нашел 6 вариаций, как такое может быть ?
Так вариации-то на тему контроля чётности. Устройство отвечает, но программа, видимо, фиксирует лишь сам факт отклика не вникая в содержание ответа типа «Ась? Не разобрал последней фразы…»
__________________________
Помощь — понятие растяжимое, всяк трактует его в меру своего эгоизма…