Inden for industriel automation støder vi ofte på forskellige kommunikationsprotokoller som Profibus, ControlNet, Ethernet, CANopen, Modbus og andre. Blandt disse er den mest udbredte gratis-åben source-protokol Modbus, understøttet af industrielt udstyr fra stort set alle producenter.
Når vi udfører egentlige ingeniørprojekter, skal vi ofte udføre kommunikationstest, men mangler de tilsvarende kommunikationsenheder til test. Derfor er simulationstestsoftware påkrævet. Den mest brugte software er ModScan, som kan bruges til Modbus TCP-kommunikation, Modbus RTU-kommunikation og Modbus ASCII-kommunikation. Den fungerer som en masterstation og indsamler data fra slavestationer. Den kan sende kommandoer til slaveenheder (som skal være Modbus-aktiverede smartenheder). Ved modtagelse af et svar fra slavestationen vises de tilsvarende registerdata på overvågningsinterfacet.
Så hvordan udfører vi testen?
Først skal du etablere hardwareforbindelserne til enhederne. Installer ModScan-softwaren på pc'en for at fungere som masterstation for dataindsamling. Du skal også bruge en Modbus-protokol-kompatibel smartenhed som slavestation. Da pc'er typisk kun har USB-porte, kræves der en USB-til-seriel-til-RS485-konverter for at oprette forbindelse til den smarte slavestation. Denne opsætning gælder for enheder, der understøtter Modbus-RTU-protokollen med en RS485-grænseflade. Hvis den smarte slaveenhed understøtter Modbus TCP/IP-protokollen, skal du blot tilslutte pc'en og slaveenheden ved hjælp af et Ethernet-kabel.
RS485 tilslutning
For TCP-forbindelser skal kun én enhed tilsluttes direkte via Ethernet-kabel. Hvis flere enheder er involveret, kræves der en industriel Ethernet-switch for at forbinde alle enheder til switchen. Forskellige enheder kan derefter tilgås via deres respektive IP-adresser.
For det andet skal du åbne ModScan-softwaren for at konfigurere kommunikationsparametre. For RS485-kommunikation skal du vælge den serielle port og indstille baud-hastigheden (typisk standard til 9600), datalængde (8 bit), paritetsbit (ingen) og stopbit (1 bit) i henhold til slavekommunikationsparametrene, som vist i figuren:
For Modbus TCP-kommunikation skal du konfigurere kommunikationsforbindelsen som vist nedenfor. Vælg TCP/IP-kommunikationsforbindelsestypen, og indtast derefter slaveenhedens IP-adresse og portnummer (standard 502).
For det tredje, konfigurer kommunikationsregisteret: indtast startadressen i adressefeltet, Længde angiver længden, 03:HOLDING REGISTER angiver registertypen (holderegister), Enheds-ID repræsenterer slavestationens nummer. For Modbus RTU skal du indtaste slaveadressen her; for Modbus TCP-kommunikation kræves ingen indtastning. Hvis du bruger en seriel server, skal slaveadressen indtastes. Antal afstemninger / gyldige slavesvar angiver antallet af datatransmissioner/-modtagelser, hvilket tillader detektering af pakketab. Den midterste sektion viser testresultater, der angiver detekterede slavedata. Den aktuelle alarmstatus indikerer en kommunikationsfejl.
Valget af datatype er vist i figuren nedenfor. I øjeblikket bruger vi 32-bit flydende-punkttyper sammen med bittyper, heltalstyper, dobbelt-flydende-punkttyper med dobbelt-præcision og andre. For flydende kommatyper kan du også konfigurere bitbytning.
For det fjerde gennemførte vi kommunikationstest via Modbus TCP. IP-kommunikationsadressen blev sat til 192.168.1.10 med portnummer 502. PC'ens IP-adresse blev konfigureret inden for det samme undernet som slavestationens IP-adresse (192.168.1.10), såsom 192.168.1.20.
For at læse slaveregistret (Holding Register) skal du vælge Funktionskode: 03, Register Startadresse: 1, Datatype: 32-bit Floating Point, og indstille antallet af registre til Læs: 10. Klik derefter på Connect, som vist nedenfor:
Som vist i diagrammet viser hovedgrænsefladen ingen alarmmeddelelser, og antallet af sendte og modtagne datapakker matcher, hvilket indikerer, at der ikke er noget pakketab. Data er til stede i de tilsvarende registre, hvilket bekræfter vellykket kommunikation. Mission fuldført.