Как подключить Modbus RTU-устройство стороннего производителя к контроллеру Wiren Board?

From Wiren Board
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.

Введение

Modbus RTU — один из распространенных протоколов для связи устройств. Если устройство стороннего производителя поддерживает протокол Modbus RTU, то его можно подключить к контроллеру Wiren Board.

Список всех поддерживаемых контроллером протоколов можно найти в Таблице поддерживаемых устройств.

Некоторые производители Modbus-устройств не придерживаются стандартов протокола, что может сказаться на работе всей шины. Поэтому рекомендуем проверять работу новых устройств на отдельной шине и только после того, как добьётесь стабильной работы, подключать к ней другие Modbus-устройства.

Подключите устройство

Для подключения стороннего устройства по протоколу Modbus RTU:

  1. Откройте документацию на устройство и убедитесь, что оно имеет интерфейс RS-485 и поддерживает протокол Modbus RTU.
  2. Проверьте, нет ли вашего устройства в Таблице поддерживаемых устройств. Если устройство там есть — используйте указанные в таблице рекомендации по подключению.
  3. Определите, какая информация вам нужна и в каких регистрах она находится.
  4. Подключите устройство к контроллеру по шине RS-485.
  5. Узнайте в документации на устройство параметры подключения: скорость (Baud rate), Количество битов данных (Data bits), Бит чётности (Parity), Количество стоповых битов (Stop bits), Modbus-адрес устройства.
  6. Проверьте связь с устройством и правильность подключения:
    • Остановите драйвер wb-mqtt-serial или иное ПО, которое опрашивает устройство.
    • Подключитесь к устройству с помощью утилиты modbus_client и считайте данные из любого известного вам регистра.

Если чтение данных пройдёт успешно — вы верно подключили устройство и настроили параметры соединения.

Поиск подключенных устройств на шине

После физического подключения устройства не всегда получается сразу установить с ним связь: параметры обмена могут быть неизвестны или забыты. Для этого можно воспользоваться утилитой wb-mb-explorer. Она позволяет просканировать шину на наличие устройств: проверить наличие подключенных устройств с указанными параметрами обмена, подобрать параметры обмена для устройства с указанным адресом, провести полный перебор все возможных комбинаций параметров обмена. Если будет обнаружено устройство Wiren Board, то для него будет выведена информация о модели устройства, его серийном номере, версии прошивки и параметрах обмена. Для стороннего modbus-устройства будут выведены только параметры обмена.

Создайте шаблон

Для удобства использования устройства создайте шаблон для драйвера wb-mqtt-serial в шаблоне укажите:

  • регистры, в которых хранятся нужные вам данные;
  • параметры инициализации, если они необходимы;
  • обязательно в шаблоне задайте параметр guard_interval_us (задержка перед записью каждого запроса в порт), значение которого должно быть не менее 3.5 символа при выбранной скорости. Нужное значение рассчитывается по формуле:

guard_interval_us = (3.5*11*106)/(скорость в бит/с).

Например, для скорости 9600 бит/с guard_interval_us = (3.5*11*106)/9600 = 4000 мкс. При проблемах с подключением стороннего устройства для теста это значение можно увеличить (например до 100000 мкс), так как сторонние устройства иногда работают не совсем корректно.

  • для проверки корректности шаблона выполните на контроллере команду wb-mqtt-serial -g.

Эта команда проверит на корректность файлы шаблонов в директориях /usr/share/wb-mqtt-serial/templates (директория предустановленных шаблонов) и /etc/wb-mqtt-serial.conf.d/templates (директория для пользовательских шаблонов). Если в шаблонах содержатся ошибки, то на экран будут выведены диагностические сообщения с указанием имени шаблона и ошибка.

Особенности реализации Modbus RTU в устройствах Wiren Board

Стандартом Modbus RTU предусмотрен обязательный интервал тишины в 3.5 символа между фреймами данных (под символом подразумевается посылка, состоящая из стартового бита, битов данных, бита четности и стоп-битов).

Для ускорения опроса устройств Wiren Board мы соблюдаем этот интервал только перед первым запросом к следующему в цикле опроса устройству (параметр frame_timeout_ms в шаблонах устройств).

Поэтому, чтобы соответствовать требованиям протокола Modbus-RTU, нужно для сторонних устройств задавать параметр guard_interval_us. Этот параметр задает задержку перед записью каждого запроса в порт.

Совместная работа модулей Wiren Board и устройств сторонних производителей на одной шине

При работе модулей Wiren Board и устройств сторонних производителей на одной шине RS-485 параметр guard_interval_us следует задавать целиком для порта, также следует изменить параметр RS-485 Response Delay (ms) (Задержка перед ответом по RS-485) у модулей Wiren Board (если такой параметр имеется), например установив значение 8 мс. Это необходимо, так как несоблюдение интервалов тишины при обращении к модулям Wiren Board приводит к сбою в работе некоторых устройств сторонних производителей.

Полезные ссылки