Шлюз Modbus TCP

From Wiren Board
Jump to: navigation, search

В Wiren Board добавлена возможность отображать сообщения из определённых топиков в очереди сообщений MQTT в регистры Modbus TCP. Это может быть полезным для настройки простого взаимодействия Wiren Board и SCADA-систем с поддержкой Modbus TCP.


Установка и настройка на контроллере

Установка

Для начала нужно установить пакет wb-mqtt-mbgate. В консоли устройства вводим

root@wirenboard:~# apt-get update && apt-get install wb-mqtt-mbgate

Настройка

Страница настройки шлюза

После установки требуется указать топики, которые будут отображаться на регистры Modbus TCP, уточнить их адреса и указать формат регистров. Для этого в веб-интерфейсе переходим в раздел Configs (Конфигурирование) и открываем конфигурационный файл /etc/wb-mqtt-mbgate.conf.

Modbus binding

Здесь можно настроить порт и адрес, по которым будет доступен сервер Modbus TCP.

Обязательные параметры:

  • Bind address - адрес, по которому будет доступен сервер Modbus TCP. Значение по умолчанию - * - означает, что возможно подключение по любому адресу, по которому доступен контроллер (например, по IP-адресу или по доменному имени).
  • Server TCP port - номер порта, по которому будет доступен сервер Modbus TCP. Значение по умолчанию - 502 - стандартный порт для Modbus TCP.

MQTT connection

Здесь настраиваются параметры для подключения к брокеру сообщений MQTT. По умолчанию шлюз использует MQTT-брокер контроллера. Есть возможность настроить аутентификацию.

Обязательные параметры:

  • Address - адрес брокера сообщений. По умолчанию - localhost - подключение к брокеру контроллера.
  • Port - номер порта, по которому доступен брокер. По умолчанию - 1883.

Дополнительные параметры:

  • Keep-alive interval
  • Enable username+password authentification - установите этот флаг в случае, если брокер требует аутентификации с помощью логина и пароля.
  • Login - имя пользователя для подключения к брокеру. Обязательный параметр, если установлен флаг Enable username+password authentification.
  • Password - пароль для подключения к брокеру. Обязательный параметр, если установлен флаг Enable username+password authentification.

Register bindings

В этом разделе настраиваются соответствия топиков и регистров.

Раздел содержит список всех найденных каналов в очереди сообщений MQTT, распределённых по типу. Каналы определяются по имени топика: в список вносятся все топики, соответствующие шаблону /devices/+/controls/+, при этом в списке они отображаются как +/+. Например, если в брокере сообщений обнаружено сообщение с топиком /devices/alarms/controls/alarm_test, то в этом списке канал будет записан как alarms/alarm_test.

Если в брокере сообщений появились новые каналы (например, при подключении нового устройства), они будут добавлены в список при перезапуске службы (это происходит при сохранении конфигурационного файла или при перезапуске контроллера).

Каналы распределены по 4 группам - типам регистров в Modbus:

  • Discrete inputs - дискретные входы - двоичные значения (1/0), доступные только на чтение (например, состояния входов GPIO);
  • Coils - регистры флагов - двоичные значения, доступные на чтение и на запись (например, переключатели состояний реле);
  • Input registers - регистры ввода - численные значения, доступные только на чтение (например, значение с датчика температуры);
  • Holding registers - регистры хранения - численные значения, доступные на чтение и на запись (например, яркость освещения).

Распределение происходит автоматически на основании описания канала (в топиках /devices/+/controls/+/meta/+).

Для дискретных и числовых регистров доступны следующие параметры:

  • Enabled - флаг, включающий привязку канала к регистру. По умолчанию, все каналы отключены.
  • MQTT channel - имя канала в формате +/+ (как соответствие /devices/+/controls/+)
  • Meta-type - тип канала, полученный из очереди MQTT. Параметр внесён только "для пользователя", не влияет на работу службы.
  • Unit ID и Start address - адресные поля Modbus TCP. Определяются хешированием от имени канала; таким образом, одинаковые каналы на разных контроллерах с большой вероятностью будут иметь одинаковые адресные поля. Замечание: Unit ID 1 и 2 зарезервированы за пользователем - никакие каналы не будут автоматически назначены на эти адреса.

Важно: Поскольку контроллер является шлюзом, он назначает разным устройствам, подключенным к нему, свои разные Unit ID. Некоторое программное обеспечение рассчитано на работу с одним Unit ID (например 1) на одном IP-адресе. В некоторых программах стартовый адрес считается начинающимся с 1, а не с 0. В таком случае к стартовому адресу из конфигурации шлюза надо добавлять 1 при задании его в вашем ПО.

Для числовых регистров, помимо вышеописанных, доступны также параметры:

  • Register format - тип хранимых данных:
    • Signed integer - знаковое целое;
    • Unsigned integer - беззнаковое целое;
    • BCD - двоично-десятичное беззнаковое целое. (Например, десятичное значение 123 будет кодироваться как 0x123 == 291);
    • IEEE 754 float - число с плавающей точкой;
    • Varchar - текстовое поле фиксированного размера (1 символ на регистр).
  • Size - размер данных в байтах. Нужно учитывать, что для всех типов, кроме текстового, в один регистр укладывается два байта.
    • для целочисленных типов - 2, 4 и 8 байт (соответственно, в регистрах это будет 1, 2 и 4 регистра);
    • для чисел с плавающей точкой - 4 и 8 байт (2 и 4 регистра);
    • для текстовых полей - любое неотрицательное значение.
  • Maximum value - максимальное значение поля. Требуется для каналов типа range. Все значения больше максимума будут заменены на максимальное.
  • Value scale - множитель значения. Например, если множитель равен 2 и в канале появилось значение 10, значение регистра будет 20. И наоборот, если в регистр было записано значение 30, в брокер уйдёт сообщение со значением 15.
  • Byte swap - поменять порядок байт в регистрах Modbus. По умолчанию, значения записываются в регистры в формате big-endian. Если установить этот флаг, регистр будет интерпретироваться как little-endian. Важно: флаг действует только на отдельные регистры; в случае составных значений (размером больше 2 байт), меняется порядок только в каждом двухбайтном слове. Например, значение 0x12345678 будет записываться как 0x34127856,
  • Word swap - поменять порядок слов для составных значений. Например, значение 0x12345678 будет записываться как 0x56781234.

Таким образом, чтобы записать значение в формате little-endian, нужно установить оба последних флага.

Общие параметры:

  • Remap addresses after edit - обновить адреса устройств в случае, если произошло наложение адресов. Полезно, если требуется изменить размер данных в сторону увеличения. При установке этого флага после сохранения конфигурационного файла он будет проанализирован на наложения адресов; если таковые будут обнаружены, сервис попытается их устранить, после чего флаг будет снят. (Для того, чтобы получить обновлённый конфигурационный файл, после сохранения требуется перезагрузить страницу). Внимание! Использовать этот флаг можно только на настраиваемой системе, так как могут измениться адреса любых каналов, в том числе и уже настроенных.