I/O Mapping Matrix
Назначение
Матрица действий над выходами по изменению состояний входов позволяет гибко настраивать реакцию устройства в зависимости от изменения его входов. Эта функциональность появилась с версии 1.9.0 для устройств серии WB-MR и WB-MWAC.
Устройство и принцип работы
| Регистры | Выходы | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Входы | 1 | 384 | 385 | 386 | 387 | 388 | 389 | 390 | 391 |
| 2 | 392 | 393 | 394 | 395 | 396 | 397 | 398 | 399 | |
| 3 | 400 | 401 | 402 | 403 | 404 | 405 | 406 | 407 | |
| 4 | 408 | 409 | 410 | 411 | 412 | 413 | 414 | 415 | |
| 5 | 416 | 417 | 418 | 419 | 420 | 421 | 422 | 423 | |
| 6 | 424 | 425 | 426 | 427 | 428 | 429 | 430 | 431 | |
| 7 | 432 | 433 | 434 | 435 | 436 | 437 | 438 | 439 | |
| 0 | 440 | 441 | 442 | 443 | 444 | 445 | 446 | 447 | |
Mapping-матрица находится в регистрах начиная с адреса 384, и содержит 64 регистра из расчета 8 входов / 8 выходов. В каждом регистре записан код действия входа на выход.
В ячейке на пересечении строки входа и столбца выхода - регистр действия входа на выход. В него записывается шестнадцатибитное слово 0b0000 0000 0000 yyxx, где биты yy описывают действия при замыкании входа (переход из 0 в 1,передний фронт), а биты xx — при размыкании (из 1 в 0, задний фронт).
Действия, в зависимости от битов:
- 00 — ничего не делать
- 01 — выключить
- 10 — включить
- 11 — инвертировать значение
Таким образом, можно запрограммировать реакцию каждого выхода на замыкание и размыкание любых входов.
| Задний фронт | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 00 | 01 | 10 | 11 | ||
| Передний фронт |
00 |  (0) — Вход отключен, не управляет выходами |
 (1) — Выключить при размыкании |
 (2) — Включить при размыкании |
 (3) — Изменить состояние выхода при размыкании |
| 01 |  (4) — Выключить при замыкании |
 (5) — Всегда выключать |
 (6) — Работать как инвертированный выключатель с фиксацией |
 (7) — Выключить при размыкании, потом изменять состояние при переключении | |
| 10 |  (8) — Включить при замыкании |
 (9) — Работать как выключатель с фиксацией (повторять вход) |
 (10, 0x0A)— Всегда включать |
 (11, 0x0B) — Включить, потом изменять состояние при размыкании | |
| 11 |  (12, 0x0C) — Изменить состояние выхода при замыкании (выключатель без фиксации) |
 (13, 0x0D) — Изменить состояние, потом выключить при размыкании |
 (14, 0x0E) — Изменить состояние, потом включить при размыкании |
 (15, 0x0F) — Изменить состояние при замыкании и вернуться к исходному состоянию при размыкании | |
Примеры программирования взаимодействия входов и выходов
Рассмотрим несколько примеров программирования программирования взаимодействия входов и выходов на примере релейного модуля WB-MR6C с прошивкой 1.9.4. Модуль имеет 7 входов типа "сухой контакт" и 6 релейных выходов. Вход 0 по умолчанию используется для отключения всех реле модулей, а кнопки 1 — 6 для управления модулями реле.
В примерах ориентируемся на заводские настройки параметров коммуникации модуля, Modbus-адрес — 1. Модуль подключен к первому порту контроллера Wiren Board 6.
Все примеры выполняются при остановленном драйвере wb-mqtt-serial:
service wb-mqtt-serial stop
Выключатели с фиксацией
Запишем в регистр 5 значение 1:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r5 1
Теперь все входы модуля функционируют как входы для выключателей с фиксацией. Недостаток: Вход 0 перестает функционировать.
Чтобы сохранить "аварийный" режим входа 0 вернем в регистр 5 значение 0, а в регистры 9, 10, 11, 12, 13, 14 запишем 1:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r5 0
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r9 1 1 1 1 1 1
Теперь все входы функционируют в режиме выключателей с фиксацией, а кратковременное нажатие на кнопку, подключенную ко входу 0, выключит все реле.
Отключить взаимодействие входов и реле
Для отключения взаимодействия входов и реле (например, если мы хотим управлять реле только через движок правил контроллера) запишем в регистр 5 значение 0, а в регистры 9, 10, 11, 12, 13, 14 запишем значение 3:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r5 0
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r9 3 3 3 3 3 3
Теперь нажатия на кнопки или переключение выключателей не будет изменять состояние реле: ими можно управлять только программно, по Modbus. При этом функция аварийного входа 0 сохраняется: кратковременное нажатие на кнопку, подключенную ко входу 0, выключит все реле.
Если мы хотим отключить и вход 0, то запишем значение 3 в регистр 16:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r16 3
Использование Mapping-матрицы
Более сложные сценарии взаимодействия входов с реле можно реализовать с помощью Mapping-матрицы. Для использования Mapping-матрицы запишем в holding-регистр 5 значение 0:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r5 0
А в регистры настройки взаимодействия входов/выходов — значение 4:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r9 4 4 4 4 4 4
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r16 4
В заводской поставке Mapping-матрица заполнена нулями. Если вы не уверены в этом и хотите стереть всю матрицу, запишите 0 в каждый из 64 holding-регистров, начиная с 384:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r384 $(printf ' 0%.0s' {1..64})
Вход 0 включает и выключает все реле
Запрограммируем матрицу таким образом, чтобы вход 0, работая в режиме кнопки (выключателя без фиксации) последовательно включал и отключал все реле модуля при замыкании.
Для этого обратимся к карте регистров mapping-матрицы и увидим, что входу 0 соответствуют регистры 440 — 447. Причем за взаимодействие со входами 1 — 6 отвечают регистры 440 — 445.
Мы хотим, чтобы вход работал, как выключатель без фиксации и срабатывал при нажатии (по переднему фронту), а при размыкании ничего бы не происходило. При каждом нажатии состояние всех реле должно инвертироваться. Это соответствует комбинации 11 00: (12, 0x0C) — Изменить состояние выхода при замыкании:
Запишем в регистры 440 — 445 значение 12:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r440 12 12 12 12 12 12
Проверим работу: при первом замыкании входа 0 все реле включаются, при втором — все реле выключаются.
Инвертированный выключатель с фиксацией
Настроим входы таким образом, чтобы при замкнутых входах реле были бы выключены, а при разомкнутых -- включены.
Для этого при замыкании входа (передний фронт) соответствующий выход должен выключаться (01), а при размыкании входа (задний фронт) — включаться (10). Это соответствует значению 6:
В матрице нужные регистры взаимодействия вход 1 — выход 1, вход 2 — выход 2 и т.д. расположены по диагонали. Это регистры 384, 393, 402, 411, 420, 429. В них надо записать значение 6:
for i in 384 393 402 411 420 429; do modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x06 -r$i 6; done
Обратите внимание: изменение состояния реле происходят только при изменении состояния ввода.
Датчик протечки
Пусть датчик протечки подключен ко входу 1, а реле 1 и 2 управляют приводами шаровых кранов. Реле 3 управляет сигнальной лампой или зуммером. При смачивании датчика протечки реле 1 и реле 2 замыкаются и приводы закрывают шаровые краны. Реле 3 замыкается и включает зуммер. Вход 2 запрограммируем для сброса тревоги и открытия шаровых кранов.
Очистим mapping-матрицу:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r384 $(printf ' 0%.0s' {1..64})
Применим в нашем случае режим, когда состояние входа повторяется каждые 20 минут, для этого запишем в регистр 9 значение 5 (управлять в соответствии с mapping-матрицей, через 20 минут повторно имитировать состояние ввода), а в остальные — значение 4 (управлять в соответствии с mapping-матрицей).
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r9 5 4 4 4 4 4
Для входа датчика протечки (вход 1) используем режим 1000 (8) — включать при замыкании.
Для входа кнопки сброса (вход 2) используем режим 0100 (4) — выключить при замыкании.
По карте mapping-регистров определяем, что для входа 1 надо записать значение 8 в регистры 384, 385, 386, а для входа 2 — записать значение 4 в регистры 392, 393, 394:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r384 8 8 8
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x10 -r392 4 4 4
Проверка: замкнем вход 1 и iGND и оставим его замкнутым. Должны включиться реле 1, 2 и 3. Затем замкнем и разомкнем вход 2 — все три реле реле выключились. Ждем 20 минут. Поскольку вход 1 остается замкнутым (протечка не устранена), через 20 минут реле 1, 2 и 3 снова включатся.
Оставляя вход 1 замкнутым, выключим и включим питание реле: через 20 минут реле 1, 2 и 3 снова включатся.