Modbus RTU/TCP Slave

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.

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).