Управление модулями реле Wirenboard по протоколу Modbus
Параметры Modbus
Modbus-адрес
Modbus-адрес устройств Wiren Board легко определить — он нанесен на наклейке (адрес указан в десятичном формате). Новый адрес устройства записывается командой WRITE_SINGLE_REGISTER в регистр хранения (holding register) с адресом 128 (0x80). Подробно о том, как определить или изменить Modbus-адрес модуля, написано на странице Определение и изменение Modbus-адреса устройств Wirenboard.
Команды Modbus, поддерживаемые устройством
Релейные модули Wirenboard поддерживают все основные команды Modbus. Подробнее смотрите здесь: Коды функций чтения и записи регистров.
Безопасный режим
В этом режиме при прекращении обмена данными по Modbus устройство отключает реле по прошествии заданного времени.
Для включения безопасного режима (Safety timer) нужно записать значение, отличное от 0, в регистр хранения командой WRITE_SINGLE_REGISTER по адресу 8. Это значение — таймаут в секундах. Значение "0" отключает безопасный режим.
Режим работы реле в случае отключении питания
В последних версиях прошивки (начина с 1.5.3) для устройств WB-MR появилась возможность запоминать состояние выхода при отключении питания. Режим контролируется Modbus-регистром 6. Если в регистре записано значение '0', то состояние выходов не сохраниться и при подаче питания все реле буду выключены. Если в регистре записана единица, то после возобновления питания все включенные до аварии реле включатся снова.
Цифровые входы
Состояние входа можно получить чтением регистров Discrete Inputs 0—x (где x = (количество управляемых каналов - 1)). Если вход соединён с GND, значение регистра равно 1, если не соединён - 0.
Режимы взаимодействия цифровых входов с релейными выходами
В релейном модуле можно включить прямое управление релейными выходами с цифровых входов. Есть несколько вариантов такого управления:
- Простые:
- Режим 0: управление выключателем без фиксации (кнопкой "с самостоятельным отжатием обратно"). Вы нажимаете на кнопку (замыкаете цифровой вход с GND), она сама "отжимается обратно", состояние реле переключается на противоположное.
- Режим 1: управление выключателем с фиксацией. Реле всегда устанавливается в соответствии с положением выключателя. Если выключатель "включён" (замыкает цифровой вход с GND), реле тоже замкнуто. Если выключатель "выключен", реле разомкнуто.
- Режим 3: управление релейным выходом с цифрового входа отключено.
- Сложные:
- Mapping-матрица (смотрите подробное описание ниже)
Режим можно установить отдельно для каждого канала. Для этого в регистре 5 должно находиться значение "0", а режим для каждого канала записывается в регистры хранения, начиная с адреса 9 для первого канала и т.д.
Есть устаревший способ - установка режима для всех каналов одновременно. Для этого запишите соответствующее число в регистр хранения с адресом 5.
Mapping-матрица
Начиная с прошивки 1.9.0 для отдельных каналов предусмотрен также режим 2 -- отключить все выходы, и режимы работы (4 и 5) в соответствии с mappig-матрицей (смотри далее). В этой и более поздних версиях прошивок в модулях реализована возможность более гибкой настройки взаимодействия входов и выходов релейных модулей при помощи специальной mapping-матрицы: таблицы, в которой для каждого входа при изменении его состояния кодируется изменение состояние любого релейного выхода. Подробное описание можно найти в статье I/O_Mapping_Matrix.
Карта регистров модулей реле
В таблице:
- x — количество релейных выходов;
- y — количество цифровых входов.
(для модулей WB-MRM2 карту регистров смотрите на странице описания этого модуля)
| Регистр / адрес | Тип | Чтение/запись | Значение по умолчанию | Формат | Назначение | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 .. (x-1) | coil | RW | - | 1 или 0 | состояние реле с номером 1 .. x | |
| 0 .. (y-1) | discrete | R | - | 1 или 0 | состояние входа с номером 1 .. y | |
| 5 | holding | RW | 0 |
|
режим взаимодействия цифровых входов с релейными выходами. Регистры состояний входов и счётчик нажатий продолжают работать во всех режимах. | Регистр использовался в старом механизме настройки. Рекомендуется оставлять в нём значение 0, а входы настраивать через отдельные регистры 9 .. (9+x-1) |
| 6 | holding | RW |
|
режим работы реле в случае отключении питания | (только в прошивках 1.5.3 и позднее) | |
| 8 | holding | RW | 0 | секунды | таймаут для безопасного режима | |
| 9 .. (9+x-1) | holding | RW | 0 |
|
режим взаимодействия отдельного цифрового входа с соответствующим релейным выходом;
в регистре 5 должен быть записан "0" |
|
|
Начиная с прошивки 1.9.0 | |||||
| 1 | Начиная с прошивки 1.12.0 | |||||
| 16 | holding | RW |
|
режим работы цифрового входа 0 для отключения всех реле | ||
| 2 |
|
режим работы цифрового входа 0; в регистре 5 должен быть записан "0" | Начиная с прошивки 1.9.0 | |||
| 20 .. (20+x-1) | holdreg | RW | 50 | 0 - 100 | время работы защиты от дребезга | Начиная с прошивки 1.13.0 |
| 32 .. (32+y-1) | input | R | 0 | 16-bit unsigned int | счетчик срабатываний входа 1 .. y | |
| 104-105 | input | R | 32-bit unsigned int | Время работы устройства (uptime counter) в секундах | ||
| 120 (0x78) | holding | RW | 0 | отличное от 0 | запись в регистр вызывает перезагрузку модуля без сохранения состояния | |
| 121 (0x79) | holding | R | - | мВ | текущее напряжение питания модуля | |
| 128 (0x80) | holding | RW | 1 | 1 — 247 | Modbus-адрес устройства | |
| 129 (0x81) | holding | RW | 0 | 0 или 1 | Переход в режим загрузчика | 1.10.0 |
| 200-205 | holding | R | {'X','X','X','X','X','X'} | сигнатура устройства (см. таблицу ниже) | ||
| 220-241 | holding | R | __date__ __time__ | дата сборки прошивки | ||
| 250-266 | input | R | строка, null-terminated | версия прошивки | ||
| 270-271 | input | R | 32-bit unsigned int | уникальный идентификатор (S/N) | ||
| 384-447 | holding | RW | 0 | регистры mapping-матрицы | Начиная с версии прошивки 1.9.0 |
В прошивках версии 1.6.0 и позднее поддерживаются дополнительные регистры настройки параметров обмена данными по RS-485:
| Регистр / адрес | Тип | Чтение/запись | Значение по умолчанию | Формат | Назначение |
|---|---|---|---|---|---|
| 110 | holding | RW | 96 | baud rate / 100 | скорость порта RS-485, делённая на 100. Допустимые скорости: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 (Настройка параметров обмена данными по RS-485 для modbus-устройств Wiren Board) |
| 111 | holding | RW | 0 | настройка бита чётности порта RS-485. Допустимые значения: 0 - нет бита чётности (none), 1 - нечётный (odd), 2 - чётный (even) | |
| 112 | holding | RW | 2 | количество стоп-битов порта RS-485. Допустимые значения: 1, 2 |
По адресу 200 лежит сигнатура релейного модуля длиной 6 байт. Сигнатура уникальна для каждой модели устройств Wiren Board и позволяет идентифицировать модель по Modbus:
| Модуль | Сигнатура |
|---|---|
| WB-MRPS6 | MRPS6 |
| WB-MR6C | WBMR6 |
| WB-MR3xV | WBMR3 |
| WB-MR6xV | WBMR6 |
| WB-MR14 | WBMR14 |
| WB-MR11 | WBMR11 |
| WB-MRM2 | WBMR2
WBMR2m |
Для получения сигнатуры нужно выполнить команду READ_HOLDING_REGISTERS по адресу 200 (длина 6 регистров). Запись в эту область памяти не поддерживается, при попытке записи в недопустимое место возвращается ошибка 3. Пустые места в тексте сигнатуры забиваются значением 0x00. Начиная с регистра 220 записана дата сборки прошивки, в формате "числоx00времяx00" в виде строки (пример: 'Jan 27 2017 17:01:13'). Длина записи — 21 регистр.
Значение состояния каждого реле хранится в регистрах флагов (coil). У 1-го реле адрес регистра 0, у 2-го — 1 и т.д.
Управление модулем из командной строки
Программное обеспечение контроллера Wiren Board включает в себя утилиту modbus_client для работы с устройствами, подключенными к выходам RS-485, по протоколу Modbus, подробное описание команды находится на странице Modbus-client. Доступ к командной строке описан в статье SSH.
Пример чтения регистров
Проверим, верно ли, что мы подключились именно к модулю нужного типа. (Сервис wb-mqtt-serial должен быть предварительно остановлен). По адресу 200 хранится уникальная сигнатура длиной в 6 регистров. Прочтем 6 регистров, начиная с адреса 200, и преобразуем полученный шестнадцатеричный ответ в символьную строку:
echo -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyAPP1 \
-a1 -t0x03 -r200 -c 6 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`
В результате выполнения команды получаем строку, например WBMR6. Релейный модуль WB-MR6 имеет Modbus-адрес 1.
Выбор типа управления внешними входами
В релейных модулях предусмотрено два режима управления каналами реле: с помощью внешних входов и по протоколу RS-485. В релейных модулях можно выбрать режим 0, когда ко внешнему входу подключена кнопка (без фиксации), или режим 1, когда для управления используется обычный выключатель (с фиксацией). Режим 3 отключает внешнее управление, но при этом все равно сохраняется возможность управления по RS-485 и чтение состояния внешних входов. По умолчанию включен режим 0.
В режиме внешнего управления реле срабатывает по падению логического уровня: к внешним входам подключены резисторы подтяжки к линии +5V и реле соответствующего канала срабатывает при соединении входа с GND. Состояние реле каждого канала хранится в памяти контроллера до перезагрузки, по умолчанию при включении питания все реле выключены. После инициализации модуля опрашиваются внешние входы и реле всех каналов переводятся в соответствующее состояние.
Тип внешнего управления можно выбрать для каждого канала отдельно через регистры 9 — (9+x). Для этого в holding-регистре 5 должно быть записано значение 0:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyAPP1 -a1 -t0x06 -r5 0
Инициализировать регистр при старте можно и через настройки web-интерфейса, смотрите страницу RS-485:Настройка_через_веб-интерфейс.