Working with WB devices without a controller: различия между версиями

Материал из Wiren Board
м (Поправил текст.)
Строка 1: Строка 1:
{{DISPLAYTITLE:Работа с устройствами Wiren Board без контроллера}}
{{DISPLAYTITLE:Работа с устройствами Wiren Board без контроллера}}


== Аппаратная часть ==
== Аппаратная часть ==

Версия 10:45, 21 марта 2021


Аппаратная часть

Схема подключения modbus-устройств через адаптер USB-RS485

Большинство устройств Wiren Board могут работать без управления контроллером — достаточно подать питание на клеммы «V+» и «GND». Но для их настройки и считывания данных потребуется подключиться к ним по протоколу Modbus. Для этого вы можете использовать компьютер с ОС Windows или Linux и адаптер USB-RS485.

Чтобы начать обмен с modbus-устройством, нужно клеммы A и B устройства подключить ко входам адаптера, подать на устройство питание и настроить программное обеспечение на компьютере.

Подготовка к работе

Независимо от используемой операционной системы вам нужно знать modbus-адрес устройства, коды функций чтения и записи регистров, а также адреса регистров устройства. Перечень общих для всех устройств Wiren Board регистров можно найти в таблице общих регистров. Полный список регистров для каждого устройства смотрите в документации к нему.

ОС Windows

Для подключения по протоколу Modbus из ОС Windows мы рекомендуем использовать утилиту Modbus Poll из комплекта Modbus Tools. Она может одновременно опрашивать несколько устройств на шине и отправлять на них данные.

Программа платная, но с бесплатным пробным периодом в 30 дней.

Можно также использовать termite — есть «Pro» и «Free» версия.

Настройка порта

Перед подключением к устройству нужно настроить USB-RS485 адаптер: установить драйвер и указать параметры:

  • Вставьте адаптер USB-RS485 в USB-порт компьютера.
  • Откройте на компьютере Диспетчер устройств, для этого кликните правой кнопкой мыши на меню «Пуск» и выберите пункт «Диспетчер устройств».
  • Найдите в дереве тип устройств Порты (COM и LPT), разверните ветку и найдите в ней свой адаптер. Если устройство выделено восклицательным знаком — это значит, что драйвер не был установлен автоматически. Установите его вручную по инструкции производителя.
  • Если драйвер установлен успешно, то выделите адаптер и в контекстном меню правой кнопки мыши выберите пункт «Свойства».
  • В открывшемся окне, на вкладке Настройки порта укажите параметры: Бит в секунду — 9600, Биты данных — 8, Четность — Нет, Стоповые биты — 2. Если на вкладке имеется «флажок RS485», то включите его.
Настройка порта в диспетчере устройств

Wbincludes:Modbus: Preparing for work

Теперь все готово для соединения с modbus-утройством с помощью утилиты modbus_client.

Работа из ОС Windows с помощью Modbus Poll

Рассмотрим работу с устройством по протоколу Modbus на примере трехфазного счетчика электроэнергии WB-MAP3E.

Настройка соединения

Перед началом работы нужно настроить соединение: выберите в меню ConnectionConnect и в открывшемся окне укажите параметры соединения.

При запуске программы у вас уже будет открыто окно опроса устройства. Если вы его закрыли или вам нужно опросить еще одно устройство — выберите в меню FileNew. Окно опроса устройства содержит таблицу, в строках которой выводится пара «Имя регистра» — «Значение».

Настройка соединения в программе Modbus Poll

Чтение значений из регистров

Чтобы вывести значение регистра в таблицу, нужно указать его тип, адрес и другие параметры опроса. Для этого в таблице выберите строку, вызовите контекстное меню правой кнопки мыши и кликните на пункте Read/Write Definition. Имя регистра необязательно и нужно для удобства восприятия информации, вводится вручную. Чтобы ввести имя, кликните дважды на ячейке и введите текст с клавиатуры.

Считывание одного регистра

Для примера считаем из устройства значение одного Holding-регистра. В табличной части окна опроса выберите первую строку, кликните правой кнопкой мыши и в контекстном меню выберите Read/Write Definition.

Заполните параметры опроса регистра:

  • Slave id — modbus адрес устройства, напечатан на наклейке и имеет вид «Addr: XX».
  • Function — мы хотим считать holding-регистр, поэтому выберите 03: Read Holding Registers (4x). Тип регистра можно узнать из таблицы в документации на устройство.
  • Address mode — формат адреса регистра. Зависит от того, в каком виде представлен адрес регистра в документации на устройство.
  • Address — адрес регистра можно взять из таблицы регистров устройства. Мы считаем общий для всех наших устройств регистр — 110. Список общих регистров можно посмотреть на странице Общие Modbus регистры. Обратите внимание на формат адреса — в нашем случае он десятичный. Если формат будет в шестнадцатеричном формате, то измените значение настройки Address mode.
  • Quantity — количество считываемых последовательно регистров, начиная с регистра, указанного в поле Address. Мы будем считывать один регистр — установите значение «1».
  • Scan Rate — период опроса регистра. Оставьте по умолчанию.
  • Address in Cell — если вы хотите вывести адрес регистра в ячейку рядом со значением — отметьте этот флажок.

Остальные значения оставьте по умолчанию. Нажмите кнопку OK.

Считанное значение общего регистра с адресом «100»

Считывание нескольких регистров подряд

Считаем значение параметра «Прямая активная энергия для фазы L1». Находим его в таблице регистров WM-MAP3E: тип параметра — Input, разрядность — u64 (занимает 4 регистра), адрес первого регистра — 0x1204.

Заполните параметры опроса регистров:

  • Slave id — 38.
  • Function — мы хотим считать input-регистр, поэтому выберите 04: Read Input Registers (3x).
  • Address mode — так как адрес первого регистра в шестнадцатеричном формате, выберите Hex.
  • Address — 1204. Адрес вводится без «0x».
  • Quantity — значение хранится в четырех регистрах, поэтому установите «4».
  • Address in Cell — установим флажок, чтобы вывести адреса регистров в ячейки.

Остальные значения оставьте по умолчанию. Нажимаем кнопку OK.

Так как значение хранится в нескольких регистрах, то конечный результат нужно вычислить. Вы можете вычислить значение вручную или автоматически конвертировать. Чтобы конвертировать значение регистров в десятичный вид, перейдите в меню View → выберите 64 Bit UnsignedLittle-endian. Теперь десятичное значение будет отображено в первом регистре последовательности.

Запись в регистр

Для демонстрации записи в регистр, изменим адрес modbus-устройства.

Откройте окно опроса устройства и вызовите окно записи данных:

  • откройте новое окно опроса устройства: меню FileNew;
  • выберите в главном меню FunctionsWrite Single Register.

В открывшемся окне заполните поля:

  • Slave id — введите текущий адрес устройства;
  • Address — введите регистр, где хранится адрес modbus — 128 (десятичный);
  • Value — введите новый адрес устройства;
  • Use Function — установите значение 06: Write single register.

Для отправки данных в устройство нажмите кнопку Send.

Запись нового адреса modbus-устройства

Работа из ОС Linux с помощью modbus_client

ВНИМАНИЕ: Есть особенности запуска утилиты на контроллере Wiren Board. Об установке утилиты modbus_client на компьютер с ОС Linux и особенностях работы на контроллере Wiren Board читайте в разделе Подготовка к работе.

Проверка подключения к устройству и считывание адреса

Все устройства Wiren Board с протоколом Modbus RTU хранят адрес в регистре 0x80 — его удобно считывать для проверки подключения.

Читаем содержимое регистра 0x80 с устройства с адреса 2 с помощью функции 0x03 (Read Holding Registers):

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a2 -t0x03 -r0x80

Ответ:

Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[02][03][00][80][00][01][85][D1]
Waiting for a confirmation...
<02><03><02><00><02><7D><85>
SUCCESS: read 1 of elements:
        Data: 0x0002

Запись нового адреса

Записываем новый адреса устройства в регистр 0x80, используя функцию 0x06 (Write Single Register).

ВНИМАНИЕ: в примере используется широковещательный адрес 0x00. Использование примера в таком виде изменит адрес на всех устройствах Wiren Board, подключенных к порту /dev/ttyRS485-1. Чтобы этого не произошло — отключите другие устройства от шины.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a0x00 -t0x06 -r0x80 0x02

Где 0x00 — широковещательный адрес, а 0x02 — адрес, который нужно задать.

Ответ:

Data to write: 0x2
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[00][06][00][80][00][02][08][32]
Waiting for a confirmation...
ERROR Connection timed out: select
ERROR occured!

Сообщение об ошибке возникает всегда, когда запись производится на специальный (широковещательный) адрес 0 (-a0x00). Теперь к устройству нужно обращаться по адресу 0x02.

Пример неправильного использования команды:

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a0x00 -t0x06 -r0x80

Здесь не указано значение, которое нужно записать в регистр адреса, поэтому устройство получит неизвестный адрес.

Чтение сигнатуры устройства

Прочтем регистры релейного модуля WB-MR14 с адресом 0x01, содержащие сигнатуру (модель) устройства: WBMR14. Известно, что сигнатура хранится по адресу 200 и занимает 6 регистров.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x03 -r200 -c 6

Ответ:

Opening /dev/ttyAPP1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][03][00][C8][00][06][44][36]
Waiting for a confirmation...
<01><03><0C><00><57><00><42><00><4D><00><52><00><31><00><34><D4><76>
SUCCESS: read 6 of elements:
        Data: 0x0057 0x0042 0x004d 0x0052 0x0031 0x0034

В ответе мы получили шесть 16-битных значений, в каждом из которых содержится код одного ASCII-символа. Преобразуем их, заменив начальные 0x00 на /x и удалив пробелы, к виду \x57 и т.д., который понятен команде echo, и выведем на экран получившееся:

echo  -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 \
-a1 -t0x03 -r200 -c 6 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`| xxd -r -p

Ответ:

WBMR14

В старых версиях прошивки вводить | xxd -r -p не было нужно.

Чтение версии прошивки

Прочтем версию прошивки из модуля с modbus-адресом 189. По адресу 250 хранится null-termitated строка максимальной длиной в 16 регистров. Прочтем 16 регистров, начиная с адреса 250, и преобразуем полученный шестнадцатеричный ответ в символьную строку:

export DEV_PORT=/dev/ttyRS485-1 #Correct this!
export DEV_ADDR=189 #Correct this!

echo  -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 $DEV_PORT \
-a$DEV_ADDR -t0x03 -r250 -c 16 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`

В результате выполнения команды получаем строку, например 1.3.1.

Включение реле релейного модуля

На модуле WB-MR14 включим реле с номером 6 (адреса регистров флагов начинаются с нуля, помним об этом!). Используем для этого команду 0x05 (Write Single Coil):

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x05 -r0x05 0x01

Ответ:

Data to write: 0x1
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][05][00][05][FF][00][9C][3B]
Waiting for a confirmation...
<01><05><00><05><FF><00><9C><3B>
SUCCESS: written 1 elements!

Обратите внимание, утилита modbus_client при записи заменила 1 на 0x00FF, поскольку именно это значение служит для включения реле. Любое ненулевое значение будет заменено на 0x00FF, поэкспериментируйте.

Одновременное включение нескольких реле

Включим все нечетные реле и выключим все четные. Для этого используем функцию 15 (Write Multiple Coils). В модуле всего 14 реле, так что мы должны передать значения для 14 регистров с 0 по 13.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x0f -r0x00 -c 14 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000

Ответ:

Data to write: 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][0F][00][00][00][0E][02][55][15][1A][97]
Waiting for a confirmation...
<01><0F><00><00><00><0E><D4><0F>
SUCCESS: written 14 elements!

Обратите внимание на структуру данных запроса:

  • [01] — адрес
  • [0F] — код функции Write Multiple Coils
  • [00][00] — адрес первого регистра флагов для записи
  • [00][0E] — количество элементов для записи (14)
  • [02] — количество байт данных (14 бит помещаются в 2 байтах)
  • [55][15] — 01010101 00010101 (первое реле — младший бит первого байта, 8 реле — старший бит первого байта, 9 реле — младший бит второго байта)
  • [1A][97] — CRC16


А так же на структуру ответа:

  • <01> — адрес
  • <0F> — код функции Write Multiple Coils
  • <00><00> — адрес первого регистра флагов для записи
  • <00><0E> — количество записанных регистров флагов
  • <D4><0F> — CRC16

Подробнее описание структуры данных запросов и ответов можно найти на странице Протокол Modbus.