Inom området industriell automation stöter vi ofta på olika kommunikationsprotokoll som Profibus, ControlNet, Ethernet, CANopen, Modbus och andra. Bland dessa är Modbus det mest använda gratis-protokollet med öppen källkod, som stöds av industriell utrustning från praktiskt taget alla tillverkare.
När vi utför egentliga ingenjörsprojekt behöver vi ofta genomföra kommunikationstester men saknar motsvarande kommunikationsenheter för testning. Därför krävs programvara för simuleringstestning. Den vanligaste programvaran är ModScan, som kan användas för Modbus TCP-kommunikation, Modbus RTU-kommunikation och Modbus ASCII-kommunikation. Den fungerar som en masterstation och samlar in data från slavstationer. Den kan skicka kommandon till slavenheter (som måste vara Modbus-aktiverade smarta enheter). Vid mottagande av ett svar från slavstationen visas motsvarande registerdata på övervakningsgränssnittet.
Så hur genomför vi testerna?
Upprätta först hårdvaruanslutningarna för enheterna. Installera ModScan-mjukvaran på datorn för att fungera som huvudstation för datainsamling. Du behöver också en Modbus-protokoll-kompatibel smart enhet som slavstation. Eftersom datorer vanligtvis bara har USB-portar, krävs en USB-till-seriell-till-RS485-omvandlare för att ansluta till den smarta slavstationen. Den här inställningen gäller enheter som stöder Modbus-RTU-protokollet med ett RS485-gränssnitt. Om den smarta slavenheten stöder Modbus TCP/IP-protokollet, anslut helt enkelt PC:n och slavenheten med en Ethernet-kabel.
RS485-anslutning
För TCP-anslutningar behöver endast en enhet anslutas direkt via Ethernet-kabel. Om flera enheter är inblandade krävs en industriell Ethernet-switch för att ansluta alla enheter till switchen. Olika enheter kan sedan nås via sina respektive IP-adresser.
För det andra, öppna ModScan-programvaran för att konfigurera kommunikationsparametrar. För RS485-kommunikation, välj den seriella porten och ställ in baudhastigheten (vanligtvis standard till 9600), datalängden (8 bitar), paritetsbiten (ingen) och stoppbiten (1 bit) enligt slavkommunikationsparametrarna, som visas i figuren:
För Modbus TCP-kommunikation, konfigurera kommunikationsanslutningen enligt nedan. Välj anslutningstyp för TCP/IP-kommunikation och ange sedan slavenhetens IP-adress och portnummer (standard 502).
För det tredje, konfigurera kommunikationsregistret: ange startadressen i adressfältet, Length specificerar längden, 03:HOLDING REGISTER anger registertypen (holding register), Enhets-ID representerar slavstationens nummer. För Modbus RTU, ange slavadressen här; för Modbus TCP-kommunikation krävs ingen inmatning. Om du använder en seriell server måste slavadressen anges. Antal omröstningar/giltiga slavsvar anger antalet dataöverföringar/mottagningar, vilket möjliggör upptäckt av paketförlust. Mittsektionen visar testresultat som indikerar upptäckta slavdata. Aktuell larmstatus indikerar ett kommunikationsfel.
Valet av datatyp visas i figuren nedan. För närvarande använder vi 32-bitars flytande-punkterstyper, tillsammans med bittyper, heltalstyper, dubbel-flytande-precisionstyper och andra. För flyttalstyper kan du också konfigurera bitbyte.
För det fjärde genomförde vi kommunikationstester via Modbus TCP. IP-kommunikationsadressen sattes till 192.168.1.10 med portnummer 502. Datorns IP-adress konfigurerades inom samma subnät som slavstationens IP-adress (192.168.1.10), såsom 192.168.1.20.
För att läsa slavregistret (Holding Register), välj Funktionskod: 03, Register Start Address: 1, Data Type: 32-bit Floating Point, och ställ in Antalet register till Read: 10. Klicka sedan på Connect, enligt nedan:
Som visas i diagrammet visar huvudgränssnittet inga larmmeddelanden, och antalet skickade och mottagna datapaket matchar, vilket indikerar att ingen paketförlust finns. Data finns i motsvarande register, vilket bekräftar framgångsrik kommunikation. Uppdrag fullbordat.