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modbus-CN.md

File metadata and controls

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Modbus Example

概述

Modbus是master/slave架构的串行通信协议，允许多个设备连接在同一个网络上进行通信。Modbus已经成为工业领域通信协议事实上的业界标准，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：

  1. 公开发表并且无著作权要求
  2. 易于部署和维护
  3. 对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制

映翰通提供modbus示例以便于客户基于InGateway二次开发实现Modbus数据采集。该示例主要基于modbus_tk实现了InGateway作为Modbus master通过Modbus TCP和Modbus RTU协议读写Modbus slave的01、02、03和04功能码的Modbus变量，支持的变量类型包括bit、word、string等数据类型。modbus_tk的详细使用方法请访问modbus_tk。 注意：请勿同时运行device_supervisor app和demo示例，否则可能导致代码运行异常。

先决条件

在进行开发和测试前，你需要具备以下条件：

  • InGateway
    • 固件版本
      • IG902：IG9-V2.0.0.r12644及以上（请联系客服获取）
      • IG501：IG5-V2.0.0.r12884及以上（请联系客服获取）
    • Python3 SDK版本
      • IG902：py3sdk-V1.3.9_Edge-IG9及以上（请联系客服获取）
      • IG501：py3sdk-V1.3.9_Edge-IG5及以上（请联系客服获取）
  • VS Code软件
  • Modbus模拟软件或Modbus PLC（本文档使用Modbus模拟软件mod_RSsim进行说明，你可以访问 https://sourceforge.net/projects/modrssim2/ 下载该模拟器软件）

环境准备

配置Modbus模拟器

如果你已经配置了相应的Modbus slave，可以跳过这一小节。以下将说明如何配置PC上的Modbus模拟软件mod_RSsim以便于后续测试验证。

  • 步骤1：建立InGateway与PC的Modbus连接

    • Modbus TCP：使用以太网线连接PC与InGateway

      设置PC与InGateway处于同一网段（IG501的FE 0/1口的默认ip地址为192.168.1.1；IG902的GE 0/2口的默认ip地址为192.168.2.1）

      • 方法一：自动获取IP地址（推荐）

      • 方法二：使用固定IP地址

        选择“使用下面的IP地址”，输入IP地址、子网掩码、默认网关以及DNS服务器地址，单击<确定>。（本demo中配置PC的ip地址为192.168.2.10）

    • Modbus RTU：使用USB转串口线连接PC与InGateway

      IG902串口端子接线说明如下图：

      IG501串口端子接线说明如下图：

  • 步骤2：配置mod_RSsim软件

    • Modbus TCP

      运行PC上的mod_RSsim软件并选择协议为MODBUS TCP/IP，该协议支持与Modbus主站进行Modbus TCP协议通讯。

      点击通讯参数配置按钮以配置相应的TCP通讯参数，本文档将通讯端口号配置为503。

    • Modbus RTU

      运行PC上的mod_RSsim软件并选择协议为MODBUS RS-232，该协议支持与Modbus主站进行Modbus RTU协议(RS232或RS485串口均可)。

      配置相应的RTU通讯参数，该通讯参数需与modbus_example.py中的modbus参数一致，见修改Modbus slave参数。

配置开发环境

  • 准备开发环境

    InGateway联网、软件更新、IDE软件获取等基础的配置操作请查看MobiusPi Python Development Quick Start。以下操作我们将假设你已经完成了InGateway的软件更新、设备联网、开启调试模式等配置。

  • 建立项目文件夹

    建立一个项目文件夹，最终项目文件夹的结构如下：

    ├── .vscode
│  └── sftp.json
├── build
├── lib
├── src
│  │── main.py
│  └── modbus_example.py
└── setup.py
    • .vscode：VS Code配置文件夹
      • sftp.json：与InGateway建立SFTP连接所需的SFTP配置文件。
    • build：App发布包文件夹。
    • lib：App第三方依赖库文件夹。
    • src：App源码文件夹
      • main.py：App入口。
      • modbus_example.py：主要基于modbus_tk实现了InGateway作为Modbus master通过Modbus TCP和Modbus RTU协议读取/写入Modbus slave的01、02、03和04功能码的Modbus变量。
    • setup.py：App说明文件。

验证数据读写

  • 步骤1：安装modbus_tk

    建立与InGateway的SFTP连接，操作步骤见建立SFTP连接。SFTP连接建立成功后在终端执行pip install modbus_tk --user安装modbus_tk依赖库。

    安装成功后如下图所示：

  • 步骤2：修改Modbus slave参数

    本demo的默认配置为使用Modbus TCP协议采集IP地址为192.168.2.10，端口号为503，从站地址为1，字节序为cdab，超时时间15秒的Modbus slave中的以下变量数据：

    1. 读取寄存器地址为1的bit类型的modbus数据并写入数值0，数据名称为power
    2. 读取寄存器地址为30001的bit类型的modbus数据的第二位，数据名称为model
    3. 读取寄存器地址为40001的word类型的modbus数据并写入数值20，数据名称为speed
    4. 从寄存器地址40003开始读取4个string类型的modbus数据并依次写入字符串cvbn，数据名称为pressure

    如果你使用mod_RSsim模拟器或者你的PLC上中配置了以上modbus地址变量，则可以直接使用demo代码。否则请在modbus_example.py中根据你的实际情况调整以下配置：

    • mbProto（Modbus TCP）
      • reconnect_interval：超时时间
      • hostname：Modbus模拟器或PLC的ip地址
      • type：通讯类型，以太网通讯时为TCP
      • port：通讯端口号
      • slave：站地址
      • byte_order：字节序，包括abcd、badc、cdab、dcba四种
    • mbProto（Modbus RTU）
      • type：通讯类型，串口通讯时为RTU
      • serialPort：串口号，使用RS485串口时为/dev/tty03；使用RS232串口时为/dev/ttyO1
      • baudrate：波特率
      • bytesize：数据位
      • parity：校验位，无校验为N 、偶校验为E、奇校验为O
      • stopbits：停止位
      • slave：站地址
      • byte_order：字节序，包括abcd、badc、cdab、dcba四种
    • mbVal
      • addr：modbus寄存器地址
      • operation：可读可写rw、只读ro、只写wo
      • len：读写的数据长度,仅对string数据类型有效
      • name：数据名称
      • data_type：数据类型
      • register_bit：03和04功能码数据的数据类型为bit或bool时，通过此项参数设置读取寄存器地址的哪一位。可配置0-15中的任意一位
      • write_value：当数据可写时，写入该modbus寄存器地址的数值

  • 步骤3：调试代码

    如何使用VS Code调试代码请参考调试代码。main.py运行结果如下图所示：

  • 步骤4：在mod_RSsim上核对数据读写

    在mod_RSsim的I/O项中选择Coil Outputs，查看寄存器地址1的数据值为0，与power数据值一致。

    在mod_RSsim的I/O项中选择Analogue Inputs，查看寄存器地址30001第二位的数据值为1，与model数据值一致。

    在mod_RSsim的I/O项中选择Holding Registers，查看寄存器地址40001的数据值为20，与speed写入的数据值一致。

    在mod_RSsim的Fmt项中选择char string，查看寄存器地址40003-40004数据值为cvbn，与pressure写入的数据值一致。

至此，完成了在InGateway上实现modbus数据采集的开发。