Leggere un Finder serie 7M via Modbus TCP con Finder OPTA come gateway Modbus in CODESYS

Scopri come implementare un server Modbus TCP su Finder OPTA in CODESYS per esporre i dati letti da un dispositivo Finder serie 7M tramite Modbus RTU.

Panoramica

Come visto nei tutorial precedenti, Finder OPTA è dotato di una porta RS-485 che consente la comunicazione con dispositivi compatibili con il protocollo Modbus RTU, come i Finder serie 7M. In questo tutorial mostreremo come implementare un server Modbus TCP con Finder OPTA in CODESYS per esporre ad un client i valori letti da un Finder serie 7M via Modbus RTU.

Obbiettivi

• Configurare la porta Ethernet di Finder OPTA in CODESYS
• Configurare un server Modbus TCP con Finder OPTA in CODESYS
• Esporre i valori letti con Modbus RTU ad un client Modbus TCP

Requisiti

Prima di iniziare, assicurati di avere:

• PLC Finder OPTA CODESYS (x1)
• Alimentatore switching 12W o 25W per OPTA(1x)
• Finder serie 7M con Modbus RTU (x1)
  • 7M.24.8230.0210
  • 7M.38.8400.0212
• Cavo Ethernet (x1)
• Cavo per la connettività RS-485 con una delle seguenti specifiche (x2):
  • STP/UTP 24-18AWG (non terminato) con resistenza di 100-130Ω
  • STP/UTP 22-16AWG (terminato) con resistenza di 100-130Ω
• Ambiente di sviluppo CODESYS installato con plug-in OPTA Configurator. Trovi una guida all'installazione a questo link.
• Rete configurata correttamente: il PC deve comunicare correttamente con Finder OPTA tramite Ethernet. Trovi una guida alla configurazione a questo link.
• Programma QModBus installato e funzionante. Questo programma permette di leggere dei valori da un server Modbus TCP utilizzando un computer Windows.

Per seguire questo tutorial, sarà necessario collegare il contatore di energia Finder serie 7M alla rete elettrica e fornire un carico adeguato. Sarà inoltre necessario alimentare il Finder Opta con l'alimentatore e configurare correttamente la connessione seriale RS-485. Il diagramma sottostante mostra la configurazione corretta dei collegamenti tra il Finder Opta e il Finder serie 7M.

Istruzioni

Questo tutorial rappresenta la seconda parte della guida dedicata alla lettura di un Finder serie 7M tramite Modbus utilizzando Finder OPTA. Se hai già completato la prima parte, puoi proseguire con questo tutorial. In caso contrario, ti consigliamo di configurare completare la guida disponibile a questo link prima di proseguire.

La guida mostra come utilizzare Finder OPTA come gateway Modbus per rendere disponibili in Modbus TCP i valori letti dal contatore via Modbus RTU. In questo modo un client con supporto al protocollo Modbus TCP può accedere ai valori misurati da un dispositivo Finder serie 7M.

Configurazione della porta Ethernet

In questa sezione configuriamo la porta Ethernet di Finder OPTA in CODESYS, specificando l'indirizzo IP a cui sarà accessibile il server Modbus TCP.

Iniziamo aggiungendo l'adattatore Ethernet: premi il testo destro sulla voce Device (Finder OPTA) e scegli Aggiungi dispositivo....

Dal menu, espandi la voce Adattatore Ethernet, seleziona Ethernet e clicca su Aggiungi dispositivo.

Adesso clicca due volte sulla voce Ethernet (Ethernet) nel menu laterale.

A questo punto leggi da Finder OPTA la sua configurazione di rete: cliccando sul pulsante Browse... appare una finestra con i parametri di rete del dispositivo collegato.

Premi OK per mantenere i parametri di rete di Finder OPTA. Prima di proseguire ricordati di spuntare l'opzione Adatta impostazioni del sistema operativo e successivamente clicca su Yes per confermare la modifica.

Configurazione del server Modbus TCP

In questa sezione configuriamo un server Modbus TCP su Finder OPTA. Questo server è raggiungibile via Ethernet all'indirizzo IP precedentemente configurato. Il server Modbus TCP replica nei propri registri il valore di frequenza letto da Finder OPTA tramite Modbus RTU.

Come prima cosa aggiungi un dispositivo slave Modbus TCP alla porta Ethernet di Finder OPTA: clicca il tasto destro sulla voce Ethernet e Aggiungi dispositivo....

Successivamente, configuriamo un server Modbus TCP sullo slave. Dal menu espandi la voce Modbus poi Dispositivo slave ModbusTCP, clicca su ModbusTCP Server Device e Aggiungi dispositivo.

Adesso puoi configurare i regsitri del server Modbus. In particolare, servono due Input Register per contenere il valore di frequenza.

Imposta i valori come segue:

• Porta del server: 502, porta di default per il protocollo Modbus TCP.
• Registri di holding: 2, non li utilizziamo quindi li impostiamo al valore minimo.
• Registri di ingresso: 2, gli Input Register che contengono il valore di frequenza.
• Registro di ingresso: 2, indirizzo di partenza degli Input Register.

Tutti gli altri parametri possono essere lasciati al valore predefinito.

Nota che l'indirizzo di partenza è impostato a 2 poichè i primi due indirizzi sono occupati dagli Holding Register. Inoltre, il configuratore di CODESYS conta gli indirizzi a partire da 0.

Adesso è necessario associare la variabile del programma contenente la frequenza agli Input Register del server Modbus cosicchè i registri ne contegano il valore.

Clicca sulla sezione Modbus TCP Server Device mapping I/O e nella tabella clicca due volte sulla cella Variabile per far comparire il pulsante opzioni.

Clicca sul pulsante opzioni per far comparire la lista di variabili, espandi la voce Application e la voce PLC_PRG. A questo punto clicca sulla variabile frequency_w e premi OK per assegnarla agli Input Register.

Il riepilogo mostra la variabile assegnata ai Register.

Dopo questo passaggio il valore della frequenza viene replicato all'interno degli Input Register del server Modbus TCP agli indirizzi precedentemente configurati. Sarà quindi possibile per un client accedere ai registri del server per leggere il valore misurato dal contatore.

Caricamento del programma su Finder OPTA

In questa fase, scarichiamo il programma e la configurazione hardware su Finder OPTA, così che esegua il codice appena scritto.

Scarica il programma e la configurazione sul dispositivo premendo il pulsante verde in alto etichettato come Login.

A questo punto conferma il messaggio per sovrascrivere il programma in esecuzione su Finder OPTA.

Terminato lo scaricamento, il programma è scaricato su Finder OPTA. Fallo partire premendo il pulsante Start.

In questo modo noterai che, nella cella della riga evidenziata in figura, i byte relativi al valore della frequenza cambiano. Questi byte rappresentano la frequenza misurata dal Finder serie 7M, espressa in formato float dopo la conversione effettuata dal programma ST.

Configurazione di QModBus

In questa ultima sezione verifichiamo con un client Modbus TCP di poter leggere da Finder OPTA il valore di frequenza. In particolare useremo il programma QModBus.

Dopo aver aperto l'applicazione, fai click sul pulsante Modbus TCP.

Imposta i valori dei parametri come segue:

• Slave IP: 010.000.000.002, l'indirizzo IP del server Modbus TCP in esecuzione su Finder OPTA.
• TCP Port: 502, porta di default per il protocollo Modbus TCP.

Dopo aver impostato i parametri premi OK per confermare.

Adesso assicurati che i valori della schermata siano i seguenti:

• Modbus Mode: TCP.
• Unit ID: 1.
• Scan Rate (ms): 1000.
• Function Code: Read Input Registrers (0x04).
• Start Address: 3 Dec.
• Number of Registers: 2.
• Data Format: Float.
• Precision: 2.

Questi parametri indicano al programma di leggere due Input Register a partire dall'indirizzo 3 (a differenza di CODESYS il programma conta gli indirizzi a partire da 1). Inoltre i parametri indicano che stiamo leggendo un valore in formato float.

A questo punto possiamo connetterci al server: premi su Connect.

Adesso che sei connesso al server, premi Read/Write per leggere i registri.

Il valore di lettura compare nel primo slot del vettore, nel nostro caso il valore letto è 50. Nota che il programma approssima il valore di lettura ad un numero intero, ma se necessario è possibile cambiare il data format e leggere i byte in binario o esadecimale per verificarne la correttezza.

Conclusioni

Seguendo questi passaggi, hai utilizzato Finder OPTA come server Modbus TCP in CODESYS per esporre ad un client i valori letti da un Finder serie 7M via Modbus RTU.

Se riscontri problemi, verifica di aver cablato correttamente i dispositivi e di aver configurato i parametri Modbus ed Ethernet come specificato nel tutorial.