Einrichtung mit Modbus

Einrichtung mit Modbus
Im zweiten Beitrag unserer Blog-Reihe zu Modbus zeigen wir Ihnen in einem kurzen Einführungsvideo, wie Sie loslegen können. Wir besprechen die Themen Tests und Konfiguration und dann Prototypenentwicklung und  Inbetriebnahme.
Das kurze Video können Sie sich hier ansehen.

Prototypenentwicklung
Nachdem Sie die Kommunikation zwischen Ihrem Computer und den Sonden eingerichtet haben, können Sie diese mit Ihren Systemen verbinden. Der nächste Schritt besteht in der Regel darin, einen Prototyp zu entwickeln. Dazu dient z. B. die Raspberry Pi-Plattform, die über USB-Anschlüsse zum Anschließen von Vaisala USB-Kabeln zum Testen von Modbus RTU und einen LAN-Anschluss zum Testen von Modbus TCP/IP verfügt. Die empfohlenen Sprachen sind Python oder Node-RED, die beide kostenlose offene Bibliotheken (PyModbus bzw. Node-red-contrib-modbus) für die Kommunikation mit Modbus bieten.
Die Raspberry Pi-Plattform eignet sich zwar zum Testen, jedoch nicht für eine industrielle Umgebung. Sie brauchen daher wahrscheinlich etwas Robusteres wie eine SPS. Je nach Modell benötigt die SPS möglicherweise auch ein separates Modul, um den RS-485-Zugriff bereitzustellen.

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Modbus-Kommunikationseinstellungen
Um Kommunikationsprobleme zu vermeiden, sollten alle Geräte in einem Netzwerk dieselben Kommunikationsparameter verwenden und über eindeutige Modbus-Geräteadressen verfügen, die manuell eingestellt werden müssen. Das Modbus-Protokoll nutzt Funktionscodes, um Werte zwischen dem Modbus-Master-Gerät und den Slave-Geräten auszutauschen. Das Master-Gerät kann z. B. den Prozessdruckwert an die Sonde übermitteln, die diese Daten dann verwendet, um eine genauere Feuchtemessung durchzuführen. Da Modbus-Register anbieterspezifisch sind, können die Werte je nach Hersteller an unterschiedlichen Adressen gefunden werden. Ein weiteres potenzielles Problem, auf das Sie achten sollten: Während Modbus die Register beginnend bei eins nummeriert, nutzen einige Modbus-Systeme Werte, die bei null beginnen. Das bedeutet, dass einige Versuche und Irrtümer nötig sein können. Vaisala Produkte unterstützen Sie hier mit Testregistern für Ganzzahlwerte, Gleitkommazahlen und Textzeichenfolgen.

Inbetriebnahme des neuen Systems
Im Folgenden finden Sie eine Checkliste, die Sie bei der Inbetriebnahme beachten sollten:
–    Kommunikationseinstellungen müssen korrekt sein
–    Verkabelung muss ordnungsgemäß angeschlossen sein, mit einer Signalmasse, die durch ihre eigene Ader im Kabel verläuft, nicht durch das Gehäuse des Geräts
–    Alle Slave-Geräteadressen müssen bei Verwendung mehrerer Geräte eindeutig sein
Nach Abschluss dieser ersten Prüfungen können Sie testen, ob die Slave-Geräte eine Antwort auf die Modbus-Anfrage liefern. Wenn keine Antwort erfolgt, versuchen Sie, die Kommunikation mit einem anderen Modbus-Master-Gerät wie Ihrem PC und Servicekabel zu beginnen. Dies kann helfen, die Ursache des Problems zu ermitteln. Die nächste zu prüfende Frage ist, ob Sie die erwartete Antwort erhalten haben. Wenn nicht, können Sie die Testregister überprüfen, um sicherzustellen, dass Sie Informationen von der richtigen Adresse anfordern und im Fall von Gleitkommawerten, dass die Byte-Reihenfolge  korrekt ist.

Kommunikation mit einer SPS
Jede SPS-Marke hat ihre eigene Art, Funktionsblöcke und Bibliotheken für die Modbus-Kommunikation zu implementieren. Daher ist es nicht möglich, allgemeine Anweisungen zur Erstellung der Kommunikationslogik zu geben. Hier finden Sie jedoch zwei Kurzdarstellungen für den Aufbau einer erfolgreichen Kommunikation mit zwei weit verbreiteten SPS:
Allen-Bradley Micro820 Modbus RTU-Anleitung
Siemens S7-1200 Modbus RTU-Anleitung

Einrichtung abgeschlossen
Nachdem Sie alle erforderlichen Korrekturmaßnahmen durchgeführt haben, sollten Sie die erwartete Antwort erhalten, d. h. das System reagiert von nun an ordnungsgemäß, ohne Signalübertragungsfehler. Wenn jedoch nach diesen ersten Schritten immer noch Probleme auftreten, ist es wahrscheinlich an der Zeit, den Hersteller des Slave-Geräts zu kontaktieren, um das Problem zu untersuchen.

Erfahren Sie mehr über die Prototypenentwicklung mit Modbus, oder  kontaktieren Sie uns,  um weitere Informationen zu erhalten.