ESP32 Modbus Master TCP: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben az osztályban az ESP32 processzort Modbus TCP mesterre programozza.

Két eszközt fogunk használni, amelyek tartalmazzák ezt a processzort: Moduino ESP32 és Pycom. Mindkét eszköz MicroPytthon környezetben fut. A Modbus Slave PC számítógép lesz, amelyen Modbus szimulátor szoftver fut.

Szükséged lesz:

• Moduino ESP32 vagy Moduino Pycom eszköz (ezen a webhelyen tájékozódhat a Moduino ESP32 eszközről, ezen pedig a Pycom eszközről)
• PC Linux operációs rendszerrel
• RS-232/RS-485 port a számítógépen vagy USB-RS-232/RS-485 átalakító

1. lépés: Töltse le és indítsa el a Modbus TCP Slave Simulator -t

Töltse le a Modbus Slave szimulátort a https://www.modbusdriver.com/diagslave.html webhelyről. Ezután nyissa meg a letöltött archívumot, és csomagolja ki a Linux operációs rendszer verzióját.

Futtassa a programot a konzolról a -p argumentummal:

./diagslave -p

egy port, ahol a Modbus Slave szerver fog működni. A Modbus protokoll alapértelmezés szerint 502, de használhat másikat.

Az 1024 alatti Linux -portokban nem használhatják a rendszeres felhasználóktól futtatott programok (nem root jogosultságok).

Ne feledje, milyen portot használ. Erre az értékre később lesz szükség.

2. lépés: Készítse elő a számítógépet az eszközhöz való csatlakozáshoz

Szüksége lesz néhány programra az eszközhöz való csatlakozáshoz és fájlok küldéséhez.

Telepítse a Python környezetet és a pip -t (ha nincs meg):

apt-get install python3

apt-get install python3-dev curl "https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py" -o "get-pip.py" python3 get-pip.py

A picocom telepítése:

apt-get install picocom

Ez a program szükséges ahhoz, hogy csatlakozzon az eszközhöz, és parancsokat hajtson végre rajta. Telepítse az mpfshell fájlt:

pip telepítse az mpfshell parancsot

Ez a program lehetővé teszi fájlok küldését az eszközre.

Forrásokból is telepítheti. Tekintse meg ezt az oldalt:

3. lépés: Készítse elő az eszközt és csatlakozzon hozzá

A Moduino vagy Pycom eszköz PC-hez való csatlakoztatásához RS-232/RS-485 portra vagy átalakítóra van szükség. Ellenőrizze az eszköz verzióját (melyik porttípust használja), és keresse meg a megfelelő portot vagy átalakítót.

1. Csatlakoztassa az eszközt a számítógéphez
2. Ezután csatlakoztassa a tápegységet

Csatlakoztassa a készüléket a számítógéphez, majd csatlakoztassa a tápegységet. Ethernet -kábelt is csatlakoztathat a Moduino ESP32 -hez (ha rendelkezik ilyen porttal).

A kapcsolatnak olyannak kell lennie, mint a fenti képeken

Keresse meg az eszköz csatlakoztatásához használt port elérési útját. Ez lehet például: /dev /ttyS1, /dev /ttyUSB0.

USB átalakítók esetén az útvonal USB szót tartalmaz.

Az eszközhöz a picocom program segítségével csatlakozhat:

picocom /dev /ttyUSB0 -b 115200

Az eszköz parancssorának megjelenése hasonló az alábbi képek egyikéhez.

Moduino ESP32: Lásd itt

Moduino Pycom: Lásd itt

4. lépés: Töltse fel a Modbus mesterkönyvtárat

github.com/pycom/pycom-modbus/A Modbus Slave kommunikációjához megfelelő könyvtár szükséges. A Pycom könyvtárai nem kompatibilisek a Moduino -val. Ellenőrizze az Ön készülékének megfelelő utasításokat.

Fájlok küldése előtt zárja be a picocom programot: nyomja meg a Ctrl+A, majd a Ctrl+X billentyűket.

Az uModBus könyvtár a Moduino ESP32-hez a pycom-modbus könyvtárra épül a Moduino Pycom számára. Módosították, hogy normál ESP32 eszközön is működjön. Ezenkívül további close () metódusokkal rendelkezik az összekötő osztályokhoz.

1) Moduino ESP32

Töltse le a könyvtárat a https://github.com/techbase123/micropython-modbus webhelyről. Csomagolja ki az archívumot, és küldje el mind a 4 fájlt a Moduino eszközre.

Töltse fel őket az mpfshell használatával. Futtassa ezt a programot a könyvtárban az adott fájlokkal.

Csatlakozzon az eszközhöz a következő végrehajtásával: EZ

A ttyUSB0 annak a soros portnak a neve, amelyhez az eszköz csatlakoztatva van.

Változtassa meg a /flash /lib könyvtárat a következő paranccsal:

cd /flash /lib

Tegye az összes fájlt parancsokkal:

tegye az uModBusConst.py -t

put uModBusFunctions.py put uModBusTCP.py put uModBusSerial.py

PÉLDA

Ezután lépjen ki a konzolból az exit paranccsal, és indítsa újra az eszközt a Reset gombbal.

2) Moduino Pycom

Töltse le a könyvtárat a https://github.com/pycom/pycom-modbus/ webhelyről. Csomagolja ki az archívumot, és küldje el az uModbus könyvtár tartalmát az eszközre. Az mpfshell használatával töltse fel őket. Futtassa ezt a programot a könyvtárban az adott fájlokkal.

Csatlakozzon az eszközhöz a következők végrehajtásával:

nyissa meg a ttyUSB0 -t

A ttyUSB0 annak a soros portnak a neve, amelyhez az eszköz csatlakoztatva van.

Változtassa meg a /flash /lib könyvtárat, hozza létre az uModbus könyvtárat, és írja be a következő parancsokkal:

cd /flash /libmd uModbus cd uModbus

Tegye az összes fájlt parancsokkal:

tedd const.py

put function.py put tcp.py put serial.py

Ezután lépjen ki a konzolból az exit paranccsal, és indítsa újra az eszközt a Reset gombbal.

PÉLDA

5. lépés: Csatlakozás a hálózathoz

A kapcsolat létrehozására vonatkozó parancsok eltérnek a Moduino és a Pycom között.

Csatlakozzon a készülékhez a picocom segítségével a megfelelő parancsok végrehajtásához. A Moduino eszközt vezetékes vagy vezeték nélküli hálózathoz csatlakoztathatja. Az alábbi példák feltételezik, hogy a hálózat működő DHCP -kiszolgálóval rendelkezik.

Más esetben az eszköz nem kap IP -címet. A Wi -Fi támogatás minden modulban elérhető. Az Ethernet -port opció, és nem minden eszköz rendelkezik ezzel.

1) Moduino ESP32

Csatlakozás a WiFi -hez

Végezze el a következő parancsokat a készüléken:

from netWiFi import netWiFiwifi = netWiFi (netWiFi. WIFI_STA, 'ESSID', 'PASS') wifi.start ()

Cserélje le az ESSID azonosítót a WiFi hálózat nevére, a PASS kódot pedig jelszavára.

A start () végrehajtása után egy idő után meg kell kapnia az eszközhöz rendelt IP -címet.

Csatlakozás Ethernet hálózathoz

Csatlakoztassa az eszközt vezetékes hálózathoz ethernet kábellel.

Ezután hajtsa végre a következő parancsokat:

from netETH import netETHeth = netETH () eth.start ()

A start () végrehajtása után egy idő után meg kell kapnia az eszközéhez rendelt IP -címet.

2) Moduino Pycom

Csatlakozzon a WiFi -hez

Végezze el a következő parancsokat a készüléken:

a hálózat importálásából WLANwlan = WLAN (mód = WLAN. STA) nets = wlan.scan () a netekben lévő hálóhoz: ha net.ssid == 'ESSID': print ('Hálózat található!') wlan.connect (net.ssid, auth = (net.sec, 'PASS'), timeout = 5000) míg nem wlan.isconnected (): machine.idle () print ('WLAN kapcsolat sikerült!') break

Cserélje le az ESSID azonosítót a WiFi hálózat nevére, a PASS kódot pedig jelszavára.

6. lépés: Inicializálja a kommunikációt a Modbus slave -vel

A Modbus Master könyvtárak mindkét eszköz esetében hasonlóak

Az inicializálás során változnak.

1) Inicializálja az uModBus -t a Moduino ESP32 rendszeren

Végrehajtás:

az uModBusTCP -ből importálja az uModBusTCP -t TCP -ként

2) Inicializálja az uModBus -t a Pycom -on

Végrehajtás:

az uModbus.tcp import TCP -ből

Nyissa meg a kapcsolatot

Ezután nyissa meg a kapcsolatot a következővel:

modbus = TCP ('IP', PORT, 60)

ahol:

• A számítógép IP -címe Modbus Slave szimulátorral
• PORT - Modbus Slave port
• A 60 egy időtúllépés

Ha a következő hiba lép fel az olvasási/írási parancsok végrehajtása közben: PÉLDA

végrehajtani:

a Moduino ESP32 esetében:

modbus.close ()

a Moduino Pycom esetében:

modbus._sock.close ()

majd hozza létre újra a kapcsolatot:

modbus = TCP ('IP', PORT, 60)

Ez fontos, hogy zárja be az aljzatot a kapcsolat újbóli létrehozása előtt. Az eszköz korlátozott számú rendelkezésre álló csatlakozóaljzattal rendelkezik.

7. lépés: Regiszterek olvasása és írása

A Modbus számos funkciót támogat a regiszterek olvasásához és írásához.

Az uModBus könyvtár minden funkcióhoz rendelkezik metódussal:

1. read_coils
2. read_discrete_inputs
3. read_holding_registers
4. read_input_registers
5. write_single_coil
6. write_single_register

Először írjunk néhány értéket.

1) Tekercsek írása (func: 5)

Írjon 1 értéket 200 regiszterbe az 1. szolgaból:

modbus.write_single_coil (1, 200, 0xFF00)

Az első érv a slave id, a mi esetünkben 1.

A második a regiszter száma, a thirs pedig egy érték. 1 -hez ide 0xFF00 -at kell tenni. Írjon 0 -tól 201 -ig regisztert az 1. slave -ből:

modbus.write_single_coil (1, 201, 0)

Ez a módszer csak logikai értékek írását teszi lehetővé: 0 vagy 1.

2) Regiszterek írása (func: 6)

Most írjon be néhány egész értéket több regiszterbe.

Írjon aláírt 111 értéket a 100 regisztrálásához az 1. szolgaból:

modbus.write_single_register (1, 100, 111, igaz)

Az első argumentum a slave id, a második regiszter száma és a harmadik az új érték. Az utolsó argumentum határozza meg, hogy az értéket aláírt számként kell -e beállítani. Alapértelmezett értéke True. Nem kell beállítania.

Írjon aláírt -457 értéket a 101 regiszterbe az 1. szolgaból:

modbus.write_single_register (1, 101, -457)

Írjon alá nem írt 50 értéket 100 -as regiszterbe a slave 3 -ból:

modbus.write_single_register (3, 100, 50, hamis)

Ez a módszer lehetővé teszi egész értékek egyetlen regiszterbe írását.

Egyetlen regiszter 16 bites értékeket tartalmazhat.

A metódus True értéket ad vissza, ha a bemeneti érték érvényes, hamis, hamis. Az érték akkor is íródik, ha érvénytelen (túl nagy a regiszterhez)

3) Tekercsek/diszkrét bemenetek olvasása

Most olvassuk az írásbeli logikai értékeket. A regiszter olvasásához az 1 -es függvény olvasótekercsével hajtsa végre a következőt:

modbus.read_coils (slaveId, register, count) [0: count]

A regiszter olvasásához a 2. funkcióval olvassa el a diszkrét bemenetet:

modbus.read_discrete_inputs (slaveId, register, count) [0: count]

ahol:

• slave -id - a virtuális slave azonosítója (a slave szimulátor minden érvényes azonosítót elfogad)
• regiszter - regiszterszám az olvasáshoz
• szám - az olvasandó regiszterek mennyisége (mindkét helyre írja be a kívánt mennyiséget)

Ezek a módszerek tömböt adnak vissza logikai értékekkel. Minden érték megfelel minden regiszternek.

A töredék: [0: count] szükséges, mert ez a módszer több értéket ad vissza, mint a count. Mindig olyan értékeket ad vissza, amelyek oszthatók 8 -cal. A további értékek hamisak, és nem felelnek meg egyetlen regiszternek sem.

Olvassa el logikai értékeinket mindkét módszerrel:

modbus.read_coils (1, 200, 2) [0: 2] modbus.read_discrete_inputs (1, 200, 2) [0: 2]

Az eredmény a következő lesz: PÉLDA

Az igaz 1 értékre vonatkozik, a hamis 0 -ra.

4) Regiszterek olvasása

Most olvassa be az értékeket a 6 funkcióval írt regiszterekből.

Ha be szeretné olvasni a regisztereket a 3. funkciójú olvasástartó regiszterekkel, hajtsa végre a következőket:

modbus.read_holding_registers (slaveId, regiszter, szám, aláírt = igaz)

Ha be szeretné olvasni a regisztereket a 4. funkcióval, akkor hajtsa végre a következőket:

modbus.read_input_registers (slaveId, regiszter, szám, aláírt = igaz)

ahol:

• slave -id - virtuális slave azonosítója
• regiszter - regiszterszám az olvasáshoz
• count - az olvasandó regiszterek mennyisége
• aláírt - jelzi, hogy az olvasott értékeket aláírt számként kell -e kezelni vagy sem. Alapértelmezett állapot: Igaz

A visszatérési érték egy sor, a kívánt regiszterek mennyiségével.

Olvassa el az előző pontban beállított regisztereket:

modbus.read_holding_registers (1, 100, 2, True) modbus.read_input_registers (1, 100, 2, True) modbus.read_holding_registers (3, 100, 1, False) modbus.read_input_registers (3, 100, 1, False)

Az eredményeknek a következőképpen kell kinézniük a képernyőképen: EXAMPLE

A következő leckében megtudhatja, hogyan hozhat létre Modbus RTU Master-t ESP32-kompatibilis eszközön.