Neutron Modbus RTU/TCP — priručnik za integraciju

CloudScale Neutron NS i Neutron NT pružaju sučelje Modbus za čitanje podataka o vaganju, statusnih informacija, digitalnih I/O i podataka umjeravanja te za izvršavanje odabranih naredbi vage. Sučelje je namijenjeno integracijama s PLC-om, SCADA-om, HMI-jem, MES-om i prilagođenim softverom.

Neutron podržava sljedeće Modbus transportne varijante:

Dostupne funkcije i područja registara čine isto logičko sučelje za Modbus TCP i Modbus RTU, osim što TCP koristi Unit Identifier samo gdje to zahtijeva klijent ili pristupnik.

Važno: komunikacijski parametri poput postavki serijskog porta i mreže moraju se konfigurirati u uređaju Neutron prije povezivanja nadređenog uređaja Modbus. Uređaj koristi adresu Modbus postavljenu parametrom MBA.

Modbus TCP je dostupan putem mrežne veze Neutron. Koristi IP adresu dodijeljenu uređaju i TCP port 502. TCP komunikacija ne zahtijeva konfiguraciju serijskih linija.

Za korištenje Modbus TCP odaberite Modbus TCP među komunikacijskim sučeljima vage (parametar SCI). Modbus TCP možete koristiti istodobno s drugim sučeljima, primjerice RS-232 za komunikaciju s računalom putem protokola CSCP.

Gdje je prikazano nekoliko SCI vrijednosti, podesite sučelja prema odabranoj Neutron komunikacijskoj konfiguraciji. Nakon primjene promjena konfiguracije, ponovno pokrenite komunikaciju ili uređaj gdje je potrebno u konfiguracijskom izborniku.

Za stabilnu industrijsku instalaciju, Ethernet se preporučuje kad god je dostupna žična mreža. Wi-Fi dodaje latenciju ovisnu o mreži i treba je procijeniti u okolini aplikacije.

Modbus RTU može se koristiti preko RS-232 ili RS-485. Postavke serijske komunikacije nadređenog uređaja Modbus moraju odgovarati postavkama serijskog sučelja konfiguriranima u uređaju Neutron. Modbus ID podređenog uređaja postavlja se parametrom MBA i zadano iznosi 1.

Za korištenje Modbus RTU odaberite Modbus RS-232 ili Modbus RS-485 među komunikacijskim sučeljima vage (parametar SCI).

Uvijek slijedite oznake priključaka uređaja Neutron i shemu ožičenja isporučenu uz uređaj. Proizvođači ne označavaju uvijek polaritet RS-485 na isti način; ako se komunikacija ne uspostavi, provjerite polaritet A/B i konfiguraciju nadređenog uređaja.

Ove upute koriste konvencionalni referentni zapis Modbus (primjerice 40101). Mnogi klijentski alati Modbus koriste početne adrese s polazištem u nuli. U takvim alatima uklonite vodeću znamenku područja registara i oduzmite 1 od referentne adrese.

Prije puštanja u rad provjerite način adresiranja nadređenog uređaja Modbus. Pomak od jednog registra najčešći je razlog pogrešnog tumačenja podataka.

Primjer: kada polje decimalnog položaja označava 2 decimale, 32-bitna vrijednost s predznakom 12345 predstavlja 123.45 u aktivnoj jedinici. Jedinica je dostupna u registru 40113, a kodirana je i u registru konfiguracije izlaza/statusa.

Upisi na izlaze kojima upravlja konfigurirana izlazna funkcija odbijaju se. Tipični izlazi kojima upravlja funkcija uključuju izlaze tolerancije i doziranja.

Glavna mapa omogućuje jednostavnim nadređenim uređajima dohvat neto ili bruto mase i ključnih statusnih podataka korištenjem malog neprekinutog raspona registara.

Za aplikacije kojima su potrebna sva stanja izlaza koristite registar 40115. Registrom 40116 utvrdite koje izlaze trenutačno koristi aktivna funkcija.

Upišite kôd naredbe u holding registar 40232. Neobvezni parametar upišite u 40233 prije izdavanja naredbe. Status naredbe može se očitati iz 40231. Kôd naredbe 0 poništava zaštitu od ponavljanja i omogućuje ponovno izvršavanje iste naredbe.

Prečac: upis koda naredbe u holding registar 40001 također izvršava naredbu. Za predvidivu integraciju preporučuju se prošireni registri naredbi 40232 i 40233, osobito kada je potreban parametar.

Primjer: za aktiviranje DO1 i DO3 kodom naredbe 25 upišite binarnu bitnu masku 000101 (decimalno 5) u 40233, a zatim upišite 25 u 40232. Provjerite rezultat putem registra 40115 ili coils 1..6.

Umjeravanje se provodi putem holding registara. Podaci uspješnog umjeravanja pohranjuju se u flash memoriju. Ako umjeravanje ne uspije, promijenjeni podaci ne spremaju se.

Točka 1 počinje na 40310 (početak s polazištem u nuli 309). Svaka točka umjeravanja koristi osam registara. Početni registar točke N je 40310 + ((N - 1) x 8).

Primjeri: točka 1 = 40310-40317; točka 2 = 40318-40325; točka 3 = 40326-40333; točka 8 = 40366-40373.

Registar zastavica 40384: bit 0 određuje zahtijeva li se stabilnost. Vrijednost 0 izvršava radnju odmah; vrijednost 1 zahtijeva stabilan ADC prosjek. Svi ostali bitovi zastavica rezervirani su.

Firmware obrađuje umjeravanje samo kada se registar okidanja 40385 promijeni na vrijednost različitu od nule. Za svaku naredbu umjeravanja primijenite sljedeći slijed:

Sigurnosna napomena: Umjeravanje, nuliranje, tariranje i upravljanje izlazima mogu utjecati na rezultat vaganja i povezane strojeve. Primijenite kontrolu pristupa, provjeravajte naredbe u nadređenoj aplikaciji i osigurajte da su sve radnje u skladu s primjenjivim mjeriteljskim zahtjevima i zahtjevima sigurnosti strojeva.

Ovo poglavlje opisuje osnovno sučelje CHECKWEIGHER, verziju mape registara 1. Podržava čitanje statusa procesa i posljednjeg dovršenog rezultata, odabir postojećeg recepta, postavljanje automatskog pokretanja te START / STOP / STOP NOW / RESET. Uređivanje recepata, konfiguriranje filtara, odabir aplikacije, dodjela I/O funkcija i detaljni tok dijagnostičkih podataka nisu uključeni. To konfigurirajte putem uobičajenog sučelja za postavljanje prije upotrebe ovog bloka.

Mapa je jednaka za Modbus TCP i omogućena sučelja Modbus RTU. Koristite jednog upravljačkog klijenta / nadređeni uređaj; dodatni čitači mogu nadzirati podatke. Postoji jedan zajednički pretinac naredbi za sve transporte, a ne po jedan za svakog klijenta. Nemojte koristiti zahtjeve za emitiranje svim uređajima za ovo sučelje. Prije upravljanja očitajte blok i potvrdite application=4 (CHECKWEIGHER), kanal i valjanost snimke stanja.

Adrese u nastavku PDU adrese su s polazištem u nuli. Za klijente koji koriste zapis 4xxxx vrijedi referenca = 40001 + adresa: adresa 400 je 40401, a adresa 480 je 40481. Za čitanje koristite funkciju 03 (ili 04). Naredbe upisujte isključivo funkcijom 16 (0x10), s početkom na 480 i upisom točno osam registara. Funkcija 06 i djelomični upisi odbijaju se. Registri rezultata/statusa dostupni su samo za čitanje. Razmak između bloka za čitanje i bloka za upis nije čitljiv.

Očitajte adresu 400, count 48 za dohvat statusa, potvrde naredbe i posljednjeg rezultata u jednom zahtjevu. Alternativno očitajte 400/count 24 za status ili 424/count 24 za rezultat. Sve 32-bitne vrijednosti prenose najprije višu riječ; svaki registar koristi standardni redoslijed Modbus s višim bajtom prvim. Nemojte dijeliti 32-bitnu vrijednost između zasebnih zahtjeva.

Status i posljednji rezultat kopiraju se uz zaključavanje procesa. Svaki odgovor sadrži dosljedan presjek stanja; sljedeći zahtjev može vidjeti novije podatke. RESULT_SEQ, RESULT_ID, DECIMALS i UNIT pripadaju pohranjenom rezultatu, a ne trenutačno odabranom receptu. Prije prvog rezultata bit 0 zastavica nije postavljen: polja rezultata ispunjena nulama nemojte tumačiti kao stvarni proizvod mase nula. Čitanje nikada ne troši niti briše rezultat.

Primjer: W high=0x0000, low=0x07D1 daje cijeli broj s predznakom 2001. Uz DECIMALS=1 i UNIT=0 masa iznosi 200.1 g. Negativne vrijednosti koriste 32-bitni dvojni komplement. Ako pretvorba premaši INT32 ili se vrijednost vage ne može predstaviti, odgovarajući bit valjanosti nije postavljen, njegovi brojčani registri su nula i postavljen je bit 3 zastavica. Izvorni rezultat proizvoda ne mijenja se.

Za COMMAND 2, 3 ili 4, CHANGE_MASK, RECIPE_ID i AUTOSTART moraju svi biti 0. Postavke se mogu kombinirati s COMMAND 0 ili 1. Promjene odabira recepta i automatskog pokretanja zahtijevaju zaustavljen proces iz kojeg su svi proizvodi izašli. START bez bita promjene recepta pokreće trenutačno odabrani recept. Odabir aplikacije i izrada recepta ostaju izvan opsega protokola Modbus.

Cijeli se okvir provjerava prije prihvaćanja. Djelomični upisi kontrolnog bloka nemaju učinka. Uobičajen odgovor funkcije 16 znači da je zahtjev prihvaćen u pretinac naredbi, a ne da je START uspio. Izvršavanje se odvija iz postojeće glavne petlje. Ponavljajte očitanje dok ACK_ID ne bude jednak poslanom ID-u, a COMMAND_STATE bude DONE ili ERROR. BUSY može trajati prekratko da biste ga uočili; prije prihvaćanja DONE nikada nemojte zahtijevati prethodno opažanje tog stanja.

U svakom trenutku neka samo jedan zahtjev čeka odgovor. Ako istekne vrijeme upisa, ponovno očitajte BOOT_ID, REQUEST_ID i ACK_ID. Ako se token pokretanja nije promijenio, po potrebi ponovno pošaljite potpuno istih osam riječi. Ponavljanje posljednjeg prihvaćenog zahtjeva s identičnim podacima potvrđuje se bez ponovnog izvršavanja, bez obzira na to je li zahtjev u tijeku ili je dovršen. Isti ID s promijenjenim podacima, preskočeni/stari ID-ovi, drukčiji token pokretanja ili dodatni zahtjev dok je stanje BUSY odbijaju se. Nakon ponovnog pokretanja uskladite se s novim tokenom i trenutačnim stanjem procesa; nemojte automatski ponavljati stari START.

Za otkrivanje duplikata zadržava se samo posljednji zahtjev; ne postoji trajni dnevnik naredbi. Ponovno pokretanje mreže bez ponovnog pokretanja uređaja ne briše pretinac naredbi. Ovaj protokol pretpostavlja jedan upravljački PLC i ne rješava sukobe više klijenata koji upisuju podatke. Token pokretanja i brojač zahtjeva sprječavaju slučajna ponavljanja, a ne neovlašten pristup.

Najprije se primjenjuje odabir recepture, zatim automatsko pokretanje, a naredba posljednja. Prije promjene postavki provjeravaju se sintaksa, raspon ID-ja i valjanost recepture. Pogreške flash memorije ipak mogu ostaviti raniju postavku primijenjenom. APPLIED_MASK točno navodi koje su tražene postavke uspjele. Primjerice, receptura 25 i AUTOSTART=1 mogu biti spremljeni dok je START odbijen jer je CONS neaktivan: COMMAND_STATE=ERROR, COMMAND_ERROR=11, APPLIED_MASK=3. Postavke se ne vraćaju na prethodno stanje. Ponovno očitajte ACTIVE_ID i AUTOSTART prije odluke što ponoviti.

Kodovi pogrešaka u nastavku pripadaju COMMAND_ERROR i ne smiju se zamijeniti s poljima pogrešaka procesa/proizvoda. Odbijeni upis na transportnoj razini ne mijenja pretinac naredbi ni ACK_ID. Nedopuštene adrese, upisi u polja samo za čitanje, djelomični upisi i nepodržani rasponi blokova vraćaju iznimku Modbus 02. Ispravno adresiran upravljački upis od osam riječi s nevaljanim podacima, tokenom, rednim brojem ili stanjem pretinca vraća iznimku 03.

STOP DRAIN ne prihvaća nove proizvode te dovršava već prihvaćene proizvode i izlazne događaje. Njegova potvrda DONE znači da je zaustavljanje zatraženo; STATE=5 potvrđuje dovršetak. STOP NOW otkazuje otvorene proizvode/događaje i deaktivira procesne izlaze. STOP nije zamjena za RESET kod blokirajuće greške. RESET ponovno provjerava vagu i preduvjete te ne pokreće traku; ako uzrok ostane, ne uspijeva. Sve naredbe koriste uobičajene blokade kontrolne vage. Rezultat je ishod mjerenja, a ne potvrda da je fizički izvršni element za izbacivanje djelovao.

AUTOSTART je trajna postavka CWAUTO, zadano 0. Njezino omogućivanje ne pokreće proces odmah; za trenutačni START kombinirajte je s COMMAND=1. Pri sljedećem pokretanju uređaja mora biti odabrana aplikacija CHECKWEIGHER, početno nuliranje mora biti omogućeno i uspješno te mora biti dostupan valjan posljednji aktivni trajni recept. Uobičajene provjere za START i dalje vrijede. Neuspjeli pokušaj pri pokretanju ne ponavlja se kada se kasnije promijeni neki ulaz. Ručni STOP, PAUSE ili greške ne uzrokuju automatsko ponovno pokretanje. Nepromijenjene vrijednosti ne uzrokuju novi upis postavki.

AUTO_STATE: 0 DISABLED; 1 WAIT_ZERO; 2 ZERO_DISABLED; 3 ZERO_FAILED; 4 NO_PRODUCT; 5 STARTED; 6 START_FAILED; 7 CANCELLED; 8 INACTIVE; 9 INIT_FAILED. AUTO_ERROR je kôd odbijenog START-a pri pokretanju uređaja. To je ishod pokušaja pri pokretanju; STATE i PROCESS_ERROR opisuju trenutačni proces.

Primjer 1 — očitajte sve: funkcija 03, PDU start=400, count=48 (referenca 40401). Provjerite MAP_VERSION=1, APPLICATION=4 i SNAPSHOT_VALID=1. Spremite BOOT_ID i ACK_ID. Za čitanje podataka nije potrebna naredba.

Primjer 2 — odaberite recept 25, omogućite automatsko pokretanje i START jednim upisom. Pretpostavite BOOT_ID=0x12345678 i ACK_ID=0. Upišite funkcijom 16, PDU start=480, count=8, uz decimalne riječi: [1, 3, 25, 1, 0, 1, 4660, 22136]. Riječi tokena pokretanja služe kao primjer: uvijek ih kopirajte s uređaja. Pričekajte ACK_ID=1 i COMMAND_STATE=2, a zatim provjerite STATE=2 (RUN). Ako je COMMAND_STATE=3, provjerite COMMAND_ERROR i APPLIED_MASK.

Primjer 3 — STOP DRAIN. Pod pretpostavkom da je prethodni zahtjev dovršen, pošaljite [2, 0, 0, 0, 0, 2, 4660, 22136]. Pričekajte ACK_ID=2. DONE potvrđuje prihvaćanje; nastavite ponavljati očitanje do STATE=5 (STOPPED). Proizvodi koji su još u obradi mogu dati rezultate tijekom stanja DRAINING.

Primjer 4 — promijenite samo recepturu, nakon zaustavljanja: [0, 1, 26, 0, 0, 3, 4660, 22136]. Time automatsko pokretanje ostaje nepromijenjeno i proces se ne pokreće. Pokrenite ga poslije s [1, 0, 0, 0, 0, 4, 4660, 22136].

Primjer 5 — poništavanje ispravljene greške: COMMAND=4 uz mask/recipe/autostart=0, sljedeći ID zahtjeva i trenutačni BOOT_ID. Pričekajte uspješnu potvrdu; po potrebi zasebno pošaljite START. Nemojte ponavljano slati RESET bez dijagnosticiranja greške.

Predložena ciklička PLC logika (pseudokod Structured Text; nazive blokova Modbus prilagodite svojem PLC-u):

ReadHoldingRegisters(Start := 400, Count := 48, Data := Rx);
BootId := JoinUInt32(Rx[1], Rx[2]);
AckId := JoinUInt32(Rx[18], Rx[19]);
IF BootId <> SavedBootId THEN
    SavedBootId := BootId; HaveSeenResult := FALSE;
    (* Resynchronise command handling; do not replay old START. *)
END_IF;
IF (Rx[15] = 1) AND ((Rx[27] AND 1) <> 0) THEN
    Seq := JoinUInt32(Rx[24], Rx[25]);
    IF NOT HaveSeenResult OR (Seq <> SavedSeq) THEN
        SavedSeq := Seq; HaveSeenResult := TRUE;
        IF ((Rx[27] AND 2) <> 0) AND (Rx[29] <> 65535) THEN
            Mass := SignedInt32(Rx[30], Rx[31]) / Power10(Rx[28]);
        END_IF;
        Samples := Rx[40]; ProductResult := Rx[38];
        (* Process this snapshot once, including invalid/rejected products. *)
    END_IF;
END_IF;

NS se odnosi na posljednji dovršeni proizvod i ne mijenja se dok ne stigne novi rezultat. Blok registara posljednjeg rezultata nije red čekanja: ako dva proizvoda završe između očitanja, međurezultat se ne može dohvatiti putem ove osnovne mape. Pratite promjene SEQ i odaberite interval očitanja kraći od najkraćeg intervala između proizvoda. Nakon ponovnog povezivanja odlučite treba li prvi dostupni rezultat zabilježiti kao naknadno dohvaćenu snimku stanja ili ga koristiti samo kao početnu osnovu. Ovo sučelje ne jamči revizijski trag za svaki proizvod.