1. Einführung
MB2HAL ist eine generische nicht-Echtzeit HAL-Komponente zur Kommunikation mit einem oder mehreren Modbus-Geräten. Bislang gibt es zwei Möglichkeiten, mit einem Modbus-Gerät zu kommunizieren:
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Eine Möglichkeit besteht darin, eine HAL-Komponente als Treiber zu erstellen, siehe VFD Modbus.
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Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Classic Ladder, das Modbus eingebaut hat, siehe <cha:classicladder,ClassicLadder >>.
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Jetzt gibt es eine dritte Option, die aus einem "generischen" Treiber besteht, der per Textdatei konfiguriert wird, dieser heißt MB2HAL.
Warum MB2HAL? Erwägen Sie den Einsatz von MB2HAL, wenn:
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Sie einen neuen Treiber schreiben müssenund keine Ahnung haben vom Programmieren.
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Sie müssen Classic Ladder "nur" verwenden, um die Modbus-Verbindungen zu verwalten.
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Sie müssen zunächst die Modbus-Transaktionen ermitteln und konfigurieren. MB2HAL hat Debug-Ebenen, um das Debuggen des Low-Level-Protokolls zu erleichtern.
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Sie haben mehr als ein Gerät zu verbinden. MB2HAL ist sehr effizient bei der Verwaltung mehrerer Geräte, Transaktionen und Verbindungen. Derzeit überwache ich zwei Achsentreiber über einen Rs232-Port, einen VFD-Treiber über einen anderen Rs232-Port und eine Remote I/O über TCP/IP.
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Sie wollen ein Protokoll, um Ihren Arduino mit HAL zu verbinden. Sehen Sie sich die mitgelieferte Beispiel-Konfigurationsdatei, Skizze und Bibliothek für Arduino Modbus an.
2. Anwendung
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Erstellen Sie eine Konfigurationsdatei nach folgendem Beispiel
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Komponentenname festlegen (optional)
Set
HAL_MODULE_NAME=mymodule
(VoreinstellungHAL_MODULE_NAME=mb2hal
) -
Laden der Modbus-HAL-nicht-Echtzeit-Komponente
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Standard-Komponentenname:
loadusr -W mb2hal config=config_file.ini
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Benutzerdefinierter Komponentenname:
loadusr -Wn mymodule mb2hal config=config_file.ini
3. Optionen
3.1. Init-Abschnitt
[MB2HAL_INIT]
Wert | Typ | Erforderlich | Beschreibung |
---|---|---|---|
|
Integer |
Nein |
Debug-Ebene der Init- und INI-Datei-Analyse. |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Nein |
Versionsnummer im Format N.N[NN]. Voreingestellt auf 1.0. |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Nein |
Name des HAL-Moduls (Komponente). Voreingestellt auf "mb2hal". |
|
Gleitkommazahl (engl. float) |
Nein |
Fügen Sie eine Verzögerung von "FLOAT Sekunden" zwischen
Transaktionen ein, um eine umfangreiche Protokollierung zu vermeiden und die Fehlersuche zu erleichtern.
Nützlich bei Verwendung von |
|
Integer |
Ja |
Die Anzahl der gesamten Modbus-Transaktionen. Es gibt kein Maximum. |
3.2. Transaktionsabschnitte
Für jede Transaktion ist ein Transaktionsabschnitt erforderlich, beginnend mit [TRANSACTION_00]
und fortlaufend aufsteigend. Bei einer neuen Verknüpfung (nicht Transaktion) müssen Sie beim ersten Mal die Parameter REQUIRED angeben. Warnung: Alle nicht angegebenen OPTIONAL-Parameter werden von der vorherigen Transaktion übernommen.
Wert | Typ | Erforderlich | Beschreibung |
---|---|---|---|
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Ja |
Sie müssen entweder einen "serial" oder "tcp" Link für die erste Transaktion angeben. Spätere Transaktionen verwenden den vorherigen Transaktionslink, wenn er nicht angegeben. |
|
IP Adresse |
If |
Die Modbus-Slave IP-Adresse des Geräts. Wird ignoriert, wenn |
|
Integer |
Nein |
Der TCP-Port des Modbus-Slave-Geräts. Der Standardwert ist 502. Wird ignoriert, wenn |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
If |
Die serielle Schnittstelle. Zum Beispiel "/dev/ttyS0". Wird ignoriert, wenn |
|
Integer |
If |
Die Baudrate. Wird ignoriert, wenn |
|
Integer |
If |
Datenbits. Eines von 5, 6, 7, 8. Wird ignoriert, wenn |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
If |
Datenparität. Eine von: gerade, ungerade, keine. Wird ignoriert, wenn |
|
Integer |
If |
Stoppbits. Eins von 1, 2. Wird ignoriert, wenn |
|
Integer |
If |
Verzögerung des seriellen Ports ausschließlich zwischen Transaktionen in diesem Abschnitt. In ms. Standardwert ist 0. Ignoriert wenn |
|
Integer |
Ja |
Modbus-Slave-Nummer. |
|
Integer |
Ja |
Die erste Elementadresse. |
|
Integer |
Sofern nicht |
Die Anzahl der Elemente.
Es ist ein Fehler, sowohl |
|
Liste |
Sofern nicht |
Eine Liste von Elementnamen. Diese Namen werden für die Pin-Namen verwendet, z.B. mb2hal.plcin.cycle_start. |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Ja |
Modbus Transaction Functions-Code (siehe Spezifikationen): • fnct_01_read_coils |
|
Integer |
Nein |
Antwort-Timeout für diese Transaktion. In ms. Der Standardwert ist 500 ms. Diese bestimmt, wie lange auf das 1. Byte gewartet werden soll, bevor ein Fehler ausgelöst wird. |
|
Integer |
Nein |
Byte-Timeout für diese Transaktion. In ms. Der Standardwert ist 500 ms. Dies bestimmt die Zeitspanne, die von Byte zu Byte warten gewartet wird, bevor ein Fehler ausgelöst wird. |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Nein |
Anstatt die Transaktions-Nummer anzugeben, verwenden Sie einen Namen. Beispiel: |
|
Gleitkommazahl (engl. float) |
Nein |
Maximale Aktualisierungsrate in Hz. Standardwert ist 0.0 (0.0 = so schnell wie möglich = unendlich).
HINWEIS: Dies ist eine maximale Rate, die tatsächliche Rate kann niedriger sein. Wenn Sie sie in ms berechnen wollen, verwenden Sie (1000 / required_ms).
Beispiel: 100 ms = |
|
Zeichenfolge (engl. string) |
Nein |
Debug-Level nur für diese Transaktion. Siehe Parameter |
3.3. Fehlercodes
Beachten Sie beim Debuggen von Transaktionen, dass der zurückgegebene Wert "ret[]
" entspricht:
Ausnahmen vom Modbus-Protokoll:
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0x01 - ILLEGAL_FUNCTION - the FUNCTION code received in the query is not allowed or invalid.
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0x02 - ILLEGAL_DATA_ADDRESS - the DATA ADDRESS received in the query is not an allowable address for the slave or is invalid.
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0x03 - ILLEGAL_DATA_VALUE - a VALUE contained in the data query field is not an allowable value or is invalid.
-
0x04 - SLAVE_DEVICE_FAILURE - SLAVE (or MASTER) device unrecoverable FAILURE while attempting to perform the requested action.
-
0x04 - SERVER_FAILURE - (see above).
-
0x05 - ACKNOWLEDGE - This response is returned to PREVENT A TIMEOUT in the master. A long duration of time is required to process the request in the slave.
-
0x06 - SLAVE_DEVICE_BUSY - The slave (or server) is BUSY. Retransmit the request later.
-
0x06 - SERVER_BUSY - (see above).
-
0x07 - NEGATIVE_ACKNOWLEDGE - Unsuccessful programming request using function code 13 or 14.
-
0x08 - MEMORY_PARITY_ERROR - SLAVE parity error in MEMORY.
-
0x0A (-10) - GATEWAY_PROBLEM_PATH - Gateway path(s) not available.
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0x0B (-11) - GATEWAY_PROBLEM_TARGET - The target device failed to respond (generated by master, not slave).
Programm oder Verbindung:
-
0x0C (-12) - COMM_TIME_OUT
-
0x0D (-13) - PORT_SOCKET_FAILURE
-
0x0E (-14) - SELECT_FAILURE
-
0x0F (-15) - TOO_MANY_DATAS
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0x10 (-16) - INVALID_CRC
-
0x11 (-17) - INVALID_EXCEPTION_CODE
4. Beispiel Konfigurationsdatei
Klicken Sie zum Herunterladen auf den Link:mb2hal_HOWTO.ini[hier].
#This .INI file is also the HELP, MANUAL and HOW-TO file for mb2hal. #Load the Modbus HAL userspace module as the examples below, #change to match your own HAL_MODULE_NAME and INI file name #Using HAL_MODULE_NAME=mb2hal or nothing (default): loadusr -W mb2hal config=config_file.ini #Using HAL_MODULE_NAME=mymodule: loadusr -Wn mymodule mb2hal config=config_file.ini # ++++++++++++++++++++++++ # Common section # ++++++++++++++++++++++++ [MB2HAL_INIT] #OPTIONAL: Debug level of init and INI file parsing. # 0 = silent. # 1 = error messages (default). # 2 = OK confirmation messages. # 3 = debugging messages. # 4 = maximum debugging messages (only in transactions). INIT_DEBUG=3 #OPTIONAL: Set to 1.1 to enable the new functions: # - fnct_01_read_coils # - fnct_05_write_single_coil # - changed pin names (see https://linuxcnc.org/docs/2.9/html/drivers/mb2hal.html#_pins). VERSION=1.1 #OPTIONAL: HAL module (component) name. Defaults to "mb2hal". HAL_MODULE_NAME=mb2hal #OPTIONAL: Insert a delay of "FLOAT seconds" between transactions in order #to not to have a lot of logging and facilitate the debugging. #Useful when using DEBUG=3 (NOT INIT_DEBUG=3) #It affects ALL transactions. #Use "0.0" for normal activity. SLOWDOWN=0.0 #REQUIRED: The number of total Modbus transactions. There is no maximum. TOTAL_TRANSACTIONS=9 # ++++++++++++++++++++++++ # Transactions # ++++++++++++++++++++++++ #One transaction section is required per transaction, starting at 00 and counting up sequentially. #If there is a new link (not transaction), you must provide the REQUIRED parameters 1st time. #Warning: Any OPTIONAL parameter not specified are copied from the previous transaction. [TRANSACTION_00] #REQUIRED: You must specify either a "serial" or "tcp" link for the first transaction. #Later transaction will use the previous transaction link if not specified. LINK_TYPE=tcp #if LINK_TYPE=tcp then REQUIRED (only 1st time): The Modbus slave device ip address. #if LINK_TYPE=serial then IGNORED TCP_IP=192.168.2.10 #if LINK_TYPE=tcp then OPTIONAL. #if LINK_TYPE=serial then IGNORED #The Modbus slave device tcp port. Defaults to 502. TCP_PORT=502 #if LINK_TYPE=serial then REQUIRED (only 1st time). #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #The serial port. SERIAL_PORT=/dev/ttyS0 #if LINK_TYPE=serial then REQUIRED (only 1st time). #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #The baud rate. SERIAL_BAUD=115200 #if LINK_TYPE=serial then REQUIRED (only 1st time). #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #Data bits. One of 5,6,7,8. SERIAL_BITS=8 #if LINK_TYPE=serial then REQUIRED (only 1st time). #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #Data parity. One of: even, odd, none. SERIAL_PARITY=none #if LINK_TYPE=serial then REQUIRED (only 1st time). #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #Stop bits. One of 1, 2. SERIAL_STOP=2 #if LINK_TYPE=serial then OPTIONAL: #if LINK_TYPE=tcp then IGNORED #Serial port delay between for this transaction only. #In ms. Defaults to 0. SERIAL_DELAY_MS=10 #REQUIRED (only 1st time). #Modbus slave number. MB_SLAVE_ID=1 #REQUIRED: The first element address (decimal integer). FIRST_ELEMENT=0 #REQUIRED unless PIN_NAMES is specified: The number of elements. #It is an error to specify both NELEMENTS and PIN_NAMES #The pin names will be sequential numbers e.g mb2hal.plcin.01 #NELEMENTS=4 #REQUIRED unless NELEMENTS is specified: A list of element names. #these names will be used for the pin names, e.g mb2hal.plcin.cycle_start #NOTE: there must be no white space characters in the list PIN_NAMES=cycle_start,stop,feed_hold #REQUIRED: Modbus transaction function code (see www.modbus.org specifications). # fnct_01_read_coils (01 = 0x01) (new in 1.1) # fnct_02_read_discrete_inputs (02 = 0x02) # fnct_03_read_holding_registers (03 = 0x03) # fnct_04_read_input_registers (04 = 0x04) # fnct_05_write_single_coil (05 = 0x05) (new in 1.1) # fnct_06_write_single_register (06 = 0x06) # fnct_15_write_multiple_coils (15 = 0x0F) # fnct_16_write_multiple_registers (16 = 0x10) # # Created pins: # fnct_01_read_coils: # fnct_02_read_discrete_inputs: # mb2hal.m.n.bit (output) # mb2hal.m.n.bit-inv (output) # fnct_03_read_holding_registers: # fnct_04_read_input_registers: # mb2hal.m.n.float (output) # mb2hal.m.n.int (output) # fnct_05_write_single_coil: # mb2hal.m.n.bit (input) # NELEMENTS needs to be 1 or PIN_NAMES must contain just one name. # fnct_06_write_single_register: # mb2hal.m.n.float (input) # mb2hal.m.n.int (input) # NELEMENTS needs to be 1 or PIN_NAMES must contain just one name. # Both pin values are added and limited to 65535 (UINT16_MAX). Normally use one and let the other open (read as 0). # fnct_15_write_multiple_coils: # mb2hal.m.n.bit (input) # fnct_16_write_multiple_registers: # mb2hal.m.n.float (input) # mb2hal.m.n.int (input) # Both pin values are added and limited to 65535 (UINT16_MAX). Normally use one and let the other open (read as 0). # # m = HAL_TX_NAME or transaction number if not set, n = element number (NELEMENTS) or name from PIN_NAMES # Example: mb2hal.00.01.<type> (transaction=00, second register=01 (00 is the first one)) # mb2hal.TxName.01.<type> (HAL_TX_NAME=TxName, second register=01 (00 is the first one)) MB_TX_CODE=fnct_03_read_holding_registers #OPTIONAL: Response timeout for this transaction. In INTEGER ms. Defaults to 500 ms. #This is how much to wait for 1st byte before raise an error. MB_RESPONSE_TIMEOUT_MS=500 #OPTIONAL: Byte timeout for this transaction. In INTEGER ms. Defaults to 500 ms. #This is how much to wait from byte to byte before raise an error. MB_BYTE_TIMEOUT_MS=500 #OPTIONAL: Instead of giving the transaction number, use a name. #Example: mb2hal.00.01 could become mb2hal.plcin.01 #The name must not exceed 28 characters. #NOTE: when using names be careful that you dont end up with two transactions #using the same name. HAL_TX_NAME=remoteIOcfg #OPTIONAL: Maximum update rate in HZ. Defaults to 0.0 (0.0 = as soon as available = infinite). #NOTE: This is a maximum rate and the actual rate may be lower. #If you want to calculate it in ms use (1000 / required_ms). #Example: 100 ms = MAX_UPDATE_RATE=10.0, because 1000.0 ms / 100.0 ms = 10.0 Hz MAX_UPDATE_RATE=0.0 #OPTIONAL: Debug level for this transaction only. #See INIT_DEBUG parameter above. DEBUG=2 #While DEBUGGING transactions note the returned "ret[]" value correspond to: #/* Modbus protocol exceptions */ #ILLEGAL_FUNCTION -0x01 the FUNCTION code received in the query is not allowed or invalid. #ILLEGAL_DATA_ADDRESS -0x02 the DATA ADDRESS received in the query is not an allowable address for the slave or is invalid. #ILLEGAL_DATA_VALUE -0x03 a VALUE contained in the data query field is not an allowable value or is invalid. #SLAVE_DEVICE_FAILURE -0x04 SLAVE (or MASTER) device unrecoverable FAILURE while attempting to perform the requested action. #SERVER_FAILURE -0x04 (see above). #ACKNOWLEDGE -0x05 This response is returned to PREVENT A TIMEOUT in the master. # A long duration of time is required to process the request in the slave. #SLAVE_DEVICE_BUSY -0x06 The slave (or server) is BUSY. Retrasmit the request later. #SERVER_BUSY -0x06 (see above). #NEGATIVE_ACKNOWLEDGE -0x07 Unsuccessful programming request using function code 13 or 14. #MEMORY_PARITY_ERROR -0x08 SLAVE parity error in MEMORY. #GATEWAY_PROBLEM_PATH -0x0A (-10) Gateway path(s) not available. #GATEWAY_PROBLEM_TARGET -0x0B (-11) The target device failed to respond (generated by master, not slave). #/* Program or connection */ #COMM_TIME_OUT -0x0C (-12) #PORT_SOCKET_FAILURE -0x0D (-13) #SELECT_FAILURE -0x0E (-14) #TOO_MANY_DATAS -0x0F (-15) #INVALID_CRC -0x10 (-16) #INVALID_EXCEPTION_CODE -0x11 (-17) [TRANSACTION_01] MB_TX_CODE=fnct_01_read_coils FIRST_ELEMENT=1024 NELEMENTS=24 HAL_TX_NAME=remoteIOin MAX_UPDATE_RATE=0.0 DEBUG=1 [TRANSACTION_02] MB_TX_CODE=fnct_02_read_discrete_inputs FIRST_ELEMENT=1280 NELEMENTS=8 HAL_TX_NAME=readStatus MAX_UPDATE_RATE=0.0 [TRANSACTION_03] MB_TX_CODE=fnct_05_write_single_coil FIRST_ELEMENT=100 NELEMENTS=1 HAL_TX_NAME=setEnableout MAX_UPDATE_RATE=0.0 [TRANSACTION_04] MB_TX_CODE=fnct_15_write_multiple_coils FIRST_ELEMENT=150 NELEMENTS=10 HAL_TX_NAME=remoteIOout MAX_UPDATE_RATE=0.0 [TRANSACTION_05] LINK_TYPE=serial SERIAL_PORT=/dev/ttyS0 SERIAL_BAUD=115200 SERIAL_BITS=8 SERIAL_PARITY=none SERIAL_STOP=2 SERIAL_DELAY_MS=50 MB_SLAVE_ID=1 MB_TX_CODE=fnct_03_read_holding_registers FIRST_ELEMENT=1 NELEMENTS=2 HAL_TX_NAME=XDrive01 MAX_UPDATE_RATE=0.0 DEBUG=1 [TRANSACTION_06] MB_TX_CODE=fnct_04_read_input_registers FIRST_ELEMENT=12 NELEMENTS=3 HAL_TX_NAME=XDrive02 MAX_UPDATE_RATE=10.0 DEBUG=1 [TRANSACTION_07] MB_TX_CODE=fnct_06_write_single_register FIRST_ELEMENT=20 NELEMENTS=1 HAL_TX_NAME=XDrive03 MAX_UPDATE_RATE=0.0 DEBUG=1 [TRANSACTION_08] MB_TX_CODE=fnct_16_write_multiple_registers FIRST_ELEMENT=55 NELEMENTS=8 HAL_TX_NAME=XDrive04 MAX_UPDATE_RATE=10.0 DEBUG=1
5. Pins
Anmerkung
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Yellow = Neu in MB2HAL 1.1 (LinuxCNC 2.9) Um diese neuen Funktionen zu nutzen, müssen Sie m = Wert von Beispiel:
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5.1. fnct_01_read_coils
-
mb2hal.m.n.bit bit out
-
mb2hal.m.n.bit-inv bit out
5.2. fnct_02_read_discrete_inputs
-
mb2hal.m.n.bit bit out
-
mb2hal.m.n.bit-inv bit out
5.3. fnct_03_read_holding_registers
-
mb2hal.m.n.float float out
-
mb2hal.m.n.int s32 out
5.4. fnct_04_read_input_registers
-
mb2hal.m.n.float float out
-
mb2hal.m.n.int s32 out
5.5. fnct_05_write_single_coil
-
mb2hal.m.n.bit bit in
NELEMENTS
muss 1 sein oder PIN_NAMES
darf nur einen Namen enthalten.
5.6. fnct_06_write_single_register
-
mb2hal.m.n.float float in
-
mb2hal.m.n.int s32 in
NELEMENTS
muss 1 sein oder PIN_NAMES
darf nur einen Namen enthalten. Beide Pinwerte werden addiert und auf 65535 (UINT16_MAX) begrenzt. Verwenden Sie einen und lassen Sie den anderen offen (wird als 0 gelesen).
5.7. fnct_15_write_multiple_coils
-
mb2hal.m.n.bit bit in
5.8. fnct_16_write_multiple_registers
-
mb2hal.m.n.float float in
-
mb2hal.m.n.int s32 in
Beide Pin-Werte werden addiert und auf 65535 (UINT16_MAX) begrenzt. Verwenden Sie einen und lassen Sie den anderen offen (gelesen als 0).