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 >>.
-
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.
-
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
-
Erstellen Sie eine Konfigurationsdatei nach folgendem Beispiel
-
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 -
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:
-
0x01 - ILLEGAL_FUNCTION - the FUNCTION code received in the query is not allowed or invalid.
-
0x02 - ILLEGAL_DATA_ADDRESS - the DATA ADDRESS received in the query is not an allowable address for the slave or is invalid.
-
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.
-
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
-
0x10 (-16) - INVALID_CRC
-
0x11 (-17) - INVALID_EXCEPTION_CODE
4. Beispiel Konfigurationsdatei
Klicke hier zum Herunterladen.
#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
|
Note
|
Yellow = Neu in MB2HAL 1.1 (LinuxCNC 2.9) Um diese neuen Funktionen zu nutzen, müssen Sie m = Wert von Beispiel:
|
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).