Prueba del Driver ModBus

Transcripción

1 Prueba del Driver ModBus

2 Prueba de la placa Elementos y Conexiones Elementos: - Placa Driver ModBus - Master SPI (µc en protoboard, ver más abajo) - PC + software de prueba dedicado, o genérico (ver más abajo) Conexiones: Master SPI Driver ModBus PC SPSCK SPSCK A A Tx Rx MOSI MOSI B B Rx Tx LED 1 LED 2 MISO /SS 5V 0V MISO /SS 5V 0V LED RxOk LED Aux 0V 0V Vcc 0V Fuente Potenciómetro 5V 0V Fuente

3 Prueba de la placa Esquemático del dispositivo SPI Master para prueba No se utilizaron en el circuito de prueba (ver siguiente) En la placa adaptadora BDM a proto A la placa Driver ModBus

4 Prueba de la placa Diagrama en bloques del dispositivo SPI Master para prueba Placa Driver ModBus SPCK MOSI MISO SS 5V GND SPI Master Para prueba de placa Driver ModBus LED 1 LED 2 Potenciómetro En PCB BDM Puede ser en protoboard Qué debería hacer el circuito master? - El SPI master enciende / apaga cada 1 s aproximadamente el LED2 - Si el valor del registro 4 de la placa driver modbus es mayor a 150, enciende el LED1, sino lo apaga. - El SPI master escribe en el registro 3 de la placa driver modbus el resultado (8 bits) de la conversión del ADC de la tensión presente en el punto medio del potenciómetro.

5 Prueba de la placa Dispositivo SPI Master para prueba potenciómetro μc SH08 Conexiones SPI LED2 LED1 Conector BDM

6 Prueba de la placa Soft dedicado 1. Ejecutar el programa. 2. Ingresar el número de port serie (Si hay dudas sobre cuáles están disponibles, ver el Administrador de dispositivos )

7 Prueba de la placa Soft dedicado 3. Ingresar la Dirección de slave Este número (entre 1 y 15) debe coicidir con la combinación fijada con S1 de la placa (Los 4 jumpers o DIP-switch conectados a patas 9, 10, 11, 12 del microcontrolador de la placa driver ModBus )

8 Prueba de la placa Soft dedicado 4. Si las conexiones y placas funcionan correctamente, se mostrarán: a) Respuesta al pedido de lectura, y el valor devuelto. Este valor entre 0 y 255 corresponde al resultado de la conversión del ADC del spi master b) Respuesta a la escritura realizada. En este caso, se enciende y apaga el led del spi master cada 0,5 s aprox.

9 Prueba de la placa Soft dedicado En caso de ocurrir errores en la comunicación se informa en el sector indicado. Verificar: - Cables - Número de COM correcto. - Conexión correcta del bus 485 ( A con A, B con B ) Si se tiene dudas, invertir estas conexiones, - Si se utiliza un adaptador autopowered y solo se enciende el led Tx la línea DTR tal vez esté OFF. En este caso, utilizar el RealTerm (ver a continuación) - Verificar los jumpers / DIP switch de Slave Id Esta combinación debe coincidir con la Dirección de Slave ingresada en el soft,

10 Prueba de la placa RealTerm 1. Ir a la solapa Port (Donde vamos a configurar el port) 2. Seleccionar la velocidad: 9600 en este caso. 3. Paridad: Even (Par) 4. Bits de datos: 7 5. Número de Port (Si hay dudas sobre cuáles están disponibles, ver el Administrador de dispositivos ) 6. Presionar Change 7. Verificar que se muestre E1 None

11 Prueba de la placa RealTerm 1. Ir a la solapa Display 2. Seleccionar Ansi Se puede fijar otras características: tipo y tamaño de letra, si mostrar o no los bytes enviados, ver en Hexa, etc.

12 Prueba de la placa RealTerm 1. Ir a la solapa Send (Desde donde vamos a enviar mensajes modbus a nuestra placa) 2. Ingresar el mensaje (Ver instructivo más adelante) 3. Marcar los casilleros +CR y +LF 4. Para enviar, click en el botón Send ASCII

13 Prueba de la placa RealTerm - Si todo va bien, veremos las respuestas a nuestros requerimientos en amarillo, en la zona indicada (1) - Existe otro conjunto (2) de cuadro de texto para mensaje (3), botones Send Numbers y Send ASCII (4) y casillas +CR y +LF (5) Esto posibilita trabajar con dos mensajes sin la necesidad de ingresar uno y otro cada vez.

14 Prueba de la placa RealTerm - Para cerrar el programa vamos a la solapa Port (1) y ahi hacemos click en el botón Open (2) hasta que quede hacia afuera (como se muestra en la imagen) Notar que en la parte inferior derecha aparece la leyenda Port: Closed

15 Conceptos para la prueba del Driver ModBus

16 Introducción En los proyectos que se proponen este año, existen tres elementos que necesitan comunicarse: La estación de mando, basada en un microcontrolador S08SH8, un PLC (Twido o Nano) y una PC Dicha comunicación deberá realizarse utilizando un bus 485 y protocolo ModBus. El PLC puede unirse al bus sin nigún adicional. La estación de mando y la PC necesitan interfaces. Bus 485 Driver ModBus Estación de mando (µc SH8) PLC PC

17 ModBus La interfaz física entre el port serie del µc (niveles 0V y 5V común) y 485 se puede realizar mediante un MAX485 o similar, de forma muy sencilla. La complicación reside en el protocolo, el lenguaje con el que se comunica el PLC; en este caso, como se dijo, será ModBus. Qué es ModBus? Es una forma de intercomunicar varios dispositivos. Consta de un Master (Maestro) y uno o varios Slaves (Esclavos) Cada Slave tiene que tener una identificación única. Los Slaves tienes registros (Ej. %MW3 del PLC) que se identifica con una dirección. El Master es el que inicia una comunicación, mandando un mensaje y queda esperando respuesta. El Slave correspondiente le responderá y con esto, el master queda libre para enviar otro mensaje. Cada mensaje ModBus tiene una estructura determinada. Cada dispositivo puede soportar más o menos operaciones. Esta placa está preparada solo para dos operaciones: Escribir Registro (Función ModBus 06) Leer Registro (Función ModBus 03)

18 SPI Es una forma de interconectar circuitos integrados cercanos (distancia de conexión menor a 20 cm) Hay un Master y uno o más Slaves. La estructura interna es muy sencilla: El master y el slave tienen cada uno un registro de desplazamiento. El master, para enviar información, carga su registro con información (8 bits en el ejemplo) y luego genera pulsos de clock (8 en este caso) para que la información salga del master y entre en el slave. A la vez, a causa de que el clock es compartido entre los dos registros, lo que contenía el registro del slave se transmitió al del master. De esta operatoria surgen los nombres MOSI (Master Out Slave In) y MISO (Master In Slave Out)

19 Esquema del Driver ModBus Se puede pensar este dispositivo como un conjunto de 16 registros que se pueden leer y escribir Utilizando ModBus y SPI El lado de ModBus permite el intercambio de información con el Master presente en el Bus 485 El SPI permite a cualquier microcontrolador acceder a los registros. Bus 485 (µc Registros Driver ModBus Con esta estructura, si el µc quiere compartir algo con algún dispsitivo ModBus, lo escribe en un registro determinado del driver modbus, y el master modbus eventualmente accederá a dicha información. Y puede leer cualquier registro, que pudo haber sido escrito por el master modbus.

20 Estructura de los mensajes ModBus ASCII

21 Mensajes ModBus Un mensaje ModBus ASCII tiene la siguiente forma: Argumentos para la función Dirección de Esclavo / Slave Dirección de Registro a leer / modificar LRC (verificación de integridad) Comienza con : : F4C R L F Función a realizar Cantidad de registros a leer O valor a escribir, Termina con los caracteres CR y LF - La placa soporta función 03 (Leer registro) y 06 (Escribir registro) - La dirección de slave puede ser cualquier valor entre 1 y F

22 Mensajes ModBus Ejemplo de mensaje ModBus ASCII para escritura de registro (función 06) Dirección de Slave: 12 Dirección de Registro a escribir 000A LRC (verificación de integridad) Comienza con : : A00C8??C R L F Función a realizar Valor a escribir. 200 en hexa (C8) En esta placa entre 0 y 255 Termina con los caracteres Cómo calcular el LRC? - Se suman los caracteres de a pares, descartando carry. - El LRC es el complemento a 2 del resultado obtenido. - Para este proceso no considerar los : A 00 C8 DA D A En binario Complemento a 2: Se inverten bits Y se suma 1 LRC El mensaje queda : A00C826CrLf Si se procesa el requerimiento en forma exitosa la respuesta del slave es igual al mensaje enviado por el master.

23 Mensajes ModBus Ejemplo de mensaje ModBus ASCII para lectura de registro (función 03) Dirección de Slave: 12 Dirección de Registro a leer 0009 LRC (verificación de integridad) Comienza con : :0C ??C R L F Función a realizar Cantidad de registros a leer. Para esta placa siempre usamos 1 Termina con los caracteres Cómo calcular el LRC? - Se suman los caracteres de a pares, descartando carry. - El LRC es el complemento a 2 del resultado obtenido. - Para este procesran los : + 0C En binario E 7 Complemento a 2: Se inverten bits Y se suma 1 LRC El mensaje queda :0C E7CrLf

24 Mensajes ModBus Ejemplo de mensaje ModBus ASCII para lectura de registro (función 03) Respuesta... Comienza con : Dirección de Slave: 12 Cantidad de bytes devueltos (Con esta placa siempre será 2) LRC (verificación de integridad) :0C030200D916C R L F Función Valor del registro pedido Ej.: Para leer el registro 3 del dispositivo con ID = 7, enviar: : F2CrLf Para escribir 250 en el registro 4 del dispositivo con ID = 10, enviar: :0A FAF2CrLf Para escribir 50 en el registro 4 del dispositivo con ID = 14, enviar: :0E B6CrLf

25 Calculadora de LRC a. Descargar el programa: b. Descomprimir y ejecutar. 1. Introducir el mensaje, sin : 2. Click en el botón calcula LRC 3. Se obtiene el LRC