U-BLOX NINA W106 e MODBUS TCP + SCADA LAquis - VISUINO - CONTROLANDO LED
O objetivo deste BLOG é demonstrar como é possível utilizar o VISUINO para programar o módulo U-BLOX NINA W106 para ser acessado via MODBUS TCP, ou seja, tornando-o em um servidor MODBUS. Foi utilizado o EVK-NINA-W para o testes e somente efetuado leituras (READ INPUT REGISTER e COIL), bem como escrita COIL, ligado em um GPIO do W106, através do software SCADA LAquis.
MODBUS SCADA
MODBUS
Modbus é um Protocolo de comunicação de dados utilizado em sistemas de automação industrial. Criado originalmente no final da década de 1970, mais especificamente em 1979, pela fabricante de equipamentos Modicon. É um dos mais antigos e até hoje mais utilizados[2] protocolos em redes de Controladores lógicos programáveis (PLC) para aquisição de sinais(0 ou 1) de instrumentos e comandar atuadores. A Schneider Electric (atual controladora da Modicon) transferiu os direitos do protocolo para a Modbus Organization em 2004 e a utilização é livre de taxas de licenciamento.Por esta razão, e também por se adequar facilmente a diversos meios físicos, é utilizado em milhares de equipamentos existentes e é uma das soluções de rede mais baratas a serem utilizadas em Automação Industrial.
Originalmente implementado como um protocolo de nível de aplicação destinado a transferir dados por uma camada serial, o Modbus foi ampliado para incluir implementações em comunicações seriais, TCP/IP e UDP (user datagram protocol).
O Modbus é um protocolo de requisição-resposta que utiliza um relacionamento mestre-escravo. Em um relacionamento mestre-escravo, a comunicação sempre ocorre em pares — um dispositivo deve iniciar a requisição e então aguardar por uma resposta — e o dispositivo iniciador (o mestre) é responsável por iniciar cada interação. Tipicamente, o mestre é uma interface homem-máquina (IHM) ou sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e o escravo é um sensor, controlador lógico programável (CLP) ou controlador programável para automação (CPA). O conteúdo dessas requisições e respostas e as camadas de rede pelas quais essas mensagens são enviadas são definidos pelas diferentes camadas do protocolo.
Acesso aos dados no Modbus e o modelo de dados do Modbus
Os dados que podem ser acessados pelo Modbus são armazenados, de forma geral, em um dos quatro bancos de dados, ou faixas de endereço: coils, entradas discretas, registradores holding e registradores de entrada. Como ocorre com muitas partes da especificação, esses nomes podem variar, dependendo da indústria ou aplicação. Por exemplo, os registradores holding podem ser denominados registradores de saída, e os coils podem ser referidos como saídas digitais ou discretas. Esses bancos de dados definem o tipo e os direitos de acesso dos dados contidos. Os dispositivos escravo têm acesso direto a esses dados, que são hospedados localmente nos dispositivos. Os dados que podem ser acessados pelo Modbus são de forma geral um subconjunto da memória principal do dispositivo. Por outro lado, os mestres Modbus precisam solicitar acesso a esses dados, utilizando diversos códigos de função
Endereçamento do modelo de dados
A especificação define que cada bloco contém um espaço de endereçamento de até 65.536 (216) elementos. Com a definição da PDU, o Modbus define o endereço de cada elemento de dados na faixa de 0 a 65.535. Entretanto, cada elemento de dados é numerado de 1 a n, onde n tem o valor máximo de 65.536. Assim, o coil 1 está no endereço 0 do bloco de coils, enquanto que o registrador holding 54 está no endereço 53 da seção de memória reservada pelo escravo para os registradores holding.
Não é obrigatório implementar as faixas completas permitidas pela especificação no dispositivo. Por exemplo, pode ser escolhido para um dado dispositivo não implementar coils, entradas discretas ou registradores de entrada e, em vez disso, utilizar registradores holding de 150 a 175 e 200 a 225. Isso é perfeitamente aceitável; nesse caso, tentativas de acesso inválidas seriam tratadas por exceções.
Faixas de endereçamento de dados
Embora a especificação defina que diferentes tipos de dados devem existir em blocos diferentes e atribua uma faixa de endereços local para cada tipo, isso não implica que haverá necessariamente um esquema de endereçamento intuitivo ou facilmente compreensível para a documentação da memória que pode ser acessada pelo Modbus para um determinado dispositivo. Para simplificar a discussão sobre as posições dos blocos de memória, foi introduzido um esquema de numeração que inclui prefixos ao endereço dos dados em questão.
Por exemplo, em vez de se referir a um item como registrador holding 14 no endereço 13, o manual do dispositivo pode se referir a um item de dados no endereço 4.014, 40.014 ou 400.014. Em todos esses casos, o primeiro número especificado é 4, que representa os registradores holding; os demais números especificam um endereço. A diferença entre 4XXX, 4XXXX e 4XXXXX depende do espaço de endereços utilizado pelo dispositivo. Se todos os 65.536 registradores estiverem em uso, utilizaremos a notação 4XXXXX, pois ela permite o uso da faixa de 400.001 a 465.536. Se apenas alguns registradores forem usados, uma prática comum é usar a faixa de 4.001 a 4.999.
Maiores detalhes neste excelente LINK
MODBUS TCP (Utilizado)
Modbus TCP/IP, também conhecido como Modbus-TCP é simplesmente o protocolo Modbus RTU com uma interface TCP que é executada na Ethernet.
TCP/IP chamado de Protocolo de Controle de Transmissão e Protocolo de Internet, que fornece o meio de transmissão para mensagens Modbus TCP/IP.
O TCP/IP facilita um grande número de conexões simultâneas, por isso é a escolha do iniciador se reconectar uma conexão ou reutilizar uma conexão vivida.
u-BLOX NINA W106
Wi-Fi 802.11b/g/n
Dual-Mode Bluetooth v4.2
Poderoso suporte de CPU aberta para aplicativos personalizados
Tamanho pequeno e várias opções de antena
Pino compatível com outros módulos NINA
Certificação global
Módulo baseado no ESP32, com 4MB FLASH
LAquis
MODBUS SCADA
O que significa o SCADA?
SCADA significa: Supervisory Control and Data Acquisition. Os sistemas SCADA são usados principalmente para aquisição de dados de automação industrial e controle de processos usando tecnologia PLC ou equipamento RTU com comunicação em um sistema de controle distribuído (DCS) dentro do sistema de controle industrial (ICS). Essa tecnologia auxilia o gerenciamento do processo industrial em tempo real. No software SCADA, uma interface de usuário é projetada em um computador para monitorar e controlar o processo. Relatórios personalizados podem ser gerados com os dados de armazenamento para mostrar o cálculo e as informações estatísticas de gerenciamento e a qualidade do processo. Os sistemas SCADA devem ter um alto nível de segurança. A segurança é uma questão importante dentro dos sistemas SCADA, de forma que tanto a rede quanto o sistema tenham proteções sobre o processo industrial. Eles reúnem os dados da rede de equipamentos industriais em tempo real e fornecem monitoramento, alarmes e relatórios estatísticos e de qualidade. Cada projeto pode ser editado por um usuário ou projetado por um engenheiro. Esses dados de processo também podem ser distribuídos na rede de computadores usando o conceito de internet das coisas industrial (IIOT).
A solução do sistema LAquis SCADA é uma ferramenta e software de linguagem para aquisição de dados, controle, supervisão de processos, automação, armazenamento, geração de relatórios e desenvolvimento de aplicações. Definir tags (pontos de I / O), equipamentos (módulos, dispositivos, PLC, IIOT, ...), DCS (sistema de controle distribuído), variáveis, bancos de dados, propriedades customizáveis, interfaces visuais HMI SCADA, relatórios customizáveis até processos avançados através de um linguagem de programação de scripts orientada para automação industrial. Baixe o LAquis SCADA aqui.
Configurando INPUT REGISTER e Interface Visual
VISUINO
Visuino é o mais recente software inovador da Mitov Software. Um ambiente de programação visual que permite programar suas placas Arduino. ... Os componentes encontrados no software Visuino representam seus componentes de hardware e você pode criar e projetar facilmente seus programas usando o recurso de arrastar e soltar.
Instalação do VISUINO
Baixe em https://www.visuino.com/ e instale
Abra o VISUINO e monte o projeto
Configure Socket Server para Porta 502
Configuração para Colocar U-BLOX NINA W106 como MODBUS TCP (SERVER)
Nos exemplos abaixo, são criados dois INPUT REGISTERS os quais recebem números aleatórios para serem lidos pelo MODBUS TCP (CLIENT). Um Coil (entrada) também recebe um número (0,1) aleatório, outro Coil (saída) também é criado para acionar um LED.
Input Registers com registros 0 e 2 atribuídos pelo VISUINO, bem como dois Coils com registros 0 e 1
Configure o U-BLOX NINA W106 para acesso à Internet
Coloque dados do seu AP
Compile,Grave e resete o U-BLOX NINA W106
Execute o programa no U-BLOX NINA W106
No terminal aparecerá o IP.
Execute o aplicativo SCADA LAquis e configure os dois READ INPUT REGISTER (Tags)
Associe Tags aos Objetos Visuais
No Visuino, os INPUT REGISTERS estão no endereço 0, nos registros 0 e 2 (W30x0000 e W30x0002) os Coil estão no endereço 0, endereços 0 e 1 (W00x0000 eW00x0001)
Projeto lendo RANDOM para os 2 INPUT REGISTER, lendo RANDOM para um Coil e escrevendo em outro Coil
Questões: suporte@smartcore.com.br
FONTES:
https://www.lcds.com.br/kbase/modbus-rtu-como-configurar-uma-comunicacao-via-modbus-rtu/
Sobre a SMARTCORE
Sobre a SMARTCORE
A SmartCore fornece módulos para comunicação wireless, biometria, conectividade, rastreamento e automação.
Nosso portfólio inclui modem 2G/3G/4G/NB-IoT/Cat.M, satelital, módulos WiFi, Bluetooth, GNSS / GPS, Sigfox, LoRa, leitor de cartão, leitor QR code, mecanismo de impressão, mini-board PC, antena, pigtail, LCD, bateria, repetidor GPS e sensores.
Mais detalhes em www.smartcore.com.br
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