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reComputer R1000 与 Node Red 和 Modbus TCP

介绍​

Modbus 是工业环境中广泛使用的通信协议，以其简单性和稳健性而闻名。Modbus RTU（远程终端单元） 是一种串行通信协议，运行在 RS-232 或 RS-485 物理层上。它使用紧凑的二进制数据表示，使其在长距离传输和噪声环境中高效运行。另一方面，Modbus TCP 将协议扩展到以太网网络，将 Modbus 帧封装在 TCP/IP 数据包中。这允许更快的通信速度，并将 Modbus 与现代 IT 基础设施集成。由于其可靠性、易于实现以及能够促进各种设备和系统（如 PLC、传感器和 SCADA 系统）之间的通信，这两个版本在工业环境中都备受青睐。

开始使用​

在开始此项目之前，您可能需要按照此处描述的方式提前准备硬件和软件。

硬件准备​

reComputer R1000
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Modbus 支持设备​

reComputer R1000 支持与各种设备进行 Modbus 通信，包括 PLC、变频器、HMI、电能表和 BMS 系统。在本案例中，将使用西门子 LOGO PLC，它支持 Modbus TCP/IP 协议。

软件准备​

reComputer R1000 出厂时预装了树莓派操作系统。如果您是第一次启动此设备，请阅读我们的入门指南Wiki。 我们已经准备了一份Node-RED 入门指南。建议您在继续阅读本 wiki 之前先查看此指南。

为 Modbus TCP/IP 配置以太网设置​

由于您的 PLC/设备 IP 域与无线设置不同，您可能需要手动更改 IP 配置。为此，

  • 步骤 01：如果您运行的是 Bullseye，请运行以下命令：
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
  • 步骤 02：然后根据您的 PLC/设备网络域配置以太网端口设置，并使用 metric 命令设置优先级。最低的 metric 值具有最高优先级。
  • 步骤 01：如果您运行的是 Bookworm OS，您可以使用 GUI 点击网络图标。在高级选项下，选择"编辑连接"。
  • 步骤 02：选择"有线连接 2"（ETH 1），并在 IPv4 设置下添加地址、网络掩码和网关。

安装 Modbus 节点​

要安装 Modbus 节点，请按照以下步骤操作：

步骤 1. 点击设置按钮，该按钮由位于右上角的三横线图标表示，然后选择管理调色板。

步骤 2. 在调色板选项卡中，导航到安装选项卡。

步骤 3. 使用节点搜索栏查找所需的 Modbus 节点。

步骤 4. 点击节点旁边的安装按钮。

步骤 5. 如果出现提示，请从下拉警告窗口中点击安装按钮以确认安装。

步骤 6. 等待安装过程完成。完成后，安装按钮应该变为已安装。

识别 Modbus 地址​

识别正确的 Modbus 地址是一个关键步骤。建议查阅 PLC 或设备制造商的数据表，以获取有关 Modbus 地址的详细信息，包括输入、输出和保持寄存器。

基于这些信息，您可以在标签配置中调整 Modbus 地址。例如，如果数据表将输出线圈 Q1 列为 8193，您应该在 Node-RED 中将地址配置为 8192（从原始地址减去一）。同样，如果网络输入列为 1 且为线圈类型，则在 Node-RED 中地址应设置为 0。

配置 Modbus-Write 节点​

步骤 1. 拖放 Modbus-Write 节点到工作区，然后双击节点以打开其设置。

步骤 2. 在服务器选项卡中，编辑它以通过输入以下详细信息来添加您的设备：

  • 名称：服务器名称
  • 类型：TCP
  • 主机：Modbus 服务器的 IP 地址
  • 端口：Modbus 服务器的端口地址（通常为 502）
  • Unit-Id：255（Unit-ID 用于识别 Modbus 网络中的各个设备，特别是当多个设备共享同一通信线路时）

步骤 3. 为您的节点指定一个合适的名称，例如"网络 IP 1"。在此演示中，您正在控制 PLC 程序中的网络输入。

步骤 4. 将 FC 选项设置为 FC 5: Force Single Coil。

步骤 5. 将地址设置为 0（因为我们正在寻址输入 0）。

步骤 6. 使用注入节点，我们可以注入布尔值。在这里，我们将为此目的使用几个注入节点。

整体步骤可以演示如下

配置 Modbus-Read 节点​

步骤 1. 拖拽 Modbus-Read 节点到流程中。您可以在调色板的 Modbus 选项卡中找到此节点。

步骤 2. 双击 Modbus-Read 节点以打开其设置。

步骤 3. 配置以下设置：

  • Name：给它一个合适的名称，例如 "ReadOutputs"。
  • FC value：将 FC 值更改为 FC 5: Read Coil Status。
  • Address：根据制造商的数据表，将地址设置为 8192。
  • Quantity：将数量设置为 4，在这种情况下，有 4 个数字输出。
  • Poll Rate：将轮询速率更改为适合您应用需求的值。
  • Server：将服务器设置为 "MyPLC"（在前面的示例中配置）。

配置 Modbus-Response 节点​

Modbus-Response 节点 用于显示 Modbus Read/Write 节点的响应。

步骤 1. 拖拽 Modbus-Response 节点到流程中。

步骤 2. 与 Modbus Read 节点连接。响应将在您的 Modbus-Response 节点下显示一个数字数组。这些数字代表每个数字输出的计数。

步骤 3. 拖拽调试节点 用于检查目的。然后与 Modbus Read 节点 连接。

通过遵循这些步骤，您可以有效地读取和显示来自 Modbus TCP 设备的寄存器/线圈值

整体步骤可以如下演示。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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