Conectar N3uron con Dispositivos Compatibles con MQTT y Modbus

Introducción

En la automatización industrial, Modbus se destaca como uno de los protocolos más comunes. MQTT ha emergido como el protocolo líder para IoT en automatización industrial debido a muchas características. Su diseño ligero, eficiencia, escalabilidad y soporte para mensajería asíncrona son notables. En MQTT, los dispositivos se comunican solo cuando hay un evento reportable, contrastando con las verificaciones constantes de actualizaciones. Este enfoque basado en eventos, junto con el reporte por excepción—enviando datos solo cuando se desvía de las normas o en disparadores específicos—conserva ancho de banda y recursos, optimizando la transmisión de datos para aplicaciones IoT críticas.

La potente combinación de reTerminal DM y N3uron Duo facilita la gestión eficiente de plantas proporcionando capacidades robustas de conectividad y manipulación de datos. Esta Wiki enfatiza la importancia de Modbus TCP en entornos industriales, destacando la integración perfecta de dispositivos MQTT para mejorar aún más la conectividad.

Prerrequisitos

Hardware

reTerminal DM
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Software

Recomendamos encarecidamente estudiar la guía Primeros pasos con N3uron. Proporciona información esencial sobre la navegación por la interfaz web de N3uron, la comprensión de conceptos como la interfaz web y el módulo Web Vision, la comprensión del concepto de etiquetas y la creación de paneles básicos. Si aún no has explorado estos fundamentos, es recomendable hacerlo antes de continuar. Puedes acceder a la guía a través del enlace proporcionado.

Configurar ajustes de Ethernet

Dado que el dominio IP de tu PLC es diferente de tus configuraciones inalámbricas, es posible que tengas que cambiar la configuración IP manualmente. Para eso,

• Paso 01: Ejecuta el siguiente comando:

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

• Paso 02: Luego configure los ajustes del puerto Ethernet según el dominio de red de su PLC y establezca prioridades usando el comando 'metric'. La métrica más baja tiene la prioridad más alta.

Creación y Configuración del Módulo Modbus

Crear una Instancia de Módulo Dentro de la Interfaz WebUI de N3uron

• Paso 01: En el panel de Navegación, seleccione Config.
• Paso 02: En el panel del Explorador, seleccione Modules.
• Paso 03: Haga clic en el menú Model y seleccione New Module.

• Paso 04: La instancia puede recibir cualquier nombre, pero para el ejemplo, usaremos ModbusClient.
• Paso 05: Establezca la propiedad Module Type como ModbusClient. Deje el resto de las propiedades con sus valores predeterminados y haga clic en Save.

Creación y Configuración de Canal

• Paso 01: Bajo el Cliente Modbus creado y Model, seleccione New Channel. Asigne al canal el nombre Client.

• Paso 02: Ahora, vamos a comunicarnos con el PLC usando Modbus TCP. Por favor proporcione la dirección IP para el PLC y la dirección del puerto.

note

If you are using Modbus RTU, there are various configurations to consider. To do that, you need to provide details such as the COM port, baud rate, etc. For more information on configuring both Modbus RTU and TCP protocols on N3uron, refer to the provided guide.

• Paso 03: Agregar un dispositivo: Cada canal puede tener uno o más dispositivos. Establece un nombre para el dispositivo y procede con la configuración. En este caso, el nombre del dispositivo es PLC.

• Paso 04: Hay algunas configuraciones que puedes ajustar a través de esta interfaz. Puedes encontrar más detalles en este enlace. Sin embargo, para este caso, las mantendremos como están.

Configuración de Etiquetas

• Paso 01: Ve a la WebUI, selecciona Config, y luego haz clic en Tag. En la sección Model, haz clic en el menú y elige New Tag. Nómbrala Q1. Normalmente Q se usa para indicar la bobina de salida.

• Paso 02: Luego necesitas hacer las siguientes configuraciones.
  • Source : Enabled/Yes
  • Module Type : ModbusClient
  • ModuleName: ModbusClient
  • Config: Device: Client/PLC
  • Modbus address: 008931
  • Data type: Boolean y Guardar.

note

It is advisable to refer to the PLC or device manufacturer's datasheet regarding Modbus addresses. There, you will find details about input, output, and holding addresses. According to these specifications, adjustments should be made in the Modbus address line in the tag configuration. For instance, if the manufacturer notates the output coil Q1 as 8193, the address should be configured as 008193. Similarly, if the network input is denoted as 1 and it is a coil type, the address should be set as 000001.

• Paso 03: Simulación en tiempo real

Una vez conectado al sistema, puedes ver el estado en tiempo real de las bobinas de salida y las bobinas de entrada.

note

Interaction with the PLC via the N3uron interface requires appropriate access permissions, including both read and write capabilities.

Crear una Instancia del Módulo MQTT Dentro de la Interfaz WebUI de N3uron

• Paso 01: En el panel de Navegación, selecciona Config.
• Paso 02: En el panel Explorador, selecciona Modules.
• Paso 03: Haz clic en el menú Model y selecciona New Module.

• Paso 04: La instancia puede recibir cualquier nombre, pero para el ejemplo, usaremos MQTT.
• Paso 05: Establece la propiedad Module Type como MqttClient. Deja el resto de las propiedades con sus valores predeterminados y haz clic en Save.

Configurar el Módulo MQTT de N3uron

• Paso 01: En el panel Explorador, selecciona la instancia MQTT que acabas de crear.

• Paso 02: Haz clic en el botón del menú Model y selecciona New Connection.

• Paso 03: Dale un nombre a la Nueva conexión. En este ejemplo, se ha nombrado MqttClient:

  • Destination broker : Custom
  • Authentication mode: Password
  • Username : Tu Nombre de Usuario del Broker
  • Password: Tu Contraseña del Broker
  • Protocol:MQTT
  • Broker URL:IP del broker Guarda las configuraciones

Suscribirse a un Tema Usando el Módulo MQTT de N3uron

• Paso 01: En el panel Model, haz clic derecho en la Conexión AWS, selecciona New Subscriber, y dale un nombre. En este ejemplo, simplemente usaremos Subscriber.

• Paso 02: Haz clic en él y añade un nombre en el campo Topic. En este ejemplo, hemos usado device/data.

note

For testing and hands-on experience, we have provided you with an Arduino code that can be run on XIAO. Additionally, you will need to input your own credentials into this code before uploading it.

• Paso 03: Establece las siguientes propiedades usando los valores mostrados a continuación, dejando el resto con sus valores predeterminados:

  • Qos: Qos 0.
  • Encoding: UTF8
  • Compression: None
  • Serialization: JSON
  • Data parser/Type: MqttClient JSON Y Guárdalo.

note

Here, we utilize a data parser configured for MQTTClient JSON format. The XIAO device publishes data to the broker in this format. If your device does not publish data in this specific format, you will need to identify the format it uses and create a custom JavaScript code snippet to handle the devices accordingly. For further guidance, please refer to the provided guidelines.

Crear una Etiqueta

• Paso 01: Dentro del panel Explorer, selecciona Tags.
• Paso 02: En el menú Model, haz clic derecho en el icono de carpeta, selecciona New Tag, y dale un nombre. En este ejemplo, usaremos test.

• Paso 03: En el panel Configuration, establece las siguientes propiedades usando los valores mostrados a continuación, dejando el resto con sus valores predeterminados:

  • Type: Number.
  • Source/Enabled: Yes
  • Module Type: MqttClient
  • Module name: MQTT
  • Config/Subscriber: MqttClient/Subscriber Haz clic en Save.

• Paso 04: Simulación en tiempo real Una vez conectado al sistema, puedes ver el estado en tiempo real de la salida del Broker MQTT.

Bonus : Publiquemos el Estado de la Fábrica con AWS

note

We have provided step-by-step instructions on how to connect an AWS cloud to your reTerminal DM device. If you are new to this wiki, please refer to this link.

• Paso 01: En el panel Explorador, selecciona la instancia MQTT que acabas de crear.
• Paso 02: Haz clic en el botón del menú Modelo y selecciona Nueva Conexión.
• Paso 03: Dale un nombre a la nueva conexión. En este ejemplo, se ha nombrado MqttPublisher.

• Paso 04: Configura las propiedades de la conexión:

  • A: Selecciona Amazon Web Services del menú desplegable Broker de Destino. El modo de autenticación será Certificado. También el Id de Cliente es N3uron en este ejemplo.
  • B: Carga el Certificado, Clave privada y certificado CA que descargaste y guardaste cuando creaste la Thing en la consola de IoT de AWS.
  • C: En la consola de IoT de AWS, en el menú de la izquierda, ve a Configuración y copia tu Endpoint de Datos del Dispositivo. Regresa a N3uron y pégalo en el campo URL del Broker.
  • D: Deja el resto de las propiedades con sus valores predeterminados y haz clic en Guardar.

• Paso 05: Dentro del panel Modelo, haz clic derecho en la Conexión MqttPublisher que acabas de configurar, selecciona Nuevo Publicador, y dale un nombre. En este ejemplo, simplemente usaremos AWS.

• Paso 06: Haz clic en él y agrega un nombre en el campo Tema. En este ejemplo, hemos usado N3uron.

• Paso 07: Haz clic en el botón Filtro de Etiquetas, selecciona Nuevo Filtro de Etiquetas, y cambia el nombre predeterminado. En este ejemplo hemos usado TagFilter. Deja Modo, Ruta y patrón Regex con sus valores predeterminados. Con esta configuración, cada etiqueta configurada en N3uron será publicada a nuestro Broker de AWS.

• Paso 08: Ve a la consola de IoT de AWS y en el menú de la izquierda, selecciona cliente de prueba MQTT. Haz clic en la pestaña Suscribirse a un tema, ingresa N3uron en el filtro de Tema para suscribirte a todo, y haz clic en Suscribirse.

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