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reComputer R1000 con Node-RED y Modbus TCP

Introducción​

Modbus es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en entornos industriales, conocido por su simplicidad y robustez. Modbus RTU (Remote Terminal Unit) es un protocolo de comunicación en serie que opera sobre las capas físicas RS-232 o RS-485. Utiliza una representación binaria compacta de los datos, lo que lo hace eficiente para la transmisión en largas distancias y en entornos ruidosos. Modbus TCP, por otro lado, extiende el protocolo a redes Ethernet, encapsulando tramas Modbus dentro de paquetes TCP/IP. Esto permite velocidades de comunicación más rápidas y la integración de Modbus con infraestructuras de TI modernas. Ambas versiones son favorecidas en entornos industriales por su fiabilidad, facilidad de implementación y capacidad para facilitar la comunicación entre una amplia variedad de dispositivos y sistemas, como PLCs, sensores y sistemas SCADA.

Primeros Pasos​

Antes de comenzar este proyecto, es posible que necesites preparar tu hardware y software con anticipación, como se describe aquí.

Preparación del Hardware​

reComputer R1000
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Dispositivos Compatibles con Modbus​

El reComputer R1000 es compatible con la comunicación Modbus con diversos dispositivos, incluidos PLCs, VFDs, HMIs, medidores de energía y sistemas BMS. En este caso, se utilizará el PLC Siemens LOGO, que admite los protocolos Modbus TCP/IP.

description: Aprende a integrar Modbus TCP con Node-RED en el reComputer R1000. Esta guía cubre la configuración del hardware, la configuración de dispositivos Modbus y la creación de flujos en Node-RED para una automatización y monitoreo industrial eficientes. title: reComputer R1000 con Node-RED y Modbus TCP keywords:

Introducción​

Modbus es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en entornos industriales, conocido por su simplicidad y robustez. Modbus RTU (Remote Terminal Unit) es un protocolo de comunicación en serie que opera sobre las capas físicas RS-232 o RS-485. Utiliza una representación binaria compacta de los datos, lo que lo hace eficiente para la transmisión en largas distancias y en entornos ruidosos. Modbus TCP, por otro lado, extiende el protocolo a redes Ethernet, encapsulando tramas Modbus dentro de paquetes TCP/IP. Esto permite velocidades de comunicación más rápidas y la integración de Modbus con infraestructuras de TI modernas. Ambas versiones son favorecidas en entornos industriales por su fiabilidad, facilidad de implementación y capacidad para facilitar la comunicación entre una amplia variedad de dispositivos y sistemas, como PLCs, sensores y sistemas SCADA.

Primeros Pasos​

Antes de comenzar este proyecto, es posible que necesites preparar tu hardware y software con anticipación, como se describe aquí.

Preparación del Hardware​

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Dispositivos Compatibles con Modbus​

El reComputer R1000 es compatible con la comunicación Modbus con diversos dispositivos, incluidos PLCs, VFDs, HMIs, medidores de energía y sistemas BMS. En este caso, se utilizará el PLC Siemens LOGO, que admite los protocolos Modbus TCP/IP.

Preparación del Software​

El reComputer R1000 viene con Raspberry Pi OS preinstalado. Si es la primera vez que inicias este dispositivo, consulta nuestra Guía de Inicio. También hemos preparado una Guía de Inicio en Node-RED, que se recomienda revisar antes de proceder.

Configurar los ajustes de Ethernet para Modbus TCP/IP​

Como el dominio de IP de tu PLC/dispositivo puede ser diferente de tu configuración inalámbrica, es posible que debas cambiar la configuración de IP manualmente. Para ello:

  • Paso 01: Ejecuta el siguiente comando si estás usando Bullseye:
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
  • Paso 02: Configura los ajustes del puerto Ethernet de acuerdo con la red de tu PLC/Dispositivo y establece prioridades utilizando el comando metric. Un valor más bajo en metric tiene mayor prioridad.
  • Paso 01: Si estás usando Bookworm OS, puedes utilizar la interfaz gráfica y hacer clic en el icono de red. En las opciones avanzadas, selecciona "Editar Conexiones".
  • Paso 02: Selecciona "Wired Connection 2" (ETH 1) y agrega la dirección, máscara de red y puerta de enlace en la configuración de IPv4.

Instalar el nodo Modbus​

Para instalar el nodo Modbus, sigue estos pasos:

Paso 1. Haz clic en el botón de Configuración (ícono de tres líneas) en la esquina superior derecha y selecciona Administrar paleta.

Paso 2. En la pestaña de instalación, usa la barra de búsqueda para encontrar el nodo Modbus.

Paso 3. Haz clic en Instalar.

Paso 4. Si aparece una advertencia, confirma la instalación.

Paso 5. Espera a que finalice la instalación. Una vez completada, el botón Instalar cambiará a Instalado.

Paso 6. Espera a que el proceso de instalación se complete. Una vez finalizado, el botón Instalar cambiará a Instalado.

Identificación de Direcciones Modbus​

Identificar correctamente las direcciones Modbus es un paso crucial. Se recomienda consultar la hoja de datos del fabricante del PLC o dispositivo para obtener información detallada sobre las direcciones Modbus, incluidos registros de entrada, salida y retención.

Basado en esta información, puedes ajustar la dirección Modbus en la configuración de etiquetas. Por ejemplo, si la hoja de datos enumera la bobina de salida Q1 como 8193, debes configurar la dirección como 8192 en Node-RED (disminuyendo en uno respecto a la dirección original). De manera similar, si una entrada de red está listada como 1 y es de tipo bobina, la dirección debe establecerse en 0 en Node-RED.

Configuración del Nodo Modbus-Write​

Paso 1. Arrastra y suelta el nodo Modbus-Write en el espacio de trabajo y luego haz doble clic en el nodo para abrir su configuración.

Paso 2. En la pestaña Servidor, edítala para agregar tu dispositivo ingresando los siguientes detalles:

  • Nombre: Nombre del Servidor
  • Tipo: TCP
  • Host: Dirección IP del servidor Modbus
  • Puerto: Dirección del puerto del servidor Modbus (típicamente 502)
  • Unit-ID: 255 (El Unit-ID se usa para identificar dispositivos individuales dentro de una red Modbus, especialmente cuando varios dispositivos comparten la misma línea de comunicación)

Paso 3. Asigna un nombre apropiado a tu nodo, por ejemplo, "Red IP 1". Para esta demostración, estás controlando una entrada de red en el programa del PLC.

Paso 4. Configura la opción FC en FC 5: Forzar una sola bobina.

Paso 5. Establece la dirección en 0 (ya que estamos dirigiendo la entrada 0).

Paso 6. Usando el nodo inject, podemos inyectar valores booleanos. Aquí, utilizaremos un par de nodos inject para ese propósito.

Los pasos generales se pueden demostrar de la siguiente manera:

Configuración del Nodo Modbus-Read​

Paso 1. Arrastra y suelta el nodo Modbus-Read en el flujo. Puedes encontrar este nodo en la pestaña Modbus de tu paleta.

Paso 2. Haz doble clic en el nodo Modbus-Read para abrir su configuración.

Paso 3. Configura los siguientes parámetros:

  • Nombre: Asigna un nombre apropiado, como "LeerSalidas".
  • Valor FC: Cambia el valor FC a FC 5: Leer Estado de Bobina.
  • Dirección: Establece la dirección en 8192 (según la hoja de datos del fabricante).
  • Cantidad: Ajusta la cantidad a 4, en este caso hay 4 salidas digitales.
  • Tasa de sondeo: Ajusta la tasa de sondeo a un valor adecuado según las necesidades de tu aplicación.
  • Servidor: Configura el servidor como "MiPLC" (configurado en el ejemplo anterior).

Configuración del Nodo Modbus-Response​

El nodo Modbus-Response se utiliza para mostrar la respuesta de un nodo Modbus Read/Write.

Paso 1. Arrastra y suelta el nodo Modbus-Response en el flujo.

Paso 2. Conéctalo con el nodo Modbus Read. La respuesta mostrará un array de números debajo del nodo Modbus-Response. Estos números representan el conteo de cada salida digital.

Paso 3. Arrastra y suelta un Nodo Debug para propósitos de inspección. Luego, conéctalo con el nodo Modbus Read.

Siguiendo estos pasos, puedes leer y mostrar los valores de registros/bobinas desde tu dispositivo Modbus TCP de manera efectiva.

Los pasos generales se pueden demostrar de la siguiente manera.

Soporte Técnico y Discusión de Productos​

¡Gracias por elegir nuestros productos! Estamos aquí para brindarte diferentes opciones de soporte y garantizar que tu experiencia con nuestros productos sea lo más fluida posible. Ofrecemos varios canales de comunicación para adaptarnos a distintas preferencias y necesidades.

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