reTerminal DM con Nodo 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 serial que opera sobre capas físicas RS-232 o RS-485. Utiliza una representación compacta y binaria de los datos, lo que lo hace eficiente para la transmisión a largas distancias y en entornos ruidosos. Modbus TCP, por otro lado, extiende el protocolo a redes Ethernet, encapsulando los tramas de Modbus en paquetes TCP/IP. Esto permite velocidades de comunicación más rápidas y la integración de Modbus con infraestructura de IT moderna. 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, tales como PLCs, sensores y sistemas SCADA.

Empezando

Antes de comenzar este proyecto, es posible que debas preparar tu hardware y software con antelación, como se describe a continuación.

Hardware

reTerminal DM
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Dispositivos compatibles con Modbus

El reTerminal DM es compatible con la comunicación Modbus con diversos dispositivos, incluidos PLCs, VFDs, HMIs, medidores de energía y sistemas BMS. En este caso, se utilizará un PLC Siemens LOGO, el cual soporta protocolos Modbus TCP/IP. Conecta el reTerminal DM mediante un puerto Ethernet a un dispositivo habilitado para Modbus TCP.

Preparación del Software

Se recomienda consultar la Guía de Primeros Pasos con Node-RED antes de continuar con esta wiki.

Configurar la configuración de Ethernet para Modbus TCP/IP

Dado que el dominio IP de tu PLC/dispositivo es diferente al de tu red inalámbrica, es posible que debas cambiar manualmente la configuración de IP. Para ello:

• Paso 01: Ejecuta el siguiente comando:

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

• Paso 02: Configura los ajustes del puerto Ethernet de acuerdo con el dominio de red de tu PLC/dispositivo y establece prioridades utilizando el comando metric. La métrica más baja tiene la mayor prioridad.

Instalar el Nodo Modbus

Para instalar el nodo Modbus, sigue estos pasos:

Paso 1. Haz clic en el botón Settings, indicado por un icono de tres rayas, ubicado en la esquina superior derecha, y selecciona Manage palette.

Paso 2. En la pestaña de la paleta, dirígete a la pestaña Install.

Paso 3. Utiliza la barra de búsqueda para encontrar el nodo Modbus.

Paso 4. Haz clic en el botón Install junto al nodo.

Paso 5. Si se te solicita, haz clic en el botón Install en la ventana emergente de advertencia para confirmar la instalación.

Paso 6. Espera a que finalice el proceso de instalación. Una vez completado, el botón Install cambiará a Installed.

Identificación de Direcciones Modbus

Identificar las direcciones Modbus correctas 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 de retención.

Según esta información, puedes ajustar la dirección Modbus en la configuración de etiquetas. Por ejemplo, si la hoja de datos indica que la bobina de salida Q1 es 8193, deberás configurar la dirección como 8192 en Node-RED (restando uno a la dirección original). De igual forma, si una entrada de red se indica como 1 y es de tipo bobina, la dirección se debe establecer en 0 en Node-RED.

Configuración del Nodo Modbus-Write

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

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

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

Paso 3. Asigna un nombre apropiado al nodo, por ejemplo, "Network IP 1". En este demo, se controla una entrada de red en el programa PLC.

Paso 4. Establece la opción FC en FC 5: Force Single Coil.

Paso 5. Configura la dirección en 0 (ya que se está direccionando la entrada 0).

Paso 6. Con un nodo inject, se pueden inyectar valores booleanos. Para este demo, se utilizarán 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. Lo encontrarás 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: Asígnale un nombre apropiado, por ejemplo, "ReadOutputs".
• FC value: Cambia el valor FC a FC 5: Read Coil Status.
• Dirección: Establece la dirección en 8192 (según la hoja de datos del fabricante).
• Cantidad: Establece la cantidad en 4, en este caso, hay 4 salidas digitales.
• Frecuencia de sondeo (Poll Rate): Cambia la frecuencia de sondeo a un valor adecuado para tu aplicación.
• Servidor: Selecciona el servidor "MyPLC" (configurado en el ejemplo anterior).

Configuración del Nodo Modbus-Response

El nodo Modbus-Response se utiliza para mostrar la respuesta de un nodo de lectura/escritura Modbus.

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

Paso 2. Conéctalo al nodo Modbus-Read. La respuesta mostrará un arreglo de números bajo el nodo Modbus-Response. Estos números representan el estado de cada salida digital.

Paso 3. Arrastra y suelta un nodo Debug para fines de inspección y conéctalo al nodo Modbus-Read.

Siguiendo estos pasos, podrás leer y mostrar los valores de registros/bobinas de tu dispositivo Modbus TCP de manera eficiente.

Los pasos generales se pueden demostrar de la siguiente manera:

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