Instrukcja obsługi CellBOX ModBUS RTU

Transkrypt

1 BIATEL S.A. Plac Piłsudskiego Warszawa Instrukcja obsługi CellBOX ModBUS RTU Białystok wersja 1.3 Opracował: mgr inż. Paweł Kozłowski BIATEL S.A. 1

2 1 Spis treści 1 Spis treści Historia dokumentu Wprowadzenie Budowa Urządzenia Porty Szeregowe urządzenia Praca diód w urządzeniu Przygotowanie urządzenia Wymagania Wstępna konfiguracja Konfiguracja kart SIM Praca w trybie automatycznego przełączania kart Praca na jednej karcie Konfiguracja protokołu do zdalnej transmisji Praca w trybie klienta TCP Praca w trybie serwera TCP Praca w UDP Zapis ustawień i próba połączenia zdalnego z urządzeniem Zapis ustawień Zdalne połączenie z urządzeniem TCP UDP Monitorowanie urządzeń podrzędnych Aktywacja alarmu Rejestry bitowe Rejestry bajtowe Dane alarmowe BIATEL S.A. 2

3 2 Historia dokumentu Data Wersja Autor Opis Paweł Kozłowski Utworzenie dokumentu Paweł Kozłowski Modyfikacja dokumentu, dostosowanie do nowej wersji konfiguratora Paweł Kozłowski Dodanie opsiu budowy urządzenia Paweł Kozłowski Zmiana nazwy wersji oprogramowania BIATEL S.A. 3

4 3 Wprowadzenie Dokument jest instrukcją użytkownia, pozwalającą bezproblemowo zaprogramować i używać urządzenie CellBOX ModBUS RTU. Na początku przedstawione są wymagania do prawidłowego uruchomienia urządzenia. Następnie opisany został sposób podłączenia i użytkowania urządzenia. BIATEL S.A. 4

5 4 Budowa Urządzenia 4.1 Porty Szeregowe urządzenia Urządzenie posiada cztery porty szeregowe RS232 przeznaczone do komunikacji z urządzeniami typu Slave, konfiguracji urządzenia oraz podglądu danych debugowych. Opis portów według obudowy Koncentrator GPRS CellBOX-U/4R: Port A służy do komunikacji konfiguratora z urządzeniem. Port B zarezerwowany do celów diagnostycznych urządzenia (podgląd danych debugowych) Port C nieużywany Port D służy do komunikacji urządzenia z urządzeniami Slave, jego ustawienia definiowane są w konfiguratorze. BIATEL S.A. 5

6 4.2 Praca diód w urządzeniu Urządzenie posiada na obudowie 5 diód: - żółtą - czerwoną nr1 (od strony port A) - czerwoną nr2 (przy porcie D) - czerwona nr3 (przy porcie C) - zieloną (odpowiedzialna za pracę modemu) Urządzenie zaczyna pracę od zalogowania się do sieci GPRS, w tym czasie żółta dioda świeci się, czerwona nr1 jest wyłączona, czerwona nr 2 jest włączona, czerwona nr3 jest wyłączona, zielona mruga. Jeżeli urządzeniu uda się zalogować, wtedy diody żółta i zielona mrugają, a czerwona nr1 jest wyłączona. W czasie, gdy urządzenie jest zalogowane do sieci GPRS i nie dochodzą do niego żadne dane, urządzenie co pewien czas sprawdza swoją aktywność w sieci (czas trwania około 5 sekund). W tym czasie żółta dioda jest zgaszona lub zapalona, dioda zielona mruga, dioda czerwona nr1 jest wyłączona. Urządzenie posiada funkcję wysyłania wiadomości SMS, w czasie gdy wysyłana jest wiadomość SMS, diody żółta i zielona są wyłączone, zaś czerwona nr1 jest zapalona. Jeżeli urządzenie pracuje tylko na baterii, diody żółta i zielona są wyłączone, zaś dioda czerwona nr1 mruga. Jeżeli urządzenie komunikuje się po porcie D z urządzeniami Slave, zgaszenie diody czerwonej nr2 oznacza, że została wysłana ramka do urządzenia Slave. Zapalenie diody czerwonej nr2 oznacza, że czas oczekiwania na ramkę minął. Jeżeli dioda czerwona nr2 znowu zgaśnie oznacza to, że urządzenie wysłało kolejną ramkę do urządzenia Slave. Jeżeli po wysłaniu ramki do urządzenia Slave (dioda czerwona nr2 zgaszona) mrugnie dioda czerwona nr3 oznacza, że urządzenie Slave odpowiedziało ramką. Jeżeli dioda czerwona nr3 nie mrugnie oznacza to, że urządzenie Slave nie odpowiedziało na wysłaną mu ramkę. BIATEL S.A. 6

7 5 Przygotowanie urządzenia 5.1 Wymagania Wymagania sprzętowe: CellBOX U4R zaprogramowany firmwarem do CellBOX a ModBUS RTU CellOS UxR ver. 4.39C May :33:38 oraz z wgraną konfiguracją domyślną Zasilacz Co najmniej jedną kartę SIM obsługującą wiadomości SMS i komunikację siecią GPRS Kabel RS232 Wymagania aplikacyjne: program CellBOX Modbus RTU Manager v1.3 Beta niezbędny do skonfigurowania własnych ustawień dla urządzenia.net Framework Version 1.1 Redistributable Package niezbędny do uruchomienia aplikacji ModBUS Manager. Pobrać go można ze strony BIATEL S.A. 7

8 5.2 Wstępna konfiguracja Szczegółowe informacje na temat obsługi aplikacji ModBUS Manager przedstawione są w dokumencie CellBOX- U4RS ModBUS_RTU_manager_v1.3_doc_v1.5.doc. Przed zamontowaniem w urządzeniu kart SIM, należy wcześniej skonfigurować odpowiednio urządzenie (zapisać np. kody PIN dla kart). W celu skonfigurowania należy połączyć się do portu szeregowego urządzenia, oznaczonego literą A, i uruchomić aplikację ModBUS Manager. Opis funkcjonalności poszczególnych przycisków Po uruchomieniu aplikacji ModBUS Manager, w celu nawiązania komunikacji z urządzeniem, należy wybrać opcję konfiguracji połączenia z urządzeniem (czwarty przycisk u góry z lewej strony okna aplikacji). BIATEL S.A. 8

9 Możliwe sposoby połączenia z urządzeniem Po wciśnięciu w/w przycisku rozwinie się lista możliwych połaczeń z urządzeniem. Użytkownik powinien wybrac opcję Serial Port, pozwalającą na połączenie za pomoca portu szeregowego. Na etapie wstępnej konfiguracji nie jest możliwe wybranie dwóch pozostałych opcji, ponieważ wymagają one konfiguracji kart SIM oraz ustawień odpowiednio dla protokołu TCP i UDP. Po wybraniu opcji Serial Port, pojawi się okienko zatytułowane Serial Connection. Pole ModBUS Address odpowiada za adres ModBUS urządzenia zgodnie z protokołem komunikacji ModBUS. Jeżeli próba połączenia się nie powiedzie, wartość pola ModBUS Address można ustawić na wartość Broadcast, urządzenie zawsze odpowie na ten adres. W okienku Serial Connection należy również wybrać numer portu szeregowego Serial Port, spod którego będziemy się łączyć do urządzenia. Po nawiązaniu połączenia z urządzeniem, w lewej dolnej części okna aplikacji pojawi się napis Opened. Informuje on, że połączenie zostało otwarte i aplikacja jest gotowa na współpracę z urządzeniem. Figure 1. Okno komunikatów Wstępna konfiguracja będzie obejmowała ustawienia dla kart SIM oraz połączeń zdalnych. BIATEL S.A. 9

10 Parametry wstępnej konfiguracji. W oknie aplikacji rozwinięte sa opcje do konfiguracji kart SIM oraz połączenia zdalnego. BIATEL S.A. 10

11 5.2.1 Konfiguracja kart SIM Urządzenie może pracować w trybie automatycznego przełączania kart, lub stale na tej samej karcie. Opcja SIM Mode Opcja SIM Priority Praca w trybie automatycznego przełączania kart Praca w trybie automatycznego przełączania kart wymaga dwóch kart SIM. Urządzenie zaczyna pracę na jednej z wybranych kart, a w razie problemów z siecią GPRS, przełącza się na drugą kartę. Sytuacja przełączania się pomiędzy kartami będzie się powtarzać, jeżeli wystąpią problemy z siecią GPRS. Tryb automatycznego przełączania kart wymaga ustawienia w opcji SIM Mode (rys.5) wartości Autmatic, a w opcji SIM Priority (rys.6) wartości SIM Card 1 lub SIM Card 2, w zależności, od której karty modem ma zacząć pracę. BIATEL S.A. 11

12 Praca na jednej karcie Praca na jednej karcie charakteryzuje się tym, że urządzenie, w razie problemów z siecią GPRS, powtarza proces logowania do GPRS na tej samej karcie. W urządzeniu tryb pracy na jednej karcie wymaga ustawienia w opcji SIM Mode (rys.5) wartości SIM Card 1 lub SIM Card 2, w zależności na której karcie urządzenie ma pracować. Opcja SIM Priority w tym trybie nie ma znaczenia. Po ustawieniu trybów pracy dla kart SIM, należy ustawić dla tych kart kody PIN, adresy serwerów APN, nazwy użytwkoników APN, hasła dostępu do APN oraz centrum zarzadzające wiadomościami SMS: Kod PIN (PIN Code) potrzebny jest do zalogowania się do sieci GSM. Kod to maksymalnie 8 cyfr. Nazwa serwera APN (APN Server) potrzebna jest do zalogowania się do sieci GPRS. Nazwa zawiera maksymalnie 30 znaków. Niektóre sieci GPRS wymagają autentykacji i potrzebna jest nazwa użytkownika i hasło. Sterownik obsługuje autentykację PAP oraz CHAP. Urządzenie automatycznie rozpoznaje typ autentykacji i podaje użytkownika i hasło tylko wtedy gdy jest to konieczne. o Parametr APN username to nazwa użytkownika. Nazwa użytkownika maksymalnie może mieć 11 znaków. o Parametr APN password to hasło dostępu. Hasło maksymalnie może mieć 11 znaków. Parametr SMS Center określa centrum zarzadzające wiadomościami SMS. Polscy operatorzy: o Era: o Orange: o Plus: BIATEL S.A. 12

13 5.2.2 Konfiguracja protokołu do zdalnej transmisji Na rysunku 4 widoczne są parametry z grupy GRPS Communication, które odopowiedzialne są za ustawienia transmisji GPRS. Parametr Protocol pozwala wybrać rodzaj protokołu TCP lub UDP. Parametr Protocol Parametr TCP Type pozwala wybrać tryb pracy protokołu TCP. Do wyboru jest możliwa praca w trybie klienta (Client) i serwera (Server). Parametr TCP Type Praca w trybie klienta TCP W tym trybie CellBOX wykonuje połączenie do wskazanego serwera. Po zestawieniu połączenia urządzenie jest gotowe do komunikacji protokołem ModBUS. W przypadku, gdy serwer nie odpowiada na próby nawiązania połączenia, CellBOX będzie próbować nawiązać łączność, co ok. 2 minuty. BIATEL S.A. 13

14 Parametr Source Port określa numer portu, z którego CellBOX będzie próbować nawiązać połączenie. Wartość portu powinna wynosić 0, by modem mógł połączyć się z dowolnego wolnego portu. Parametr Destination IP określa adres IP serwera, do którego CellBOX będzie próbować się łączyć, zaś Destination Port określa port, na którym serwer nasłuchuje Praca w trybie serwera TCP W tym trybie CellBOX oczekuje na połączenia przychodzące od klienta TCP. Urządzenie jest w stanie obsłużyć tylko jedno połączenie TCP. Po zestawieniu połączenia urządzenie jest gotowe do komunikacji protokołem ModBUS. Parametr Source Port to numer portu, na którym CellBOX oczekuje połączeń przychodzących. Parametr Destination Port to numer portu, z którego muszą przychodzić połączenia z serwera. Jeżeli CellBOX ma przyjmować połączenia z dowolnego portu należy ustawić tu wartość 0. Parametr Destination IP to adres serwera, który jest uprawniony do połączenia z urządzeniem CellBOX. Jeżeli CellBOX ma przyjmować połączenia z dowolnego adresu IP to należy ustawić tu wartość Praca w UDP Parametr Destination Port określa numer portu, z którego muszą przychodzić pakiety z serwera. Jeżeli CellBOX ma przyjmować pakiety z dowolnego portu należy ustawić tu wartość 0. BIATEL S.A. 14

15 Parametr Destination IP to adres serwera, który jest uprawniony do wysyłania pakietu do urządzenia CellBOX. Jeżeli CellBOX ma przyjmować pakiety z dowolnego adresu IP to należy ustawić tu wartość Figure 2. Parametry komunikacji protokołem UDP Parametr UDP Modbus Configuration określa grupę parametrów używanych w przypadku transmisji protokołem UDP z ramkami o adresie Modbus innym niż adres urządzenia lub podłączonych urządzeń Slave. Blocking Time określa czas, przez jaki będą interpretowane ramki tylko z określonego adresu IP, numeru portu i przyporządkowanemu mu adresowi Modbus. Mogą zostać zdefiniowane trzy rodzaje Hostów. Host określa konkretny adres Modbus, IP i port. W sytuacji, gdy do urządzenia dotrze ramka o adresie Modbus 20, urządzenie przełączy się wtedy w tryb UDP, który będzie tylko reagował na połączenia ze zdefiniowanego adresu IP i portu. Urządzenie wróci do normalnego trybu pracy, po czasie Blocking Time od ostatniej ramki wysłanej spod zdefiniowanego IP i portu. BIATEL S.A. 15

16 5.2.3 Zapis ustawień i próba połączenia zdalnego z urządzeniem Zapis ustawień Po wprowadzeniu zmian w aplikacji ModBUS Manager należy zapisać ustawienia do urządzenia i zrestartować je. Zapis ustawień do urządzenia odbywa się po wcisnięciu przycisku Write (siódmy przycisk u góry od lewej strony aplikacji) i wybraniu opcji Parameters. Po zapisaniu ustwień należy urządzenie zrestartować. Restart urządzenia można wykonać programowo (wciskająć przycisk Restart urządzenia, trzeci przycisk u góry od lewej strony aplikacji) lub sprzętowo (wyjmując na chwilę wtyczkę zasilania z urządzenia) Zdalne połączenie z urządzeniem Mająć skonfigurowane ustawienia dla połączeń zdalnych i kart SIM, możemy połączyć się do urządzenia zdalnie programem ModBUS Manager. Połączenie zdalne do urządzenia nie jest możliwe, gdy ustawiliśmy protokół TCP w trybie klient. W tym przypadku to urządzenie będzie próbowało połączyć się pod wskazany adres IP (Destination IP) i port (Destination Port). BIATEL S.A. 16

17 TCP Jeżeli ustawiliśmy protokół transmisji na TCP (Protocol) i tryb serwer (TCP Type), możemy połączyć się do urządzenia wciskająć przycisk Connect (czwarty od lewej strony aplikacji). Po wciśnięciu w/w przycisku rozwinie się lista możliwych połaczeń z urządzeniem. Użytkownik powinien wybrac opcję TCP, pozwalającą na połączenie za pomoca protokołu TCP. Ustawienia dla komunikacji protokołem TCP Po wybraniu opcji TCP, pojawi się okienko zatytułowane Network Connection. Pole ModBUS Address powinno mieć ustawioną wartość Broadcast (domyślną). W okienku Network Connection należy również wpisać adres IP karty (IP Address), jest to adres przypisany dla danej karty SIM, oraz numer portu (Port Number), jest to numer, który ustawiliśmy w opcji Source Port w czasie wstępnej konfiguracji. BIATEL S.A. 17

18 Po nawiązaniu połączenia z urządzeniem, w lewej dolnej części okna aplikacji pojawi się napis Opened, jak na rysunku 3. Informuje on, że połączenie zostało otwarte i aplikacja jest gotowa na współpracę z urządzeniem. Następnie możemy odczytać z urządzenia ustawienia używająć do tego przycisku Odczyt parametrów z urzadzenia (rys.1, czwarty przycisk u góry, od lewej strony) UDP Jeżeli ustawiliśmy protokół transmisji na UDP (Protocol), możemy połączyć się do urządzenia wybierając przycisk Connect (czwarty przycisk u góry od lewej strony okna aplikacji). Po wciśnięciu w/w przycisku rozwinie się lista możliwych połaczeń z urządzeniem. Użytkownik powinien wybrac opcję UDP, pozwalającą na połączenie za pomoca protokołu UDP. Ustawienia dla komunikacji protokołem UDP BIATEL S.A. 18

19 Po wybraniu opcji UDP, pojawi się okienko zatytułowane Network Connection. Pole ModBUS Address powinno mieć ustawioną wartość Broadcast (domyślną). W okienku Network Connection należy również wpisać adres IP karty (IP Address), jest to adres przypisany dla danej karty SIM, oraz numer portu (Port Number), jest to numer, który ustawiliśmy w opcji Source Port w czasie wstępnej konfiguracji. Po nawiązaniu połączenia z urządzeniem, w lewej dolnej części okna aplikacji pojawi się napis Opened. Informuje on, że połączenie zostało otwarte i aplikacja jest gotowa na współpracę z urządzeniem. Następnie możemy odczytać z urządzenia ustawienia używająć do tego przycisku Read (szósty przycisk u góry, od lewej strony okna aplikacji). BIATEL S.A. 19

20 6 Monitorowanie urządzeń podrzędnych Urządzenie CellBOX Modbus RTU służy do monitorowania urządzeń podrzędnych. Urządzenie ma możliwość ustawienia 64 alarmów, po 16 na każdy rodzaj rejestru modbus (coil, discrete, holding, input). Szczegóły dotyczące ustawień przedstawione są w dokumencie CellBOX- U4RS ModBUS_RTU_manager_v1.3_doc_v1.5 w rozdziale Rejestry monitorowania Gdy urządzenie startuje, na początku, pobiera wszystkie dane alarmowe z urządzenia. Dopiero po drugim odczycie sprawdza istnienie alarmu. BIATEL S.A. 20

21 BIATEL S.A. 21

22 6.1 Aktywacja alarmu Sprawdzanie danego alarmu jest aktywne, gdy pole Slave Address jest ustawione na wartość inną niż Disabled. BIATEL S.A. 22

23 6.2 Rejestry bitowe Parametry dla rejestrów bitowych (coils, discretes) podzielone są na grupy. Każda grupa może monitorować najwięcej 32 bity, zaczynając od adresu Data Address w urządzeniu. Każdy bit może być monitorowany oddzielnie na przejście ze stanu niksiego na wysoki ( Bit Mask Rising, z 0 na 1 ), bądź z wysokiego na niski ( Bit Mask Falling, z 1 na 0 ). BIATEL S.A. 23

24 6.3 Rejestry bajtowe Parametry dla rejestrów dwubajtowych czytane są w zależności od ustawionego typu liczbowego. W Data Type mamy do wybory typy 32 bitowe (Float, Int32, Uint32) oraz 16- bitowe (Int16, Uint16). Jeżeli wybierzemy typ 32-bitowy, spod adresu Data Address w urządzeniu pobrane zostaną 4 bajty danych. Jeżeli wybierzemy typ 16 bitowy, spod adresu Data Address w urządzeniu pobrane zostaną 2 bajty danych. BIATEL S.A. 24

25 6.4 Dane alarmowe W chwili wystąpienia alarmu, pobierane są dane na podstawie mapy modbus z urządzenia podrzędnego. Data Modbus Map Address określa adres rejestru z mapy modbus, zaś Register Modbus Map Quantity określa ilość rejestrów do pobrania. BIATEL S.A. 25