การเชื่อมต่อ LOGO! 8 ผ่าน Modbus/TCP โดยใช้ Node-RED

By Bee-Co 3 years ago

Question

Modbus/TCP เป็นโปรโตคอลที่ใช้กันแพร่หลายในหลายๆอุปกรณ์ ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อให้ดึงข้อมูลจากอุปกรณ์ หรือเขียนค่าไปยังอุปกรณ์ได้ โดยมีข้อมูลทั้งแบบเป็นค่า Discrete (0, 1) และค่าตัวเลข 16-bit ส่วนของค่าตัวเลขนั้นสามารถนำไปคำนวณเป็นข้อมูลชนิดต่างๆได้ เช่น จำนวนเต็ม จำนวนติดลบ จำนวนทศนิยม หรือตัวอักษร (ASCII Code) ในบทความนี้จะเป็นการเชื่อมต่อดึงค่า และเขียนค่าไปยัง LOGO! 8 ซึ่งเป็น Modbus Server (ฝั่งที่เก็บข้อมูล) โดยที่ให้ Node-RED เป็น Modbus Client (ฝั่งที่เขียน-อ่านข้อมูล)     การเปิดการเชื่อมต่อ Modbus/TCP Server บน LOGO! 8 LOGO! 8 รองรับทั้ง Modbus/TCP client และ server. ในกรณีนี้จะทำการตั้งค่า LOGO! 8 ให้เป็น Modbus/TCP server ซึ่งมีวิธีการดังนี้ เปิดโปรแกรม LOGO! Soft Comfort, เพิ่มอุปกรณ์ LOGO! 8 ที่ต้องการจะเชื่อมต่อ. คลิกขวาที่รูปสี่เหลี่ยมด้านล่างของสัญลักษณ์อุปกรณ์ เลือก “Add server connection…” และเลือก “Modbus Connection”   ถ้าไม่จำกัด IP address ของ Client ให้เลือก “Accept all connection request in server side” และคลิก “OK” พอร์ตของ Modbus บน LOGO! 8 จะขึ้นอยู่กับช่องการเชื่อมต่อที่เลือกซึ่งจะเริ่มจาก 502 ไปเรื่อยๆ   Modbus Connection จะเป็นสีเหลือง จากนั้นให้ดาวน์โหลดการตั้งค่าไปยังอุปกรณ์ โดยคลิกที่ PC -> LOGO! และใส่ IP address ของอุปกรณ์ LOGO! แล้วกด “OK”   การติดตั้ง Modbus/TCP Node ใน Node-RED ถ้ายังไม่ได้ติดตั้งโหนด Modbus ให้ไปที่ “Manage palette”   คลิกที่แท็บ “Install” และค้นหาคำว่า Modbus เมื่อพบแล้วให้คลิกปุ่ม “Install” ของโหนด “node-red-contrib-modbus”   รอจนมีข้อความแจ้งเตือน “Nodes added to palette” คือติดตั้งสำเร็จแล้ว     การอ่านค่า Digital Input จาก LOGO! 8 โดยใช้ Node-RED ลากโหนด “Modbus Read” มาวาง และคลิก 2 ครั้งเพื่อตั้งค่า เลือก “Add new modbus-client” ในช่อง server และคลิกไอคอนดินสอด้านหลังเพื่อเพิ่มการเชื่อมต่อใหม่   ใส่ข้อมูลเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ และกด “Add” Name            ชื่อของการเชื่อมต่อ Type              ประเภทของ Modbus ในที่นี้ใช้ TCP (RTU ใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม) Host              IP Address ของ Modbus server ซึ่งในที่นี้คือของ LOGO! 8 Port               ใส่พอร์ตที่เปิดไว้ที่ LOGO! 8 ในขั้นตอนก่อนหน้านี้ เช่น 502 Unit-ID          Device ID สำหรับ LOGO! 8 ให้เป็น 1   ใส่ address และ function code แล้วคลิก “Done” Name          ชื่อของโหนด FC               Function Code: Modbus/TCP มี 4 แบบคือ: 01: Coil Status = ค่า 0 หรือ 1, Read/Write, Address ขึ้นต้นด้วย 0 02: Input Status = ค่า 0 หรือ 1, Read only, Address ขึ้นต้นด้วย 1 03: Holding Register = ค่าเลข 16-bit, Read/Write, Address ขึ้นต้นด้วย 4 04: Input Register = ค่าเลข 16-bit, Read only, Address ขึ้นต้นด้วย 3 Address       Address ใน Node-RED จะเริ่มที่ 0 แต่ LOGO! 8 เริ่มจาก 1 จึงต้องลบ 1 ทุกครั้งที่นำ Address มาใช้ใน Node-RED อุปกรณ์ LOGO! 8 มี Modbus table มาให้อยู่ใน Settings > Modbus address space เช่น ข้อมูล “I” อยู่ที่ discrete input 1-24, จะได้เป็น I1 = 10001, I2 = 10002 ส่วนข้อมูล “Q” อยู่ที่ coil 8193-8212 จึงแปลได้เป็น Q1 = 08193, Q2 = 08194 เป็นต้น   Quantity       จำนวน Address ทั้งหมดที่ต้องการอ่านค่า (ต้องต่อเนื่องกัน) Poll Rate       ความถี่ในการอ่านค่า โดยเลือกตัวเลข และหน่วย   ลากโหนด “Debug” มาวาง และต่อสายไปยัง “Modbus Read” จากนั้นให้กด Deploy ซึ่งค่าที่อ่านได้จะอยู่ในรูปแบบของ array ในแถบ debug   ในกรณีที่ต้องการใช้เพียงแค่ 1 ค่า สามารถใช้โหนด “Change” ในการเปลี่ยนจาก array ให้เหลือค่าเดียวได้ โดยลากโหนด “Change” มาวางไว้ระหว่าง “Modbus Read” และ “Debug” เชื่อมต่อสายถึงกัน และคลิก 2 ครั้งเพื่อตั้งค่า ตั้งค่าให้ Set msg.payload เป็นpayload[0] เพื่อนำค่าที่ index ที่ 0 ใน array ออกมาค่าเดียว กด “Deploy” จะเห็นว่าในแถบ debug จะเหลือค่าแรกเพียงค่าเดียว ซึ่งค่านี้สามารถนำไปทำเงื่อนไขต่างๆต่อได้     การเขียนค่า Digital Input ไปยัง LOGO! 8 โดยใช้ Node-RED ลากโหนด inject มาวางจำนวน 2 โหนด และตั้งค่าให้โหนดแรกเป็นค่า Boolean “true” ในขณะที่อีกโหนดหนึ่งเป็นค่า Boolean “false”   ลากโหนด “Modbus Write” มาวาง และต่อสายจาก inject ทั้ง 2 โหนดมาเข้าโหนดนี้ คลิก 2 ครั้งเพื่อตั้งค่า ใส่ข้อมูล address, Function code และคลิก “Done” Name                        ชื่อของโหนด Unit-Id                       Device ID สำหรับ LOGO! 8 ให้เป็น 1 FC                             Function Code ที่ใช้สำหรับการเขียนค่า: FC 5 Force Single Coil                   เขียนค่า 0 หรือ 1 จำนวน 1 address FC 6 Preset Single Register           เขียนค่าเลข 16-bit จำนวน 1 address FC 15 Force Multiple Coils             เขียนค่า 0 หรือ 1 จำนวนมากกว่า 1 address FC 16 Preset Multiple Registers      เขียนค่าเลข 16-bit จำนวนมากกว่า 1 address Address                      Address ใน Node-RED จะเริ่มที่ 0 แต่ LOGO! 8 เริ่มจาก 1 จึงต้องลบ 1 ทุกครั้งที่นำ Address มาใช้ใน Quantity                     จำนวน Address ทั้งหมดที่ต้องการเขียนค่า และอยู่ติดกัน (สำหรับ FC 15 และ 16) Server                        เลือก connection เดียวกับ Modbus Read node   หลังจากกด Deploy แล้ว ให้ทดสอบกดปุ่มด้านหน้าโหนด inject ของทั้ง 2 โหนด ค่า Q3 บน LOGO! 8 จะเปลี่ยนตามที่กด   ส่วน Node เกี่ยวกับการอ่านค่า Modbus อื่นๆ เช่น Modbus Getter และ Modbus Flex Getter สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน แต่การใช้งานจะต่างกันในส่วนที่ Modbus Getter ต้องมี Trigger เป็น input เข้ามาจึงจะอ่านค่าแต่ละครั้ง Modbus Flex Getter สามารถรับ Unit Id, FC, start address และ quantity เป็น input ได้ node นี้จึงมีความยืดหยุ่นในการใช้งานมากกว่า และใช้ในกรณีที่ต้องอ่านค่ามากกว่า 10 nodes ต่อ 1 connection เนื่องจากสามารถควบคุมความถี่การรับส่งข้อมูลได้ทั้งหมด