Autor : Paulo Roberto Rangel Falcão Duque de Caxias RJ 23/09/2012.

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1 Autor : Paulo Roberto Rangel Falcão Duque de Caxias RJ 23/09/2012. Tutorial Comunicação ModBus RTU com Arduino e o Supervisório Elipse Scada Bom, apresento neste momento um pequeno Tutorial para efetuar a comunicação ModBus no Supervisório Scada com a plataforma de estudo Arduino. Neste artigo não é uma explicação do Software Elipse Scada e sim uma uma breve ajuda para que possamos efetuar a configuração do drive de comunicação ModBus RTU com o Elipse Sacada. Os Testes foram feito na plataforma Arduino Duemilanove 328 e do Software Elipse Scada Elipse Demo v2.29 build 126. O Software pode ser baixado no endereço: 1º Passo Será uma pequena explicação do protocolo ModBus RTU. Somente sendo abordado os holding register. 2ºPasso Será uma pequena explicação da modificação que eu efetuei no programa ModBus Slave. 3ºPasso Será uma pequena explicação do painel Principal do Software Scada Elipse. 4ºPasso configuração do drive Modbus. 5ºPasso inserindo objetos e tags.

2 Protocolo Modbus História Criado em 1979 para comunicação entre controladores da Modicon (Schneider).Especificação aberta desde o inicio,fácil operação e manutenção. Padrão de fato ao ser adotado por vários fornecedores. adotado em vários níveis de aplicações, inclusive sistemas de supervisão. Padrão do Protocolo Modbus O Padrão ModBus define um protocolo de Mensagem na camada de aplicação, posicionando no 7º nível do modelo de referência OSI que provê comunicação Cliente /Servidor entre dispositivos conectados a diferentes tipos de barramentos ou topologia de rede. Este padrão também especifica um protocolo de comunicação serial para requisições ModBus entre um mestre e um ou vários escravos. Protocolo Modbus em Linha Serial Na cama física os sistemas ModBus em linha seriais podem usar diferentes interfaces físicas (RS485,RS232 e etc). A interface RS485 de 2 fios(half Duplex) é a mais comum. No entanto, a interface RS485 de 4 fios(full Duplex) também pode ser implementada. A interface serial RS232 só pode ser utilizada quando uma comunicação ponto a ponto de curta distância. OBS: sobre a distância de comunicação da rede RS 232 depende do hadware,pois já estendi um cabo para esta comunicação a mais de 50 metros e o sistema funciona perfeitamente. Função ModBus Como a modificação da biblioteca ModBus Slave foi efetuada somente nos holding register então só abordarei este registrador neste tutorial. A Função 3 (Read Holdig Register) Efetua a leitura dos valores dos registradores de memória do endereço (40XXX ). dentro da biblioteca do ModBus Slave pode ser criado um valor considerado de registradores para serem atrelados a pinos do Arduino ou incorporados a variáveis para que o mestre possa ler seus valores, e assim podendo ser visualizado em um Display, Ou compartilhado para outros componentes da rede como: outra plataforma Arduino, CLP, IHM, Etc... MESTRE ESCRAVO1 ESCRAVO2 ESCRAVO3 ESCRAVO 4

3 ModBus Slave programa Modificado Na figura acima é mostrado como foi criados registradores. como está sendo utilizado os holding register foi endereçado com é especificado na norma ModBus. A figura acima será utilizado como uma tabela para endereçar quando estiver configurando os tag no Elipse. Os controladores universais industriais trabalham nesta mesma ordem cada registrador é atrelado há uma função. EX : SP: registrador 40001,PV Dados retirado do manual do controlador universal modelo CPM49 fabricado pela Contemp. Configuração serial const unsigned char SLAVE = 10; este parâmetro configura o endereço do escravo. const long BAUD = ; este parâmetro configura a velocidade de comunicação da porta serial. const char PARITY = 'n'; este parâmetro configura a pariedade da comunicação da porta serial. const char TXENPIN = 2; este parâmetro configura o pino que habilita e desabilita o CI MAX 485 quando está sendo usado o conversor 485/TTL.

4 Na figura acima mostra como que foi atrelado os pinos do Arduino com os registradores regs[mb_40000] = analogread(a0); neste registrador ele assume qualquer valor analógico que seja submetido ao pino A0. analogwrite(3,regs[mb_40006]); neste registrador ele enviará um valor para o PWM do pino 3 ou pode ler o valor do PWM quando for inserido anteriormente. OBS: a função analogwrite(). Assume valores de 0 á 255, então não será possível enviar valores maiores que 256. digitalwrite(2, regs[mb_40012]); neste registrador ele enviará um valor digital para o pino 2 ou recebera um valor inserido no pino 2. EX: acionamento de um relê ou leitura de um botão sem eu respectivo pino. Agora grave o programa Elipse_Modbus em eu Aduino para podermos configurar o Software Elipse Scada. Muito importante!!!!!!!! Os valores que são enviados para os registradores especialmente as entradas analógicas não foram acrecida de nenhuma função matemática para correção então será necessariíssimo inseri-las para calibração. Resumindo os valores são puramente o que será injetado na entada do respectivo pinos. Supervisório Elipse Scada A pois do software está devidamente instalado será necessário a verificação do drive Modbus.DLL em C:\Arquivos de programas\elipse SCADA\Drivers, normalmente são instalados com o software,mas é prudente verificar. Caso ocorra algum problema e o arquivo não esteja na pasta é possível baixar no site da empresa. A figura abaixo ilustra o descritivo.

5 Clik no ícone que foi criado no desktop para iniciar o programa. Apos o procedimento vai aparecer esta mensagem e clik e sim. para rodar o demo do software. Então aparecerá a janela do software,observe que praticamente todos os componentes da paleta estão apagados isso ocorre pois não existe nenhuma aplicação então deveremos criar uma nova aplicação,que veremos nos quadros abaixo.

6 Então Clik em arquivo menu,nova aplicação como mostra a figura abaixo. Vai aparecer uma caixa de dialogo para salvar o nome e a localização do aquivo, como mostra na figura abaixo.

7 Agora o ambiente de desenvolvimento está pronto para começamos efetuar as configurações. observe que apois a criação da aplicação todos os componentes da paleta estão ascesos. Adição do drive ModBus 1º passo é acessar o componente Organize onde se encontram os drives,tag,etc. 2ºpasso é dentro do da caixa de dialogo Organize clik em drive. 3ºpasso clik em novo para adicionar um novo drive. 4º passo apois de aberta uma nova caixa de dialogo será necessário localizar o drive: A localização do drive se encontra

8 pagina 4 no inicio do tutorial. 5ºabrir o drive. A figura abaixo inlustra pasta Organize apois a adição do Drive. Configuração do Drive 1ºpasso: Click em configurar. 2ºpasso: Em Propriedades do drive Click em avançado. 3ºpasso:marque a opção inicia drive quando carregar a aplicação e clik em OK: Se não fizer este procedimento o drive não carrega quando rodar a aplicação.

9 Continuação 1ºpasso: Click em extras. 2ºpasso: Em ModBus Functions é necessário efetua ar seguinte modificação Func.= 03, data= int 16 3ºpasso:No quadro ao lado onde serão feitas as modificações apois o preenchimento do quadro pressione ok pra efetuar as mudanças. OBS:desmarque Use Older Address. Abaixo é apresentado como deve ficar a configuração. OBS:desmarque Use Older Address.

10 Apois a configuração da função que será acessada será necessário configurar aporta serial do drive click na aba serial e efetue a configuração como mostra a figura abaixo: OBS:A (COM) que será utilizada é mesma que está sendo usada pela a IDE do Arduino. Os dados da comunicação Serial do programa ModBus Slave está sendo explicada na Pag. 3. Apois a configuração feche os Dialogos, Menos o do organize, pois no proximo passo será criado o tag pra poder testar a comunicação. 1ºpasso: Click em tag. 2ºpasso: Click em Novo tag

11 3ºpasso: Click em Tag Plc.É utilizado para trocar informações com os equipamentos de aquisição de dados (escrita e leitura). 4ºpasso: de um nome para o tag e a quantidade de tag que você deseja em seu projeto. E pressione a tecla Enter. 1ºpasso: podemos ver o tag que foi criado. A ideia de criar o nome do tag é esma de criar uma variavel.a escolha do nome é desejavel que seja sujestivo como estamos associando aos registradores do Arduino então não vou criar um tag( cachorro quente).então criei o tag REG_ Pois vai ser o registador que eu vou acessar no Arduino. 2ºpasso: Neta jnela podemos observar o nome do drive que estamos usando neste exemplo. 3ºpasso: nesta janela podemos observar os 5 canpos para configuração: N1,N2,N3 e Scan N1=Endereço do escravo no nosso caso é 10. N2= Função do drive que é função Holding Register 3 N3=Não usado. N4= Endereço do registrador no nosso casso é o que está atrelado a entrada analogica do Arduinno A0. Scan =. É o tempo que o drive leva para atualizar os seu dados esta setado para 1segundo. 4º passo: E onde poderemos testar a comunicação do Arduino com o Software Elipse Scada. Caso você tenha seguido todos os passos descritos acima, Nesta janela aparesentara o valor que poderá ser visualizado na figura abaixo apois precionar o botão ler.

12 Se ocorrer a resposta leitura OK. Significa que você segui os passos anteriores muito bem. Agora vamos adicionar um objeto na nossa aplicação. E adcionar um tag. Feche o dialogo Organize e vá na paleta de componentes e dê um o Click no componente Display e o arraste para o meio da tela como mostra a figura abaixo.

13 Dê um duplo Click no objeto Display. abrirá um dialogo chamado Propriedade do Display. 1ºpasso: Click na aba tag. 2ºpasso: Dê um duplçoclick em Aplicação e um duplo Click na pasta tag, e selecione o tag REG_ ºpasso:Prescione o botão Adicionar e pronto. Já adcionamos um tag para o Display. 4ºObserve que a mensagen que esta no centro do Display mudou como mostra na figura abaixo. Agora feche o dialogo do Display e preciona a tecal F10 do seu teclado para rodar a aplicação como pode ser vista na figura abaixo. Referencias; Manual do driver Modicon Modbus Tutorial Elipse Scada. Rede Modbus Eng. Marcelo Saraiva Coelho. Biblioteca Modbus Slave: André Sarmento Barbosa

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