Função do gateway Modbus

Apresentação

O Panel Server implementa uma função de gateway Modbus. Pode servir pedidos recebidos de clientes Modbus TCP/IP ligados a montante para que cada cliente possa aceder aos dados simultaneamente a partir de dispositivos a jusante, ligados através de:

Rede sem fios IEEE 802.15.4 (dependendo do modelo)
ou rede com fios Modbus-SL (modelos Universal e Advanced)

O número máximo de dispositivos Modbus TCP/IP ligados a um Panel Server é 128 e inclui dispositivos fisicamente ligados ao Panel Server e a qualquer tipo de dispositivos ligados a um gateway subordinado. Para obter mais informações, consulte Configuração máxima.

O protocolo Modbus troca informações utilizando um mecanismo de pedido-resposta entre um cliente (anteriormente principal) e um servidor (anteriormente subordinado). O princípio de cliente-servidor é um modelo para um protocolo de comunicação no qual um dispositivo (o cliente) controla um ou mais dispositivos (os servidores). O ID de cliente Modbus era conhecido anteriormente como Principal e o ID de servidor Modbus era conhecido anteriormente como Subordinado.

Disponibilidade

Esta função está disponível em Panel Server Entry, Universal, e Advanced.

Função do gateway Modbus

O Panel Server implementa os respetivos registos Modbus que estão disponíveis no ID da unidade 255 para fornecer as suas informações de identificação. A tabela de registo do Panel Server está descrita em DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server - Modbus File.

O Panel Server funciona como um Modbus-SL transparente para o gateway Modbus TCP/IP. Converte os pedidos de Modbus TCP/IP recebidos no ID da unidade XX nos pedidos de Modbus-SL enviados no ID de servidor X. Em seguida, as respostas obtidas dos dispositivos a jusante são encaminhadas a montante para o cliente Modbus TCP/IP.

Por predefinição, o gateway Modbus utiliza o ID da unidade no pedido Modbus TCP/IP como ID da unidade/ID do servidor do dispositivo Modbus-SL físico.

Para dispositivos Modbus TCP/IP, quando efetuar a colocação em funcionamento, é adicionado um ID de servidor virtual a um dispositivo Modbus TCP/IP para permitir acesso em caso de topologia separada ou para ativar a funcionalidade da proxy Modbus TCP.

O Panel Server implementa um conjunto de tabelas de registo Modbus virtual por dispositivo sem fios IEEE 802.15.4. Sempre que um novo dispositivo sem fios é emparelhado ao Panel Server, é atribuído automaticamente ao dispositivo um ID de servidor Modbus virtual. O primeiro dispositivo sem fios emparelhado é atribuído ao ID do servidor virtual 100. Cada dispositivo sem fios subsequente obtém o ID virtual seguinte, que é incrementado automaticamente sempre que um novo dispositivo é emparelhado. Para obter informações detalhadas sobre os registos dos dispositivos sem fios suportados, consulte DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server - Modbus File.

Para evitar conflitos entre os ID do servidor dos dispositivos Modbus-SL físicos e os ID do servidor virtual dos dispositivos sem fios, é possível atualizar o ID do servidor virtual através das páginas Web EcoStruxure Power Commission ou Panel Server (selecione Definições > Dispositivos sem fios e, em seguida, escolha um dispositivo ligado e altere o valor em Modbus virtual > ID do servidor virtual).

NOTA: A função de gateway Modbus não deve ser confundida com um gateway de rede ou um router. O Panel Server não efetua encaminhamento e não reencaminhamento na camada de rede (IP).

Definições de ID de unidade Modbus/ID de servidor e ID de servidor virtual

Para permitir que um cliente Modbus TCP/IP externo aceda a um dispositivo ligado ao Panel Server, cada dispositivo deve ter um ID exclusivo com o nome de ID exclusivo chamado de ID de servidor virtual.

O ID de servidor virtual é atribuído automaticamente:

quando um dispositivo sem fios está ligado ao Panel Server.
sempre que um dispositivo é criado e associado a um ID de unidade de dispositivo/ID de servidor.

O ID de unidade/servidor é:

a ID da unidade configurada de qualquer dispositivo ligado à porta série RS485,
o ID da unidade configurada de um dispositivo TCP/IP Modbus ligado ou
o ID da unidade utilizado por um gateway Modbus TCP/IP que liga um dispositivo a uma rede Ethernet.

O Panel Serverutiliza as seguintes regras para atribuir o ID de servidor virtual quando um dispositivo a jusante é detetado ou adicionado:

Para dispositivos Modbus-SL, se o ID do servidor físico/unidade (também conhecido como endereço Modbus) ainda não for utilizado como ID de servidor virtual por outro dispositivo, será atribuído como ID de servidor virtual. Caso contrário, será atribuído o primeiro ID de servidor virtual disponível no intervalo 1 - 254 a partir do ID de servidor virtual 1.
Para dispositivos sem fios, será fornecido o primeiro ID de servidor virtual disponível no intervalo 1 a 254 a partir do ID de servidor virtual 100.
Para dispositivos Modbus TCP/IP, o primeiro ID de servidor virtual disponível no intervalo entre 1 e 254 será fornecido a partir do ID de servidor virtual 200.

IMPORTANTE: Recomenda-se que defina o endereço físico Modbus dos dispositivos Modbus-SL no intervalo 1 a 99.

De acordo com esta recomendação, na maioria das configurações com menos de 100 dispositivos Modbus-SL, menos de 100 dispositivos sem fios e menos de 48 dispositivos Modbus TCP/IP, o ID de servidor virtual é fornecido automaticamente da seguinte forma:

Os dispositivos Modbus-SL terão um ID de servidor físico atribuído como ID de servidor virtual no intervalo 1 a 99.
O ID de servidor virtual dos dispositivos sem fios situa-se no intervalo de 100 a 199.
O ID de servidor virtual dos dispositivos Modbus TCP/IP situa-se no intervalo de 200 a 254.

O ID do servidor virtual pode ser alterado utilizando o software EcoStruxure Power Commission ou nas páginas Web do Panel Server (consulte Definições deDeteção Modbus). O ID de servidor virtual deve ser exclusivo.

O software EcoStruxure Power Commission e as páginas Web do Panel Server fornecem as seguintes informações para cada dispositivo (consulte adição de dispositivos Modbus):

ID de servidor virtual
Ligação:
- ID da unidade/ID do servidor para dispositivos Modbus-SL
- Endereço IP para dispositivos remotos e ID da unidade/ID do servidor para dispositivos Modbus TCP/IP
- RFID para dispositivos sem fios
Tipo de dispositivo conforme definido nas definições do dispositivo

Para obter informações sobre como gerir o conflito de ID de servidor virtual, consulte Exemplo de conflito e resolução de ID de servidor Modbus.

Para obter exemplos sobre como utilizar o ID de servidor virtual para aceder a dados em dispositivos a jusante de acordo com a arquitetura de comunicação, consulte Exemplos de encaminhamento Modbus.

Ativação do serviço Modbus TCP/IP

Para ajudar a reforçar a segurança do acesso aos dados e evitarreverse acesso malicioso aos dados do dispositivo a partir de uma ligação a montante, o servidor Modbus TCP/IP pode ser ativado/desativado por interface (ETH1/ETH2 (não se aplica ao modelo Entry)/Wi-Fi) nas páginas Web do Panel Server em Definições > Comunicação de rede > Serviços > Ativação do serviço

Não desative o serviço Modbus na porta ETH1, ETH2 ou Wi-Fi, se a interface for utilizada para ligar o software EcoStruxure Power Commission ou um software de monitorização, como o SCADA.

Exemplos de casos típicos de arquiteturas para as quais o serviço Modbus TCP/IP está desativado para a ligação a montante:

Arquitetura	Configuração do serviço Modbus TCP/IP
Panel Server ligado a páginas Web do Panel Server e aos dispositivos Modbus e sem fios	Para permitir o acesso apenas à aplicação a montante (por exemplo, um Web browser), é recomendável desativar o serviço Modbus nas portas Ethernet e Wi-Fi. Isto evita o acesso malicioso aos dispositivos a jusante.
Panel Server ligado à nuvem e no modo Separado aos dispositivos Modbus e sem fios	Quando a rede Ethernet é configurada no modo Separado, é recomendável: Desative o serviço Modbus na porta Panel Server ETH1 para evitar o acesso malicioso aos dados dos dispositivos a jusante. Ative o serviço Modbus na porta Panel Server ETH2 para permitir a aquisição de dados dos dispositivos a jusante apenas se quiser ligar um cliente Modbus TCP/IP em ETH2 ao software EcoStruxure Power Commission.

Arquitetura

Configuração do serviço Modbus TCP/IP

Panel Server ligado a páginas Web do Panel Server e aos dispositivos Modbus e sem fios

Para permitir o acesso apenas à aplicação a montante (por exemplo, um Web browser), é recomendável desativar o serviço Modbus nas portas Ethernet e Wi-Fi. Isto evita o acesso malicioso aos dispositivos a jusante.

Panel Server ligado à nuvem e no modo Separado aos dispositivos Modbus e sem fios

Quando a rede Ethernet é configurada no modo Separado, é recomendável:

Desative o serviço Modbus na porta Panel Server ETH1 para evitar o acesso malicioso aos dados dos dispositivos a jusante.
Ative o serviço Modbus na porta Panel Server ETH2 para permitir a aquisição de dados dos dispositivos a jusante apenas se quiser ligar um cliente Modbus TCP/IP em ETH2 ao software EcoStruxure Power Commission.

Conflito e resolução de ID do servidor Modbus

Com o mecanismo de deteção e adição indicado acima, o Panel Server atribui sempre um servidor virtual único e disponível a todos os dispositivos.

No entanto, é possível atribuir o mesmo ID de servidor virtual a dois dispositivos ao efetuar a colocação em funcionamento.

Para resolver esta situação, atualize o ID de servidor virtual num dos dois dispositivos para um ID de servidor disponível.

Exemplo de conflito e resolução de ID do servidor Modbus

No exemplo seguinte, o Panel Server é utilizado como um gateway com os seguintes dispositivos instalados no quadro de distribuição:

Um medidor de potência PM3250 que comunique através do Modbus-SL e configurado com o ID de servidor 100
Um PowerTag Energy

Considere a seguinte sequência que irá gerar um conflito e veja como resolvê-lo:

Ligue o Medidor de potência PM3250 configurado com o ID de servidor 100 na porta de comunicação Modbus RS485 no Panel Server.
Ligue o Panel Server.
A partir da ferramenta de monitorização ligada a montante, pode aceder aos registos Modbus de PM3250 enviando pedidos TCP/IP Modbus para o ID de unidade 100 do servidor Modbus Panel Server.
A partir do software EcoStruxure Power Commission, detete o Panel Server e aceda à página inicial do Panel Server sem efetuar uma deteção de dispositivos Modbus-SL. A partir do cartão de deteção de dispositivos sem fios, inicie pela primeira vez uma deteção de dispositivos sem fios. O sensor PowerTag Energy é detetado e emparelhado com o Panel Server.

Resultado: O sensor PowerTag Energy é atribuído automaticamente a um ID de servidor virtual equivalente a 100. Uma vez que se trata do mesmo ID do PM3250, existe um conflito.
Se enviar pedidos de Modbus TCP/IP para o ID de unidade ID 100 do servidor Modbus do Panel Server:
- Os registos virtuais do PowerTag Energy estarão disponíveis.
- Já não pode enviar mais pedidos ao Medidor de potência PM3250.
- O Medidor de potência PM3250 está agora dissimulado pelo dispositivo virtual.
Para resolver esta situação, tem de atualizar o ID de servidor virtual para qualquer valor que escolha, exceto 100. Isto pode ser efetuado a partir da configuração do dispositivo sem fio utilizando o software EcoStruxure Power Commission.

Proxy Modbus TCP/IP

O Panel Server pode atuar como um proxy Modbus TCP para um dispositivo Modbus TCP/IP ligado ao Panel Server. Esta função pode ser utilizada para ligar vários dispositivos em simultâneo a um dispositivo TCP/IP que oferece uma única ligação TCP/IP.

Com esta função, o sistema de comunicação a montante estabelece o número de ligações TCP/IP exigidas pelo Panel Server. Isto é efetuado utilizando o ID de servidor virtual do dispositivo TCP/IP Modbus gerido pelo Panel Server. O Panel Server estabelece uma única ligação ao dispositivo Modbus TCP/IP a jusante.

Para obter mais informações sobre o encaminhamento Modbus e a atribuição de ID de servidor Modbus virtual, consulte Exemplos de encaminhamento Modbus.