DOCA0172RU-09

Функция шлюза Modbus

Описание

В EcoStruxure Panel Server реализована функция шлюза Modbus. Он может обслуживать запросы от клиентов Modbus TCP/IP, подключенных к вышестоящему устройству, обеспечивая для каждого клиента доступ к данным одновременно от нижестоящих устройств, подключенных через беспроводную сеть IEEE 802.15.4 или проводную сеть Modbus-SL (модели Universal и Advanced ). Максимальное число устройств Modbus TCP/IP, подключенных к одному Panel Server , составляет 128 и включает устройства, физически подключенные к Panel Server , и любые устройства, подключенные к дочернему шлюзу.

Протокол Modbus осуществляет обмен информацией с использованием механизма «запрос–ответ» между главным (клиент) и подчиненным (сервер) устройствами. Принцип главного–подчиненного устройств — это тип протокола связи, в котором одно устройство (главное) управляет одним или несколькими устройствами (подчиненными). Идентификатор клиента Modbus ранее именовался Master, а идентификатор сервера Modbus именовался Slave.

Доступность

Данная функция доступна в Panel Server Entry , Universal и Advanced . Ограничения зависят от модели.

Функция шлюза Modbus

В Panel Server реализованы собственные регистры Modbus, доступные в блоке с идентификатором 255, которые предоставляют собственную идентификационную информацию. По этой причине, в Panel Server предусмотрена таблица собственных регистров (см. DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server  - Modbus File ).

Panel Server действует как прозрачный шлюз Modbus-SL, передающий запросы на TCP/IP Modbus. Он преобразует запросы Modbus TCP/IP, полученные по идентификатору прибора X к запросам Modbus-SL, отправленным по идентификатору сервера X. Затем ответы, полученные от нисходящих устройств, направляются в восходящем направлении клиенту Modbus TCP/IP.

По умолчанию в исходном состоянии для шлюза Modbus используется идентификатор блока в запросе Modbus TCP/IP в качестве идентификатора блока/сервера физического устройства Modbus-SL.

Для устройств Modbus TCP/IP при вводе в эксплуатацию к такому устройству добавляется виртуальный идентификатор сервера, обеспечивающий доступ в случае раздельной топологии или активацию прокси-функции Modbus TCP.

В Panel Server реализован набор таблиц виртуальных регистров Modbus для каждого сопряженного беспроводного устройства IEEE 802.15.4. При подключении каждого нового беспроводного устройства к Panel Server этому устройству автоматически назначается виртуальный идентификатор сервера Modbus. Первому сопряженному беспроводному устройству назначается идентификатор виртуального сервера 100. Каждое последующее беспроводное устройство получает следующий виртуальный идентификатор, который при сопряжении каждого нового устройства автоматически увеличивается на один. Подробную информацию о регистрах поддерживаемых беспроводных устройств см. в электронной таблице DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server  - Modbus File .

Во избежание конфликтов между идентификаторами серверов физических устройств Modbus-SL и идентификаторами виртуальных серверов беспроводных устройств, можно обновлять идентификаторы виртуальных серверов с помощью программного обеспечения EcoStruxure Power Commission или через веб-страницы Panel Server (перейдите на вкладку Settings > (Настройки)Wireless devices (Беспроводныеустройства) , затем выберите одно подключенное устройство и измените значение в Modbus virtual > (Виртуальнаяшина Modbus) Virtual server ID (Идентификаторвиртуальногосервера)).

Примечание: Функцию шлюза Modbus не следует путать с сетевым шлюзом или маршрутизатором. Panel Server не выполняет маршрутизацию и пересылку данных на уровне сети (IP).

Определения идентификатора устройства Modbus / идентификатора сервера и идентификатора виртуального сервера

Для того чтобы внешний клиент Modbus TCP/IP мог получить доступ к устройству, подключенному к Panel Server , каждое устройство должно иметь уникальный идентификатор, который именуется идентификатор виртуального сервера.

Идентификатор виртуального сервера назначается автоматически:

  • при подключении беспроводного устройства к Panel Server ;

  • каждый раз при создании и связывании устройства с идентификатором блока / идентификатором сервера.

Идентификатор блока / идентификатор сервера является:

  • сконфигурированным идентификатором блока, подключенного к последовательному порту RS485;

  • сконфигурированным идентификатором блока, подключенного к Modbus TCP/IP; или

  • идентификатором блока, используемым шлюзом Modbus TCP/IP, который связывает устройство с сетью Ethernet.

При выявлении или добавлении нижестоящего устройства Panel Server использует следующие правила для назначения идентификатора виртуального сервера:

  • для устройств Modbus-SL, если идентификатор физического сервера /идентификатор блока (также известный как адрес Modbus) не используется другим устройством в качестве идентификатора виртуального сервера, он назначается как идентификатор виртуального сервера. В противном случае назначается первый доступный идентификатор виртуального сервера в диапазоне 1—247, начиная с идентификатора виртуального сервера 1;

  • для беспроводных устройств первый доступный идентификатор виртуального сервера в диапазоне 1—247 устанавливается, начиная с идентификатора виртуального сервера 100;

  • для устройств TCP/IP первый доступный идентификатор виртуального сервера в диапазоне 1—247 устанавливается, начиная с идентификатора виртуального сервера 200.

ВАЖНЫЙ: Рекомендуется устанавливать физический адрес Modbus для устройств Modbus-SL в диапазоне 1—99.

В соответствии с этой рекомендацией, в большинстве конфигураций, в которых предусмотрено менее 100 устройств Modbus-SL, менее 100 беспроводных устройств и менее 48 устройств Modbus TCP/IP, идентификатор виртуального сервера устанавливается автоматически следующим образом:

  • устройствам Modbus-SL идентификатор физического сервера назначается как идентификатор виртуального сервера в диапазоне 1—99;

  • идентификатор виртуального сервера беспроводных устройств находится в диапазоне 100—199;

  • идентификатор виртуального сервера устройств Modbus TCP/IP находится в диапазоне 200—247.

Идентификатор виртуального сервера можно изменить с помощью программного обеспечения EcoStruxure Power Commission или на веб-страницах Panel Server (см. настройки «Обнаружение Modbus» ). Идентификатор виртуального сервера должен быть уникальным.

В программном обеспечении EcoStruxure Power Commission и на веб-страницах Panel Server представлена следующая информация для каждого устройства (см. раздел «Добавление устройств Modbus»):

  • идентификатор виртуального сервера;

  • соединение:

    • идентификатор блока/сервера для устройств Modbus-SL;

    • IP-адрес удаленных устройств и идентификатор блока/сервера для устройств Modbus TCP/IP;

    • RFID-метка для беспроводных устройств;

  • тип устройства, определенный в настройках устройства.

Для получения информации об управлении конфликтом идентификатора виртуального сервера см. раздел «Пример конфликта идентификатора сервера Modbus и его разрешение».

Примеры использования идентификатора виртуального сервера для доступа к данным на нижестоящих устройствах в зависимости от архитектуры связи см. в разделе «Примеры маршрутизации Modbus».

Активация сервисной службы Modbus TCP/IP

Для усиления безопасности доступа к данным и предотвращения злонамеренного доступа к данным устройства из вышестоящего соединения, сервер Modbus TCP/IP может быть включен/отключен для каждого интерфейса (ETH1/ETH2 (не на модели Entry )/Wi-Fi) на веб-страницах Panel Server в разделе Настройки > Сетевое соединение > Службы > Активация службы .

Не отключайте службу Modbus на порту ETH1, ETH2 или Wi-Fi, если интерфейс используется для подключения программного обеспечения EcoStruxure Power Commission или программного обеспечения для мониторинга, такого как SCADA.

Примеры типичных случаев, когда для вышестоящего подключения отключена служба Modbus TCP/IP:

Архитектура

Конфигурация службы Modbus TCP/IP

Panel Server подключен к веб-страницам Panel Server , устройствам Modbus и беспроводным устройствам

Чтобы разрешить доступ только к вышестоящему приложению (например, веб-браузеру), рекомендуется отключить службу Modbus на портах Ethernet и Wi-Fi. Это позволяет избежать вредоносного доступа к нижестоящим устройствам.

Panel Server подключен к облаку и в раздельном режиме к Modbus и беспроводным устройствам

Если сеть Ethernet сконфигурирована в раздельном режиме, рекомендуется:

  • Отключите службу Modbus на порту Panel Server ETH1, чтобы избежать злонамеренного доступа к данным нижестоящих устройств.

  • Включите службу Modbus на порту Panel Server ETH2, разрешающий сбор данных от нижестоящих устройств только в том случае, если необходимо подключить клиента Modbus TCP/IP к ETH2 через программное обеспечение EcoStruxure Power Commission .

Конфликт идентификатора сервера Modbus и его разрешение

С помощью вышеуказанного механизма обнаружения и добавления Panel Server всегда назначает каждому устройству доступный и уникальный виртуальный сервер.

Однако при вводе в эксплуатацию можно назначить один идентификатор виртуального сервера для двух устройств.

Для решения этой проблемы обновите идентификатор виртуального сервера на одном из двух устройств до доступного идентификатора сервера.

Пример конфликта идентификатора сервера Modbus и его разрешения

В представленном ниже примере Panel Server используется в качестве шлюза со следующими устройствами, установленными в распределительном щите:

  • Один измеритель мощности PM3250, осуществляющий обмен данными по протоколу Modbus-SL и сконфигурированный с идентификатором сервера 100

  • один PowerTag Energy .

Рассмотрим следующую последовательность, приводящую к возникновению конфликта, и порядок его разрешения:

  1. Подключите измеритель мощности PM3250, сконфигурированный с идентификатором сервера 100 для порта связи RS485 Modbus Panel Server .

  2. Включите питание Panel Server .

  3. С подключенного к сети прибора мониторинга можно получить доступ к регистрам Modbus PM3250, посылая запросы Modbus TCP/IP на идентификатор 100 сервера Modbus Panel Server .

  4. В программном обеспечении EcoStruxure Power Commission найдите Panel Server и перейдите на домашнюю страницу Panel Server без обнаружения устройства Modbus-SL. На карте обнаружения беспроводных устройств первый раз запустите обнаружение беспроводных устройств. После этого датчик PowerTag Energy будет обнаружен и сопряжен с Panel Server .

    Результат: Датчику PowerTag Energy автоматически назначается виртуальный идентификатор сервера, равный 100. Поскольку это тот же идентификатор, что и для PM3250, возникает конфликт.

  5. При отправке запросов Modbus TCP/IP на идентификатор устройства 100 сервера Modbus Panel Server :

    • станут доступны виртуальные регистры PowerTag Energy ;

    • Вы больше не сможете отправлять запросы на измеритель мощности PM3250.

    • В измеритель мощности PM3250 теперь маскируется виртуальным устройством.

  6. Чтобы разрешить сложившуюся ситуацию, необходимо обновить виртуальный идентификатор сервера до любого значения, кроме 100. Это можно выполнить в конфигурации беспроводных устройств с помощью программного обеспечения EcoStruxure Power Commission .

Прокси-сервер Modbus TCP/IP

Panel Server может выполнять функцию прокси-сервера Modbus TCP для устройства Modbus TCP/IP, подключенного к Panel Server . Эта функция может использоваться для одновременного подключения нескольких устройств к устройству TCP/IP, обеспечивая одиночное соединение по протоколу TCP/IP.

Благодаря этой функции, система связи с вышерасположенной сетью устанавливает столько соединений по протоколу TCP/IP, сколько требует Panel Server . Это выполняется с использованием идентификатора виртуального сервера устройства Modbus TCP/IP, управляемого Panel Server . Panel Server устанавливает одиночное соединение с нижестоящим устройством Modbus TCP/IP.

Для получения дополнительной информации о маршрутизации Modbus и назначении идентификаторов виртуального сервера Modbus см. раздел «Примеры маршрутизации Modbus».

QR Code is a registered trademark of DENSO WAVE INCORPORATED in Japan and other countries.

Была ли информация полезной?