AEHA UART - подключение Arduino Uno к Скада SIMPLIGHT по протоколу ModBusRTU

Максимально просто, без лишних движений, соединение ардуины в режиме slave по протоколу ModBusRTU
Через COM порт, RS232, UART
со скадой SIMPLIGHT

1 лирика
2 код ардуины
3 настройка скады SIMPLIGHT - Редактор каналов
4 настройка скады SIMPLIGHT - Редактор мнемосхем
5 скачать

Если открыть документацию на протокол ModBus-RTU / ASCII

неискушенному читателю может стать дурно от изобилия слов

Что нам необходимо знать об этом стандарте?
Протокол Modbus использует последовательные линии связи (например, RS232, RS485),
а протокол Modbus TCP рассчитан на передачу данных по сетям TCP/IP.

Протокол Modbus имеет два режима передачи RTU и ASCII,
в режиме ASCII каждый байт передается как два ASCII символа его шестнадцатеричного представления.
В сети Modbus есть только один ведущий, который с заданным
интервалом опрашивает несколько ведомых устройств, каждое из которых имеет свой уникальный адрес от
1 до 254, адрес 0 широковещательный и на него отвечают все устройства, так как ведущий в сети один
у него нет своего адреса.

В спецификации Modbus определено два типа данных, один бит и 16 битное слово. Данные организованны
в четыре таблицы с 16 битной адресацией ячеек, адресация в таблицах начинается с 0.

Для доступа к данным из разных таблиц предназначены отдельные команды.

Discrete Inputs 1 бит только чтение

Coils 1 бит чтение и запись

Input Registers 16 бит только чтение

Holding Registers 16 бит чтение и запись

Object type Access Size Address Space

Coil Read-write 1 bit 00001 - 09999

Discrete input Read-only 1 bit 10001 - 19999

Input register Read-only 16 bits 30001 - 39999

Holding register Read-write 16 bits 40001 - 49999

Таблицы регистры? вы это серьезно?

После прочтения доков прозрение ко мне не пришло
но методом проб, удалось добиться стабильно работающей комбинации
- прошивка ардуино + мнемосхема скада

И картина мира сложилась такая:
имеется заданный массив переменных

типа как тут
uint16_t pint[12];

и эти 12 переменных живут как бы своей жизнью
контролер ардуино может считывать и записывать в них, а так же производить
математические вычисления , как с обычными переменными

например
uint16_t bc;
bc=100;

pint[5] = --bc;
pint[3] = random(5, 95);
pint[1]= analogRead(A0);

только pint[0] не использовать

А программа скада, также работает с этими переменными
считывает и записывает данные, периодичность опроса настраивается

то есть если компонент из редактора мнемосхем работает на отображение информации
и подключен к данному тегу (переменной) он выведет ее значение на экран

если компонент заточен под запись значений и подключен к каналу (тегу , переменной)
то он изменит ее значение и оба этих действия возможно сочетать

2 код ардуины

устройство slave представляет собой ардуино уно
с установленным сверху шильдом LCD дисплея с кнопками
прошивка заливается через программатор
USBASP через программу AVRDUDEPROG.exe версии 3,3

ибо заливка из среды Arduino IDE 1.8.13, через последовательный порт
кажется мне фантастическим вымыслом, и в реальном мире не существует

Вот все что нам потребуется для быстрого подключения ардуино к скада

простой Код для Arduino IDE 1.8.13

здесь используется 12 переменных но может быть больше
скада симп, бесплатно разрешает работу с 32 тегами, тобишь 32 переменными

каждый тег имеет адрес и тип переменной
Адрес тега в данном примере
такой же как и индекс переменой в массиве

то есть тег с адресом 12 запараллелен с переменной pint[12]

Что и прописано В данной программе для arduino ide 1.8.13

#include <ModbusRtu.h>
#include <LiquidCrystal.h> // либа для шильда дисплея
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int8_t state = 0;
Modbus slave(1, 0, 0); // Адрес slave девайса

   




uint16_t pint[12];
uint16_t x;
uint16_t y;
uint16_t z;
uint16_t bc;


//------------------------------------------

void setup() {
  
slave.begin(9600);      // скорость обмена
  bc=100;
  pint[1] = 11;       //  типа какие то данные
  pint[4] = 44; 
  x=3; 
  
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);   //  ЛЕД на плате АРДУИНЫ
  digitalWrite(10, 1);  // ПОДСВЕТКА дисплея включена
  
lcd.begin(16, 2);
// Print a message to the LCD.
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("AEHA.narod.ru ");    // Начальное приветствие
 lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Arduino + Scada ");

 delay (2000);
 lcd.clear();

  pint[8]=51  ;
}



void loop() {     // Основной цикл программы
  
    // Запрос slave девайса и обработка сообщений
  state = slave.poll( pint, 12);  
   
 // *****************
  pint[1] =analogRead(A0);   //   Опрос кнопок шильда
  pint[2] = ++x;      
  pint[3] = random(5, 95);    //  типа какие то данные
  pint[5] = --bc;  
  
  // *****************
 
 if(x>90){
x=0;
}else{
}
  // *****************
 if(bc<1){
bc=99;
}else{
}
// *****************    // обработка принятых данных на каналах Relay.Реле 1 Relay.Реле 2
 if(pint[8]<50){
  digitalWrite(10, 0);  // ПОДСВЕТКА дисплея OFF
 }else{ 
  digitalWrite(10, 1);  // ПОДСВЕТКА дисплея включена
 }
 
// *****************
 if(pint[9]<50){
  digitalWrite(13, 0);  // LED off
 }else{ 
  digitalWrite(13, 1);  // led on
 }
  // *****************

     lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(pint[8] );  // В этой переменной хранится состояние канала Relay.Реле 1

    lcd.setCursor(3,0);
    lcd.print(pint[9] ); //Relay.Реле 2

    lcd.setCursor(6,0);
    lcd.print(pint[10] ); //Relay.Реле 3

    lcd.setCursor(9,0);
   lcd.print(pint[11] ); // Relay.Реле 4

   lcd.setCursor(13,0);
   lcd.print( state ); // Коды ошибок или состояния
   
   // *****************  
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print('     '); //Канал Relay.Dat1 Опрос кнопок шильда
       
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(pint[1] ); //Relay.Dat1

    lcd.setCursor(5,1);
    lcd.print(pint[2] ); //Relay.Dat2
     

    lcd.setCursor(8,1);
    lcd.print(pint[3] ); //Relay.Dat3
    
    lcd.setCursor(11,1);
    lcd.print(pint[4] ); //Relay.Dat4
    
    lcd.setCursor(14,1);
    lcd.print(pint[5] ); //Relay.Dat5


   
delay(300);
  
    
}

3 настройка скады SIMPLIGHT - Редактор каналов

Скада SIMPLIGHT имеет бесплатную версию на 32 канала
что, для некоторых задач вполне хватает

В ней сначала нужно настроить каналы, В данном случае используется Сом порт

Запускаете редактор каналов,

нажимаете внизу значок "Настройка ModBus драйвера"

В окне "настроить"
выбираете Узел

тип Узла СОМ

Указываете номер Сом порта (у меня 21)
Можете дать свое название

Нажимаете добавить устройство

Также Можете дать свое название
и указать адрес

Добавляете ТЕГИ, тегов накидываете сколько у вас объявлено в ардуино

типа как тут
uint16_t pint[12];

меняете названия и адреса

У тега есть адрес и тип данных

Регион
Тип данных
Тип доступа
Порядок байт

это описано в документации или выше на этой странице
для данного проекта оставляем как есть

По концовке нажимаете "сохранить"

Перетаскиваете свое устройство в область "Список активныз каналов"
Нажимаете пуск "Запустить тест каналов"

Если прошитая ардуина подключена к правильному СОМ порту
наблюдаете движение данных по каналу ModBus
Двойным кликом на параметре можно изменить значение

Если накидаете тегов больше чем определено в ардуине
Или адрес тега укажете больше
увидите такую картину

Каналы настроили теперь самое вкусное - Редактор схемы

4 настройка скады SIMPLIGHT - Редактор мнемосхем

Запускаете Редактор мнемосхем нажимаете "Новая мнемосхема",

задаете размеры экрана - ширину и высоту
а так же желательно изменить цвет фона для наглядности
пусть будет 800 х 500 цвет серый

Перетаскиваете из набора компонентов стрелочный индикатор

Перетаскиваете из набора компонентов цифровой индикатор

При желании меняете размеры и положения приборов

Для подключения к нужному каналу (тегу, переменной) выбираете прибор, ставите галку в поле привязка к каналу

Както не продумано, но название канала получилось длинновато растягиваем окно, нажимаем кнопку с тремя точками. Открывается окно с перечнем наших каналов двойным щелчком выбираете нужный При необходимости повторить для всех приборов на панели Нажимаете "Сохранить"

запускаете монитор

или открываете скачанную тут

5 скачать исходник проекта "подключение Arduino Uno к Скада SIMPLIGHT "

В архиве исходник и прошивка для Ардуино уно
и Мнемосхема для скада SIMPLIGHT
Проект мнемосхемы хранится на ПК в папке C:\slProject\Forms\
туда нужно скопировать скачаную arduino.msl
затем открыть в Редакторе мнемосхем