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 em simultâneo a partir de dispositivos a jusante, ligados através de:
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Rede sem fios IEEE 802.15.4 (dependendo do modelo)
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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 ligados fisicamente ao Panel Server e 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.
Funcionamento do gateway Modbus
O Panel Server implementa os respetivos registos Modbus que estão disponíveis no ID da unidade 255 para fornecer as respetivas informações de identificação. A tabela de registo do Panel Server está descrita em DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server - Modbus File.
Por predefinição, o gateway Modbus utiliza o ID da unidade no pedido Modbus TCP/IP como ID da unidade/servidor do dispositivo Modbus-SL físico.
Para dispositivos Modbus TCP/IP, quando efetua 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 ativar a funcionalidade da proxy Modbus TCP.
O Panel Server implementa um conjunto de tabelas de registo Modbus virtuais por dispositivo sem fios IEEE 802.15.4 detetado. Sempre que um novo dispositivo sem fios é detetado pelo Panel Server, é atribuído automaticamente ao dispositivo um ID de servidor Modbus virtual. É atribuído um ID de servidor virtual 100 ao primeiro dispositivo sem fios detetado. Cada dispositivo sem fios subsequente obtém o ID virtual seguinte, que é incrementado automaticamente por um sempre que um novo dispositivo é detetado. 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 e, em seguida, escolha um dispositivo ligado e altere o valor em ).
Gateway Modbus transparente
O Panel Server pode funcionar também como Modbus-SL transparente para o gateway Modbus TCP/IP. Converte os pedidos de cliente Modbus TCP/IP recebidos no ID da unidade X para pedidos de Modbus-SL ou Modbus TCP/IP enviados no ID do servidor X. Em seguida, as respostas obtidas dos dispositivos a jusante são encaminhadas a montante para o cliente Modbus TCP/IP.
Quando é utilizado como gateway transparente, o cliente (por exemplo, SCADA) é ligado através de uma ligação Modbus TCP/IP. Quaisquer definições de Modbus-SL para essa ligação não são tidas em consideração, exceto a definição do tempo limite de mensagem. A tabela seguinte apresenta os códigos de função que são transmitidos pelo Panel Server que funciona como um gateway transparente:
| Tipo de código de função | Código de função | Descrição |
|---|---|---|
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Código de função do Modbus |
01 |
Ler bobinas |
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02 |
Ler entradas discretas |
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03 |
Ler registos de retenção |
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04 |
Ler registos de entrada |
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05 |
Escrever bobina única |
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06 |
Escrever registo único |
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07 |
Ler estado de exceção |
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15 |
Escrever várias bobinas |
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16 |
Ler vários registos |
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17 |
ID do servidor de relatórios |
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22 |
Registo de escrita de máscara |
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23 |
Escrever e ler registos |
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Códigos de função alargados |
08 |
Diagnóstico |
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11 |
Obter o contador de eventos COM |
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12 |
Obter o registo de eventos COM |
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20 |
Ler registo do ficheiro |
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21 |
Escrever registo do ficheiro |
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24 |
Ler fila FIFO |
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43 |
Ler identificação do dispositivo |
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100 |
Leitura dispersa |
Quando utiliza o Panel Server como gateway transparente, pode detetar dispositivos a jusante para fins de teste (por exemplo, verificar o estado ligado). Depois de verificar a ligação, remova os dispositivos a jusante da lista de dispositivos ligados nas páginas Web do Panel Server para manter a comunicação ideal entre sistemas de ponta a montante e dispositivos a jusante.
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 ID de servidor virtual.
O ID de servidor virtual é atribuído automaticamente:
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quando um dispositivo sem fios está ligado ao Panel Server.
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sempre que um dispositivo é criado e associado a um ID de unidade de dispositivo/ID de servidor.
O ID de unidade/servidor é:
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o ID da unidade configurada de qualquer dispositivo ligado à porta série RS485,
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o ID da unidade configurada de um dispositivo TCP/IP Modbus ligado ou
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o ID da unidade utilizado por um gateway Modbus TCP/IP que liga um dispositivo a uma rede Ethernet.
O Panel Server utiliza as seguintes regras para atribuir o ID de servidor virtual quando um dispositivo a jusante é detetado ou adicionado:
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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 entre 1 e 254 a partir do ID de servidor virtual 1.
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Para dispositivos sem fios, será fornecido o primeiro ID de servidor virtual disponível no intervalo entre 1 e 254 a partir do ID de servidor virtual 100.
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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.
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:
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Os dispositivos Modbus-SL têm um ID de servidor físico atribuído como ID de servidor virtual no intervalo entre 1 e 99.
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O ID de servidor virtual dos dispositivos sem fios situa-se no intervalo entre 100 e 199.
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O ID de servidor virtual dos dispositivos Modbus TCP/IP situa-se no intervalo entre 200 e 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 adicionar dispositivos Modbus):
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ID de servidor virtual
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Ligação:
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ID da unidade/ID do servidor para dispositivos Modbus-SL
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Endereço IP para dispositivos remotos e ID da unidade/servidor para dispositivos Modbus TCP/IP
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RFID para dispositivos sem fios
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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 evitar o acesso malicioso aos dados do dispositivo a partir de uma ligação a montante, o servidor Modbus TCP/IP pode ser ativado/desativado por interface (porta ETH1/porta ETH2/Wi-Fi, dependendo do modelo e a configuração do modo) nas páginas Web Panel Server em .
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:
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Arquitetura |
Configuração do serviço Modbus TCP/IP |
|---|---|
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Panel Server ligado a páginas Web do Panel Server, 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. |
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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:
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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 quando 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:
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Um medidor de potência PM3250 que comunique através do Modbus-SL e configurado com o ID de servidor 100
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Um PowerTag Energy
Considere a seguinte sequência que irá gerar um conflito e veja como resolvê-lo:
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Ligue o medidor de potência PM3250 configurado com o ID de servidor 100 na porta de comunicação Modbus RS485 no Panel Server.
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Ligue o Panel Server.
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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.
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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. Em seguida, o sensor PowerTag Energy é detetado e adicionado ao 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.
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Se enviar pedidos de Modbus TCP/IP para o ID de unidade 100 do servidor Modbus do Panel Server:
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Os registos virtuais do PowerTag Energy ficam disponíveis.
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Já não pode enviar mais pedidos ao medidor de potência PM3250.
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O medidor de potência PM3250 está agora dissimulado pelo dispositivo virtual.
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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 fornece 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.