Integrazione dei contatori Modbus in BMS o SCADA
Un'interfaccia Modbus legge contatori e strumenti sul sito; Edge espone le letture raccolte via Modbus TCP, MQTT o HTTP al sistema che ne ha bisogno.
- Misure
- Apparecchiature Modbus, M-Bus, a impulsi e analogiche esistenti, ciascuna tramite l'interfaccia appropriata
- Buona pratica
- Modbus definisce il protocollo, non la mappa dei registri: la mappa è fornita dal dispositivo Modbus
- Sensori
- ZMB-31, Modbus RTU su RS-485, fino a 30 registri e tratte di cavo fino a 1.000 m Scheda tecnica: Interfaccia Modbus
- Sul sito
- Gateway ZGW-20, Edge è client BACnet/IP e Modbus e fornisce dati di acquisizione dei contatori via Modbus TCP e MQTT Edge
Da Modbus a BACnet: definire la direzione dei dati nel Gateway
Edge è un client BACnet/IP e Modbus: legge quindi dispositivi BACnet e Modbus. È anche un server Modbus, così un altro sistema può leggere i dati raccolti. Edge non espone un server BACnet. Stabilire la direzione del flusso dei dati prima di scegliere l'architettura: da questa dipende se il client è Edge oppure il BMS.
| Edge legge il dispositivo | Il BMS legge Edge | |
|---|---|---|
| Protocolli | Modbus RTU e TCP, BACnet/IP, OPC UA, M-Bus, impulsi, 4–20 mA | Modbus TCP, MQTT, HTTP |
| Chi è il client | Edge | Il sistema BMS o SCADA |
| Da verificare | Un bus che ha già un master | L'elenco dei punti da configurare nel BMS |
Dispositivi per l'acquisizione dei dati dei contatori
Un'interfaccia per ciascun livello fisico. Il Gateway riunisce tutto in un unico elenco di punti.
Un bus Modbus RTU su RS-485 di contatori o apparecchiature, letto senza fili
1 per bus fino a 30 registri
Modbus RTU, codici funzione da 1 a 6, 15 e 16, bit di coil e discreti, registri di ingresso e holding, da 300 a 115.200 baud
Esegue Edge: legge ogni interfaccia, conserva un unico elenco di punti e lo espone a valle
1 per sito fino a 250 dispositivi wireless
Zigbee, Ethernet, rete cellulare, RS-485, con Modbus, BACnet e MQTT
Se il sito dispone di contatori M-Bus
Un contatore di calore o di utenza M-Bus cablato
1 per contatore un solo contatore collegato a ciascuna interfaccia
Se il sito dispone di contatori con uscita a impulsi
Un contatore la cui unica uscita è a impulsi
1 per contatore due canali sul modello ZPC-22
Se il sito dispone di strumenti analogici
Uno strumento con uscita 4–20 mA e senza interfaccia digitale
1 per loop 4–20 mA circuito 4–20 mA alimentato esternamente
Responsabilità di ciascuna interfaccia
Ogni livello fisico ha la propria interfaccia e il Gateway riunisce i dati in un unico elenco di punti con le rispettive unità.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Modbus
- Zigbee
- Edge
- Piattaforme
| Posizione | Cosa indica la misura | Riferimento | Sensore |
|---|---|---|---|
| Apparecchiature Modbus RTU | Contatori, azionamenti e controllori che dispongono già di registri | Un master per bus: verificare che nessun altro lo stia già interrogando Modbus | ZMB-31 (in questa pagina) |
| Contatori M-Bus | Contatori di calore e di utenza con propri record calcolati | Un contatore per interfaccia Scheda tecnica: Interfaccia M-Bus | ZHM-21 (in questa pagina) |
| Uscite a impulsi | Contatori privi di interfaccia digitale | Peso dell'impulso, durata e tensione dal manuale del contatore Scheda tecnica: Contatore di impulsi | ZPC-20 (in questa pagina) |
| Strumenti analogici | Trasmettitori la cui unica uscita è un circuito di corrente | Campo, fattore di scala e alimentazione del circuito registrati per ciascuno strumento Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici | ZIO-20 (in questa pagina) |
| Interfaccia verso il sistema a valle | Che cosa legge il BMS o sistema SCADA e in che modo | Server Modbus, MQTT o HTTP dal Gateway Edge | ZGW-20 (in questa pagina) |
Assegnare un solo master a ogni bus RS-485. Se un BMS interroga già il bus RS-485, aggiungere un secondo master causa conflitti. Leggere invece dal BMS oppure assegnare ai contatori un bus dedicato.
Esporre a valle i punti BACnet tramite Modbus TCP, MQTT o HTTP. Edge legge BACnet/IP come client e non funziona come server BACnet. Un BMS che legge da Edge usa quindi una delle interfacce indicate.
Impostazioni da concordare alle due estremità
Ciascuna impostazione esiste in due punti. Se non coincide, il sintomo è spesso il silenzio o un numero plausibile ma errato.
| Impostazione | Valore tipico | Dove verificare |
|---|---|---|
| Indirizzo dell'unità o slave | da 1 a 247 | Verificare la configurazione del dispositivo. Due dispositivi con lo stesso indirizzo su un bus producono risposte intermittenti o errate. |
| Velocità, parità e bit di stop | 9.600 o 19.200 baud, 8N1 | Verificare il manuale del dispositivo e applicare le stesse impostazioni all'interfaccia. |
| Base dei registri | Offset a base zero | Verificare la mappa del produttore: un registro numerato 40001 corrisponde di solito all'offset 0 dei registri holding. |
| Codice funzione | 3 per holding, 4 per ingresso | Verificare la mappa. Leggere il numero giusto con il codice funzione sbagliato restituisce un'eccezione o il valore di un altro punto. |
| Tipo di dato e ordine delle parole | Float a 32 bit, parola alta per prima | Verificare la mappa e poi un valore prevedibile. Un ordine delle parole errato può produrre un numero che sembra valido. |
| Scala e unità | Moltiplicatore proprio del dispositivo | Verificare la mappa e confrontare il risultato con il display del dispositivo. |
| Intervallo di interrogazione | da 15 a 60 secondi per dispositivo | Valutare il carico del bus: più dispositivi e registri richiedono un ciclo più lungo. |
| Interfaccia a valle | Modbus TCP, MQTT o HTTP | Concordare con il responsabile che cosa il BMS o sistema SCADA può leggere. |
Verifiche di messa in servizio
Questi controlli individuano i guasti che sembrano un successo.
-
Comprendere uno scambio grezzo
Acquisire una richiesta e la relativa risposta e riconciliarle manualmente con la mappa dei registri del produttore.
Superata se ogni byte della risposta è spiegato, incluso il fattore di scala.
-
Verificare i valori in modo indipendente
Confrontare ogni punto con il display del dispositivo o con uno strumento separato.
Superata se i valori coincidono, nelle stesse unità, in due condizioni operative diverse.
-
Il bus regge la frequenza di interrogazione
Eseguire per un giorno il ciclo di interrogazione previsto e contare errori e timeout.
Superata se il tasso di errore resta basso e stabile e nessun dispositivo smette di rispondere.
-
Una connessione interrotta è visibile ovunque
Scollegare un dispositivo e osservare Edge e il sistema che usa il dato.
Superata se entrambi mostrano il punto come obsoleto o mancante, anziché conservare l'ultimo valore come se fosse attuale.
-
Le scritture sono provate e delimitate
Per ogni scrittura provare autorizzazioni, limiti del campo, conferma, timeout, intervento locale e comportamento in caso di guasto.
Superata se ogni aspetto è dimostrato e la risposta ai guasti è documentata.
Limiti della misura
Un protocollo trasporta valori; non stabilisce da solo il loro significato.
- Modbus non definisce una mappa universale dei registri né l'unità di misura tecnica di un dispositivo.
- RS-485 è un livello fisico ed elettrico. Modbus è un protocollo applicativo e può usare anche altri mezzi di trasporto.
- La traduzione di protocollo non rende equivalenti il significato di un registro Modbus, un oggetto BACnet e un topic MQTT.
- Edge è un client BACnet/IP, non un server BACnet, e non supporta BACnet MS/TP.
Fonti
- Specifiche Modbus e guide all'implementazione (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) Modbus Organization
- Introduzione a Modbus (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) Modbus Organization
- Scheda tecnica: Interfaccia Modbus (si apre in una nuova scheda) EpiSensor. Specifiche, intervalli di misura e codici d’ordine.
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