Connettore Modbus

Panoramica

Il connettore Modbus abilita la comunicazione con PLC e dispositivi industriali utilizzando il protocollo Modbus, supportando connessioni sia seriali (RTU) che TCP/IP.

Tipi Connettore:

• ModbusReader - Leggi dati da dispositivi Modbus
• ModbusWriter - Scrivi dati su dispositivi Modbus

Caratteristiche

• ✅ Protocolli di trasporto multipli (TCP, RTU, UDP, TLS)
• ✅ Tutti i tipi di registro (Holding, Input, Coil, Discrete Input)
• ✅ Tipi di dati multipli (Int16/32/64, UInt16/32/64, Float32/64, ASCII)
• ✅ Ordine byte e word configurabile
• ✅ Supporto Unit ID per reti multi-dispositivo

Protocolli di Trasporto

Meddle supporta i seguenti trasporti Modbus:

• TCP - Modbus TCP su Ethernet
• TCPWithTLS - Modbus TCP con crittografia TLS
• UDP - Modbus su UDP
• RTU - Modbus RTU su seriale
• RTUOverTCP - Modbus RTU incapsulato in TCP
• RTUOverUDP - Modbus RTU incapsulato in UDP

Configurazione Base

Modbus TCP Reader

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "pollingRate": 1000,
    "defaultUnitId": 1,
    "defaultBitOrder": "BigEndian",
    "defaultWordOrder": "HighFirst"
  },
  "variables": [
    {
      "key": "temperature",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float64"
    },
    {
      "key": "pressure",
      "address": 4,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Int32"
    }
  ]
}

Modbus RTU Reader

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
    "transport": "RTU",
    "pollingRate": 1000,
    "defaultUnitId": 1,
    "baudRate": 9600,
    "dataBits": 8,
    "parity": "None",
    "stopBits": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "sensor_value",
      "address": 0,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "UInt16"
    }
  ]
}

Modbus Writer

{
  "type": "ModbusWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "setpoint",
      "address": 100,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "enable",
      "address": 0,
      "registerType": "Coil"
    }
  ]
}

Tipi di Registro

Holding Registers (Lettura/Scrittura)

Registri general-purpose che possono essere letti e scritti.

{
  "key": "temperature",
  "address": 0,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float64"
}

Codici Funzione: Read (03), Write Single (06), Write Multiple (16)

Input Registers (Solo Lettura)

Registri di sola lettura tipicamente usati per dati sensori.

{
  "key": "sensor_reading",
  "address": 0,
  "registerType": "InputRegister",
  "dataType": "Int16"
}

Codice Funzione: Read (04)

Coils (Lettura/Scrittura Booleano)

Registri a singolo bit per uscite digitali.

{
  "key": "motor_enable",
  "address": 0,
  "registerType": "Coil"
}

Codici Funzione: Read (01), Write Single (05), Write Multiple (15)

Discrete Inputs (Solo Lettura Booleano)

Registri a singolo bit di sola lettura per ingressi digitali.

{
  "key": "limit_switch",
  "address": 0,
  "registerType": "DiscreteInput"
}

Codice Funzione: Read (02)

Tipi di Dati

Tipi Integer

16-bit

// Intero con segno 16-bit (-32768 a 32767)
{"dataType": "Int16"}  // 1 registro

// Intero senza segno 16-bit (0 a 65535)
{"dataType": "UInt16"}  // 1 registro

32-bit

// Intero con segno 32-bit
{"dataType": "Int32"}  // 2 registri

// Intero senza segno 32-bit
{"dataType": "UInt32"}  // 2 registri

64-bit

// Intero con segno 64-bit
{"dataType": "Int64"}  // 4 registri

// Intero senza segno 64-bit
{"dataType": "UInt64"}  // 4 registri

Tipi Floating Point

// Float 32-bit (4 byte)
{"dataType": "Float32"}  // 2 registri

// Float 64-bit (8 byte)
{"dataType": "Float64"}  // 4 registri

Tipi String

// Carattere ASCII (1 byte per registro)
{"dataType": "AsciiChar"}  // 1 registro

Ordine Byte e Word

I dispositivi Modbus possono usare diversi ordinamenti byte e word. Configurali per corrispondere al tuo dispositivo:

Ordine Bit (Ordine Byte)

{
  "defaultBitOrder": "BigEndian"  // o "LittleEndian"
}

• BigEndian: Byte più significativo prima (default, più comune)
• LittleEndian: Byte meno significativo prima

Ordine Word

Per valori multi-registro (32-bit, 64-bit):

{
  "defaultWordOrder": "HighFirst"  // o "LowFirst"
}

• HighFirst: Word alto prima (default)
• LowFirst: Word basso prima

Override Per-Variabile

{
  "key": "special_value",
  "address": 10,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float32",
  "bitOrder": "LittleEndian",
  "wordOrder": "LowFirst"
}

Configurazione Seriale RTU

Per connessioni Modbus RTU su seriale:

{
  "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
  "transport": "RTU",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 8,
  "parity": "None",
  "stopBits": 1,
  "timeout": 1000
}

Parametri:

• baudRate: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
• dataBits: 7 o 8
• parity: None, Even, Odd
• stopBits: 1 o 2
• timeout: Timeout lettura in millisecondi

Unit ID (Indirizzo Slave)

Modbus supporta più dispositivi sulla stessa rete usando Unit ID:

{
  "defaultUnitId": 1  // Default per tutte le variabili
}

Override per-variabile:

{
  "key": "device2_temp",
  "address": 0,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float32",
  "unitId": 2  // Override per questa variabile
}

Casi d’Uso Comuni

1. Lettura Contatore Energia

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:502",
    "transport": "TCP",
    "pollingRate": 5000,
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "voltage",
      "address": 0,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "current",
      "address": 2,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "power",
      "address": 4,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "energy",
      "address": 6,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float64"
    }
  ]
}

2. Controllo PLC

{
  "type": "ModbusWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "motor_speed",
      "address": 100,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "UInt16"
    },
    {
      "key": "motor_start",
      "address": 0,
      "registerType": "Coil"
    },
    {
      "key": "motor_stop",
      "address": 1,
      "registerType": "Coil"
    }
  ]
}

3. Rete Multi-Dispositivo

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
    "transport": "RTU",
    "pollingRate": 1000,
    "baudRate": 9600
  },
  "variables": [
    {
      "key": "device1_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 1
    },
    {
      "key": "device2_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 2
    },
    {
      "key": "device3_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 3
    }
  ]
}

Risoluzione dei Problemi

Timeout Connessione

Soluzioni:

• Verifica indirizzo endpoint e porta
• Controlla connettività di rete
• Aumenta valore timeout
• Verifica che il dispositivo sia alimentato e risponda

Dati Non Validi

Soluzioni:

• Controlla ordine byte (BigEndian vs LittleEndian)
• Verifica ordine word (HighFirst vs LowFirst)
• Conferma che il tipo dati corrisponda alla specifica del dispositivo
• Verifica che l’indirizzo registro sia corretto

Errori Comunicazione RTU

Soluzioni:

• Controlla connessioni cavo seriale
• Verifica che il baud rate corrisponda al dispositivo
• Conferma impostazioni parità e stop bit
• Controlla resistenze di terminazione appropriate
• Riduci frequenza polling per evitare collisioni bus

Codici Eccezione

Codici eccezione Modbus comuni:

• 01: Funzione Illegale
• 02: Indirizzo Dati Illegale
• 03: Valore Dati Illegale
• 04: Errore Dispositivo Slave

Best Practice

1. Inizia con Solo Lettura: Testa con Input Register prima di scrivere
2. Usa Polling Appropriato: Non fare polling più veloce di quanto il dispositivo possa rispondere
3. Raggruppa Registri Consecutivi: Più efficiente di letture sparse
4. Documenta Ordine Byte: Mantieni note su configurazioni specifiche dispositivo
5. Testa Unit ID: Verifica che ogni dispositivo risponda al suo Unit ID

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