Raspberry als ModBus/TCP SLAVE-Server: C.M.I über ModBus/TCP mit Raspi verbinden und analoge/digitale Ein-und Ausgänge von UVR16xx über ModBus lesen und schreiben

Hallo Karl,

aus deinen Modbus-Instanz-Einstellungen und den Log-Informationen vom iobroker kann man erkennen,

dass du eine ModBus/TCP Direktverbindung (CMI-Master <==> iobroker-Slave) betreibst.

Ich betreibe die Modbus-Instanz vom iobroker nicht im Slave-Modus in ModBus/TCP Direktverbindung mit der IP-Adresse 0.0.0.0 (CMI-Master <==> iobroker-Slave).

Leider gibt es keine CMI <==> iobroker Direktverbindung über ModBus/TCP die 100%ig funktioniert.

Mit den Modbus-HoldingRegister (schreiben mit Funktion 06, lesen mit Funktion 03) scheint es damit bei vielen zu gehen, aber sonst nix ohne Probleme.

Informationen aus dem Handbuch vom CMI:

(2) Eingabe der IP-Adresse und der herstellerspezifischen Angaben für den Modbus-Wert, der ausgelesen wird.

Diese Definition lässt natürlich sehr viele Interpretationen zu, hier liegt das eigentliche Problem.

Ein Hersteller sagt zum anderen Hersteller herstellerspezifisch, nix genaues weiss man.

(3) Festlegung des Ausleseintervalls.

(4) Timeoutzeit: Wenn innerhalb dieser Zeit kein neuer Wert vom Modbus-Gerät ausgelesen werden kann,

wird entweder der zuletzt abgefragte Wert oder der nachfolgend eingestellte Ausgabewert übernommen.

Auch von TA (Technische Alternative, Hersteller vom CMI) gibt es bezüglich Verbindungen die über ModBus/TCP laufen könnten, keine Empfehlung dies so zu machen.

Speziell für Modbus-Anbindung hat TA andere Produkte vorgesehen, z.B. den CAN Buskonverter mit Zusatzmoduln.

Ansonsten sagt TA: Mit der JSON-API für das C.M.I. können Sie Werte und Logdaten aller verbundenen CAN-Knoten mittels HTTP-Request abfragen um sie in "externen" Anwendungen (eigene Visualisierungen oder Statistiken) zu verwenden.

Die JSON-API für das C.M.I. ist aber nur zum auslesen von Daten aus der CMI und leider nicht zum reinschreiben von Daten in die CMI.

Andere funktionierende Lösungen CMI mit iobroker über ModBus/TCP zu verbinden, machen eine Portumleitung (502->1502) oder verwenden einen zusätzlichen Slave-Server (fhem,..usw.).

Wenn man lange sucht wird man noch ein paar andere Varianten finden, die aber schwer nachzuvollziehen sind.

Weil die Direktverbindung CMI <==> iobroker über ModBus/TCP nicht 100%ig funktioniert, verwende ich diese auch nicht.

Meine iobroker Verbindung zum CMI geht über den Hilfs-Server(diagslave) und funktioniert zum reinschreiben von Daten in die CMI, diese Verbindung habe ich schon im ersten Beitrag beschrieben:

Da wird wie im CMI-Handbuch beschrieben im CMI-Modbus-Eingang-digital die IP-Adresse vom diagslave-Modbus-Slave-Server, oder hier in unserem Beispiel die IP-Adresse vom Raspi(192.168.15.116) auf dem der diagslave-Modbus-Slave-Server läuft, eingetragen.

Folgender Daten-Fluss ergibt sich dann daraus:

CMI-Modbus-Master-Server <==> diagslave-Modbus-Slave-Server <==> iobroker-Modbus-Master-Server

CMI-Master-Modbus-Server <==> diagslave-Modbus-Slave-Server <==> python-scipt-Modbus-client

iobroker-modbus-instanz

iobroker-modbus-diskrete-Ausgänge

iobroker-modbus-objekte

CMI-modbus-Eingang-digital

Bei mir sehen die Modbus-Logeinträge im iobroker wie folgt aus:

...

modbus.0 2021-11-14 09:33:14.215 debug (23128) Poll coils DevID(1) address 0 - 16 bits

modbus.0 2021-11-14 09:33:14.214 debug (23128) Poll device 1

modbus.0 2021-11-14 09:33:13.159 debug (23128) Poll coils DevID(1) address 0 - 16 bits

modbus.0 2021-11-14 09:33:13.158 debug (23128) Poll device 1

modbus.0 2021-11-14 09:33:12.105 debug (23128) Poll coils DevID(1) address 0 - 16 bits

modbus.0 2021-11-14 09:33:12.105 debug (23128) Poll device 1

modbus.0 2021-11-14 09:33:11.049 debug (23128) Poll coils DevID(1) address 0 - 16 bits

modbus.0 2021-11-14 09:33:11.048 debug (23128) Poll device 1

modbus.0 2021-11-14 09:33:09.972 debug (23128) Poll coils DevID(1) address 0 - 16 bits

modbus.0 2021-11-14 09:33:09.970 debug (23128) Poll device 1

modbus.0 2021-11-14 09:33:09.968 info (23128) Connected to slave 127.0.0.1

modbus.0 2021-11-14 09:33:09.265 info (23128) starting. Version 3.1.6 in /opt/iobroker/node_modules/iobroker.modbus, node: v10.22.1, js-controller: 3.1.6

...

Der iobroker-Modbus-Master-Server und der diagslave-Modbus-Slave-Server laufen beide auf dem Raspi(192.168.15.116),

deshalb muss dann im iobroker in der Modbus-Instanz im Master-Mode die Ip-Adresse localhost (127.0.0.1) eingetragen werden.

Die Installation von pymodbus,pyModbusTCP zum Ausführen der python-scripte auf dem Raspi in einem Terminalfenster ausführen:

sudo apt-get update

sudo apt-get install python-dev

sudo apt-get install python-pip

sudo pip install pymodbus

sudo pip install pyModbusTCP

Installation diagslave:

Die Datei diagslave-3.4.tgz in einen Ordner vom internet (https://www.modbusdriver.com/diagslave.html) herunterladen und dann das Archiv entpacken.

Entpacken geht am einfachsten mit dem mc (vorher mc installieren mit sudo apt-get install mc).

Einfach auf die Datei diagslave-3.4.tgz draufklicken, dann wird in ein Verzeichnis diagslave hinein entpackt.

dann dieses entpackte diagslave-Verzeichnis ins andere Fenster kopieren mit F5 oder "kopieren" (Häkchen setzen bei "links folgen" und in "Unterverzeichnis legen..".

Starten von diagslave-Modbus-Slave-Server:

In einem Terminal-Fenster Im diagslave-Verzeichnis der Raspi-Version.

pi@raspberrypi:~/diagslave/arm-linux-gnueabihf $

die ausführbare datei diagslave aufrufen mit:

pi@raspberrypi:~ $ sudo ./diagslave -m tcp

diagslave 3.4 - FieldTalk(tm) Modbus(R) Diagnostic Slave Simulator

Copyright (c) 2002-2021 proconX Pty Ltd

Visit ----- for Modbus libraries and tools.

Protocol configuration: MODBUS/TCP

Slave configuration: address = -1, master activity t/o = 3.00s

IP configuration: port = 502, connection t/o = 60.00s

Server started up successfully.

Listening to network (Ctrl-C to stop)

validateMasterIpAddr: accepting connection from 192.168.15.130

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

.....

validateMasterIpAddr: accepting connection from 127.0.0.1

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

Slave 1: writeCoils from 11, 1 references

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

...

validateMasterIpAddr: accepting connection from 192.168.15.130

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

..

validateMasterIpAddr: accepting connection from 127.0.0.1

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

Slave 1: writeCoils from 11, 1 references

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

....

validateMasterIpAddr: accepting connection from 192.168.15.130

Slave 1: readCoils from 11, 1 references

...

In der diagslave-console sieht man auch was der diagslave-Slave-Server grad so macht. Man kann dies auch als grobes Monitoring verwenden, um zu sehen ob die gewünscheten Modbus-Register gelesen und geschrieben werden.

Die Aktivitäten in unserem Beispiel-Test sind:

Direkt nach dem server-starten kommt vom CMI(192.168.15.130) ein connect und liest die coils.

Danach kommt ein connect vom coil10ein.py script(127.0.0.1) und liest, schreibt, liest die coils.

Anschliessend kommt vom CMI(192.168.15.130) wieder ein connect und liest die coils.

Dann kommt ein connect vom coil10aus.py script(127.0.0.1) und liest, schreibt, liest die coils.

Zum Schluss kommt vom CMI(192.168.15.130) wieder ein connect und liest die coils

usw.

Das python-script coil10ein.py wird in einem Terminal-Fenster wie folgt gestartet:

pi@raspberrypi:~ $ python coil10ein.py

define modbus localhost:502

not c.is_open or reconnect localhost:502

is open --> to connect to localhost:502

Tx

[5A E0 00 00 00 06 01] 01 00 0A 00 01

Rx

[5A E0 00 00 00 04 01] 01 01 00

bit adr #10: [False]

Tx

[41 CE 00 00 00 06 01] 05 00 0A FF 00

Rx

[41 CE 00 00 00 06 01] 05 00 0A FF 00

write ok

Tx

[4E A7 00 00 00 06 01] 01 00 0A 00 01

Rx

[4E A7 00 00 00 04 01] 01 01 01

bit adr #10: [True]

Das python-script coil10aus.py wird in einem Terminal-Fenster wie folgt gestartet:

pi@raspberrypi:~ $ python coil10aus.py

define modbus localhost:502

not c.is_open or reconnect localhost:502

is open --> to connect to localhost:502

Tx

[15 5A 00 00 00 06 01] 01 00 0A 00 01

Rx

[15 5A 00 00 00 04 01] 01 01 01

bit adr #10: [True]

Tx

[C9 04 00 00 00 06 01] 05 00 0A 00 00

Rx

[C9 04 00 00 00 06 01] 05 00 0A 00 00

write ok

Tx

[1A 39 00 00 00 06 01] 01 00 0A 00 01

Rx

[1A 39 00 00 00 04 01] 01 01 00

bit adr #10: [False]

Beide python-scripte, coil10ein.py und coil10aus.py sind im Datei-Anhang verfügbar.

Die python-scripte sind mögliche Hilfsmittel um hier die coils von der Adresse 10 ein -und auszuschalten.

Du kannst auch alles dirkt manuell im iobroker in der modbus-Objektliste in der Spalte "Wert", ganz rechts in der Zeile ändern, wenn in dem Kästchen den Haken einschaltest (true) oder den Haken im Kästchen weg machst (false).

Eine spezielle Sende-Taste gibt es nicht, denn es wird ständig gepollt laut Definition in den iobroker-Modbus-Instanz-Definitionen von den diskreten Ausgängen und somit wird eine Änderung automatisch erkannt auch im CMI.

Mein verwendeter ModBus/TCP diagslave-Modbus-Slave-Server ist multi-connect-fähig, ist frei verfügbar für alle gängigen OS (Win,Linux,Raspi) das war für mich wichtig, weil ich auch viel mit python-scripten und ESP32 arbeite.

Für meinen Bedarf ist das vollkommen ausreichend, denn ich kann meine UVR-Solaranlage-Heizung-Steuerung mit der Aussenwelt zum Datenaustausch verbinden.

Es gibt leider nichts fertiges zum kaufen, das die Vergangenheit und die Zukunft problemlos miteinander verbindet, nur das selbst erlebte dazwischen.

Meine ganzen Datenquellen habe ich inzwischen in MQTT-Messages überführt.

Das scheint mir für die Zukunft im digitalen Zusammenspiel vom Bereich Wärme und Energie mittels IOT (=Internet of Things) am vielversprechendsten zu sein.

Die herstellerspezifischen Protokolle in den verschiedenen Produkten (Firmware) müssen innovationsfördernd sein,

denn es ist kein Trend zur Vereinheitlichung zu erkennen.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

ja, das wichtigste ist zuerstmal der diagslave. Das Programm ist eigenständig und kann sich unter anderem auch mit iobroker verbinden, aber auch mit anderen modbus-Mastern wie CMI oder modbus-Client-Programmen.

Nachdem das Installieren von sudo apt-get install mc auf dem NUC geklappt hat, dann solltest alles weitere auch fertigbekommen.

Dateien kann man auch im putty-Fenster im NUC mit wget herunterladen mit:

wget https://www.modbusdriver.com/downloads/diagslave.tgz

Die Datei, die das Tool herunterlädt, wird im aktuellen Arbeitsverzeichnis des Benutzers gespeichert.

Das nicht mehr benötigte Paket (linux-image-4.19.0-16-amd64) muss nicht unbedingt sofort mit autoremove weggelöscht werden, das kann weggelöscht werden, würde mich im Moment aber nicht stören.

Für den ersten Test zuerst mal den digislave zum laufen bringen.

Für den NUC ist die Version vom diagslave aus dem Verzeichnis /diagslave/x86_64-linux-gnu zu verwenden,

denn dein Intel-NUC hat eine andere CPU-Architektur als der Raspi.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

jetzt fehlt nicht mehr viel.

Also man kann im putty-Fenster im NUC auch mit dem bereits gelb markierten Befehl auch entpacken...wenn mit mc das noch nicht klappt.

Du bist ja noch im gleichen Verzeichnis in dem vorhin die Datei mit wget runtergeladen hast.

Dann im putty-Fenster im NUC den Befehl eingeben:

tar xzf diagslave-3.2.tgz

dann wird ausgepackt und ein Verzeichnis /diagslave mit Unterverzeichnissen angelegt.

diagslave-Server starten heisst das richtige diagslave-Programm einfach starten.

dazu ins richtige Verzeichnis wechseln mit:

cd diagslave eingeben ,dann solltest im neuen diagslave-Verzeichnis sein.

dann:

cd x86_64-linux-gnu eingeben, dann solltest im neuen x86_64-linux-gnu-Verzeichnis sein.

in diesem Verzeichnis das Programm diagslave starten mit:

sudo ./diagslave -m tcp

dann sollte der server starten und die bereits von mir gezeigten Meldungen sollten so ähnlich erscheinen.

Wenn das so ist, dann läuft der diagslave-Modbus-Slave-Server auf deinem NUC.

Dann kannst in der iobroker Modbus-Master Instanz die IP-Adresse 127.0.0.1 eintragen

und im CMI-Modbus-Eingang-digital mit Adresse 10 die IP-Adresse vom NUC eintragen,

so wie in den Bildern von mir sehen kannst.

Dann sollte eine Modbus-Verbindung von CMI über digslave zum iobroker zum laufen kommen.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

sorry, hab die Fehlermeldung übersehen.

Also einfach mc eingeben, dann wird der Midnight-Commander gestartet.

Normalerweise sollte die datei diagslave-3.2.tgz im aktuellen Verzeichnis zu finden sein.

Also mit dem mc die Datei suchen. Wenn gefunden, dann in das Verzechnis wechseln und die Aktionen von vorhin durchführen.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

super, hast die Datei diagslave-3.2.tgz gefunden und schon ausgepackt.

das mit den Häkchen beim kopieren benötigt man nur zum kopieren von ganzen Verzeichnissen incl. Unterverzeichnissen, damit diese auch mitgenommen werden.

Zum kopieren einer einzigen Datei vom rechten Fenster ins linke Fenster braucht man keine Häkchen setzten, da genügt einfach F5 Taste zum Kopieren.

Also dann würde ich sagen wir kopieren nur eine Datei diagslave vom rechen Fenster ins linke Fenster.

Zuerst musst noch im rechten Fenster ins richtige Verzeichnis wechseln. Ins "x86_64-linux-gnu" Verzeichnis.

Dann siehst in dem Verzeichnis eine datei diagslave. Und genau diese kopieren wir vom rechten ins linke Fenster mit F5 Taste.

Musst dir noch den Verzeichnisnamen vom linken Fenster merken, damit nachher wenn der mc beendet ist, mit cd Kommandos dahin wechseln kannst.

Wenn der mc beendet ist dann kannst mit dem Befehk pwd das aktuelle Verzeichnis ermitteln in dem du dich gerade befindest.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

normalerweise sollte das /home/karl Verzeichnis dein standard-Verzeichnis sein.. dorthin würde ich es kopieren.

Also im linken Fenster ins /home/karl Verzeichnis wechseln und nochmal vom rechten Fenster ("x86_64-linux-gnu" Verzeichnis) die datei diagslave mit F5 ins linke Fenster kopieren.

Dann wäre die richtige diagslave datei im /home/karl Verzeichnis.

Dann mc beenden und ins /home/karl Verzeichnis wechseln. Dort muss dann die diagslave datei sein.

Gut, dann kanns ja weiter gehen mit dem server starten aus dem /home/karl Verzeichnis heraus.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

super, dann hast ja schon fast das Ziel erreicht, wenn der server nicht wegen port Problem heruntergfahren würde.

Wahrscheinlich läuft noch im iobroker eine SLAVE-Instanz auf port 502 oder hast eine anderes Programm laufen das auf port 502 arbeitet?

Im iobroker musst halt die SLAVE-Instanz auf port 502 löschen und eine neue Master-Instanz auf port 502 anlegen.

In welchem Verzeichnis der diagslave letztendlich läuft, bleibt dir überlassen. Es gibt kein vorgeschriebenes Verzeichnis dafür.

Also den port freimachen und ein neuer Versuch.

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

in deiner Portauflistung wird mit netstat -tulpn wird ja die modbus.1 Instanz angezeigt, die schon auf port 502 horcht.

Zwei Programme können anscheinend nicht auf dem gleichen port 502 auf dem gleichen rechner horchen.

Man könnte versuchsweise in der SLAVE-Instanz modbus.1 im iobroker die port adresse von 502 nach 1502 ändern, damit siehst, ob die modbus.1 Instanz tatsächlich das Problem ist. Du kannst sowiso nicht zwei verbindungen zum CMI gleichzeitig machen. Das CMI ist nicht multiconnectfähig, der diagslave sehrwohl.

Dann kannst ja später entscheiden wann die SLAVE-Instanz modbus.1 im iobroker (direkt-Verbindung zum CMI) löschen willst.

Eine Modbus-Master-Instanz im iobroker brauchst auf jedenfall zur Verbindung zum diagslave.

CMI - Port-502 an Diagslave - Diagslave Port:127.0.0.1-Localhost an Slave Modbus.1-Adapter -> funktioniert nicht.

Es geht immer nur Master zu Slave und nicht Slave to Slave und auch nicht Master zu Master.

In unserem Fall CMI-(Master-server) zu diagslave-(Slave-server) zu iobroker-(Master-server).

Gruß

Jürgen

Hallo Karl,

ja das Port-Problem lässt sich leicht entschärfen, wenn für jede Modbus-Instanz auf dem iobroker einen eigenen TCP/IP-Port verwendest.

Das Geheimnis dass mehrere Modbus-Instanzen im iobroker mit dem gleichen Port 502 betreibst, hast ja erst am Schluss gelüftet.

Ich habe bei mir auch ein zweites Modbusgerät gesucht und gefunden, das ich zum testen an den iobroker per ModbusTCP anschliessen kann.

Mein victron-venus-gx Steuergerät kann auch ModbusTCP und MQTT.

Da habe ich jetzt zum testen auch zwei Modbus-Master-Instanzen im iobroker aufgebaut.

Ja genau, beim CMI kann man ab der Firmware-Version 1.37.1 den Modbus TCP/IP-Port ändern.

Ich hab für den Test im CMI usw. den Modbus TCP/IP-Port auf 503 geändert.

Zum starten des diagslave mit dem neuem TCP/IP-Port 503 kommt dann noch ein Parameter dazu:

sudo ./diagslave -m tcp -p 503

In einem Handbuch für Modbus-Router-Benutzer von Industrieanlagen hab ich gelesen,

dass bei mehreren Mastern pro IP-Adresse die TCP/IP-Ports (502,503,504..) entsprechend erhöht wurden.

Mein iobroker-Testaufbau mit zwei Modbus-Master(modbus.0, modbus.1) und zwei TCP/IP-Ports(502,503):

modbus.0 iobroker-(Master-server-Port: 503) <==> diagslave-(Slave-server-Port: 503) <==> CMI-(Master-server-Port: 503)

modbus.1 iobroker-(Master-server-Port: 502) <==> victron-venus-gx-(Slave-Port: 502)

In allen Logs, die inzwischen auch kennst, kann man einen fehlerfreien Betrieb feststellen.

Also so müsste es bei dir dann auch problemlos funktionieren.

Gruß

Jürgen