Laitteilta lukeminen Modbus-protokollalla

Abstract

Ohjelmoitavat logiikat ovat vuosikymmeniä olleet tärkeitä tiedonlähteitä yrityksille. Logiikoiden sisältämät anturit ja toimilaitteet antavat arvokasta tietoa laitteen olosuhteista hetki hetkeltä. Haettua dataa voidaan käyttää tietoperustana esimerkiksi prosessien automatisoimiseen tai logiikoiden ohjelmoinnin muuttamiseen. Tietoon käsiksi pääsemisen helpottamiseen ja käsiteltävän datamäärän kasvattamiseen on kehitetty kenttäväylätekniikoita, joihin kuuluu muun muassa Modbus-protokolla.

Opinnäytetyön aikana kehitettiin etäkohteeseen sijoitettavalle Teltonika RUT955 -laitteelle asennettava sovellus. Sovellus käyttää Modbus TCP/IP -protokollaa tiedon lukemiseen etäkohteen tietoverkossa olevien laitteiden rekistereiltä. Luettavana voi olla mikä tahansa laite, joka tukee Modbus-protokollaa, yksinkertaisesta logiikasta raskaampiin teollisuuslaitteisiin.

Sovellus on tarkoitettu erään tietojärjestelmän käyttäjille käytettäväksi. Sillä voidaan lukea rekistereiltä ajankohtaista tietoa tai tarvittaessa määritellä säännöllisesti ajastettuna luettavia rekistereitä. Kertaluonteisesti luettaessa data palautetaan osana vastausta käyttäjän HTTP-pyyntöön. Ajastetun lukemisen tapauksessa ohjelma lähettää haetun datan palvelimelle itse.

Tiedon arvo kasvaa entisestään silloin, kun sitä saadaan etäisyydeltä. Esimerkiksi kiinteistön lämmitysjärjestelmän laskuttaminen yksinkertaistuu, kun ei tarvitse mennä säännöllisesti paikan päälle lukemaan mittarin arvoja. Sovelluksen avulla saadaan laitteille muodostettua myös historia, joka osaltaan auttaa näkemään, menevätkö asiat parempaan vai huonompaan suuntaan kun lämmitysjärjestelmää säädetään. Myös virhetilanteiden selvittäminen helpottuu, kun laitteiden toimintaa voi seurata.

Programmable logic controllers (PLCs) have been important sources of information for companies for decades. The sensors and actuators within PLCs provide valuable information about the moment to moment circumstances of devices. The data retrieved from devices can be used as a foundation for process automation and programming PLCs. Fieldbuses such as Modbus have been developed in order to make access to data easier and to increase the volume of data that can be handled.

Over the course of this thesis, an application was developed which can be installed on a Teltonika RUT955 device which would be located at a remote location. The application uses the Modbus TCP/IP protocol to read data from the registers of devices within the network of the remote location. The device to read from can be any hardware that supports Modbus, from simple PLCs to heavy-duty industrial machines.

The application is intended to be utilized by the users of a specific information system. It can be used to read data from registers at a specific moment or to schedule reading jobs. When reading a single time, the retrieved data is returned as part of the response to the user’s HTTP request. In the case of recurring readings, the application sends the retrieved data to the server on its own.

The value of data increases if it is retrievable remotely. For example, the billing of real estate heating systems becomes significantly simpler when one is not required to visit the location regularly in order to get the readings of a gauge. Using the developed application a history can be formed for devices as well, which helps discern whether adjustments to a heating system are changing things for the better or worse. Moments of malfunction are also easier to make out when one can monitor the operation of devices.