Zusammenfassung
„Digi Modbus I/O“ ist eine Abonnement-Anwendung für DAL-OS-Geräte, die die integrierten analogen und digitalen Ein- und Ausgänge eines Routers ausliest und die Werte als Modbus-TCP-Register bereitstellt. Für kleine Fernüberwachungsstandorte entfällt dadurch die Notwendigkeit einer separaten SPS oder RTU, da ein und dasselbe Gerät sowohl die „ Mobilfunk “-Konnektivität als auch die Sensordaten verarbeitet. Die Anwendung läuft auf den I/O-Geräten Digi IX25, IX30 und IX40, Digi TX65 sowie Digi Connect EZ 8, und jeder Modbus-TCP-Client kann sie wie einen Standard-Modbus-Server abfragen.
„Digi Modbus I/O“ ist eine Abonnement-Anwendung für DAL-OS-Geräte, die integrierte analoge und digitale Ein- und Ausgänge ausliest und als Modbus-TCP-Register bereitstellt. In diesem Blogbeitrag werden wir Anwendungsfälle erörtern und erläutern, wie sich damit Kosten und Komplexität reduzieren lassen.
Viele Fernüberwachungslösungen folgen einem bekannten Muster: Ein „ Mobilfunk “-Router sorgt für die WAN-Konnektivität, während ein separater SPS- oder RTU-Rechner die eigentlichen Sensordaten verarbeitet – das Auslesen von E/A, die Bereitstellung einer Modbus-Schnittstelle und die Weiterleitung der Daten an übergeordnete Systeme. Das funktioniert zwar, verursacht jedoch zusätzliche Hardwarekosten, beansprucht Platz im Schaltschrank und erhöht die Komplexität der Installation – insbesondere in Fällen, in denen die Anzahl der Sensoren zwar gering ist, das Budget jedoch nicht.
Für solche Situationen bietet die Modbus-I/O-Mehrwertanwendung von Digi eine überzeugende Alternative. Sie läuft direkt auf Geräten mit dem unterstützten DAL-Betriebssystem (Digi Accelerated Linux) und liest die integrierten analogen und digitalen I/O-Ports des Geräts aus, um diese Werte als Standard-Modbus-Register über TCP/IP bereitzustellen. So wird der Router neben seiner Funktion als „ Mobilfunk “-Verbindungsgerät effektiv zu einem kompakten Telematikgerät.
Was ist Modbus-I/O?
(DG-PSPY-MBIO), das nativ unter DAL OS läuft. Es erfüllt zwei Kernfunktionen:
- Liest in einem konfigurierbaren Intervall die integrierten E/A-Ports (sowohl analoge als auch digitale) des Digi-Hostgeräts aus.
- Fungiert als Modbus-TCP/IP-Server und ordnet diese E/A-Messwerte Modbus-Registern zu, die jede Modbus-fähige Client-Anwendung über das lokale Netzwerk oder eine „ Mobilfunk “-Backhaul abfragen kann.
Es ist keine separate Hardware erforderlich, es muss kein externer Modbus-RTU-Anschluss verkabelt werden und es muss keine benutzerdefinierte Firmware geflasht werden. Die Anwendung wird innerhalb des Digi DAL Python-Anwendungsframeworks auf dem Router selbst bereitgestellt und ausgeführt.
Kompatible Hardware
Modbus-I/O wird auf den folgenden DAL-OS-Geräten unterstützt:
Jede dieser Plattformen verfügt über integrierte Allzweck-E/A-Schnittstellen (eine Kombination aus digitalen Ein- und Ausgängen sowie, bei einigen Modellen, analogen Eingängen), die von Modbus-E/A ausgelesen werden können und anschließend als Modbus-Register dienen. Wenn in Ihrer Umgebung bereits eines dieser Geräte für die WAN-Konnektivität eingesetzt wird, beschränken sich die zusätzlichen Kosten für die Erweiterung um die Sensorüberwachung lediglich auf die Abonnementlizenz und die Sensoren, die Sie an die E/A-Klemmen anschließen.
Wie es funktioniert
Der Bewerbungsablauf ist unkompliziert:
Feldsensoren (Potentialfreie Schalter, 4–20-mA-Stromschleifen, Spannungssignale usw.) werden direkt an die E/A-Klemmen des Geräts angeschlossen. Die Modbus-E/A-Anwendung fragt das DAL-Betriebssystem kontinuierlich nach dem aktuellen Status dieser Anschlüsse ab und schreibt die Werte in eine Modbus-Registerzuordnung. Jede Anwendung mit einem Modbus-TCP/IP-Client (ein SCADA-System, ein Datenhistoriker, eine benutzerdefinierte Überwachungsanwendung) kann dann das Gerät über das Netzwerk abfragen, um mithilfe von Standard-Modbus-Funktionscodes (z. B. „Read Holding Registers“, „Read Input Registers“, „Read Coils“) aktuelle Sensorwerte abzurufen.
Aus Sicht der Abfrageanwendung verhält sich der Digi-Router genau wie jeder andere Modbus-TCP/IP-Server im Netzwerk. Es gibt kein proprietäres Protokoll, und auf der Client-Seite ist kein spezielles SDK erforderlich.
Der Anwendungsfall: Schlanke Fernüberwachung ohne vollständige SPS
Der deutlichste Vorteil von Modbus-I/O liegt in der Kostensenkung bei Anwendungen, bei denen eine vollwertige SPS oder eine dedizierte RTU ansonsten überdimensioniert wäre.
Denken Sie an eine abgelegene Pumpstation, einen Schaltschrank an einem Strommast, eine Hebestation in einer Wasseraufbereitungsanlage oder eine kleine Umweltüberwachungsstation. An diesen Standorten müssen möglicherweise nur wenige Signale überwacht werden: ein Türkontakt, ein Schwimmerschalter, ein Druckwandler oder eine Batteriespannung. Herkömmlicherweise erfordert dies nach wie vor eine RTU oder eine SPS, um die Signale zu bündeln und über Modbus bereitzustellen, und diese Hardware verursacht echte Kosten: Anschaffungskosten, Installationsaufwand, zusätzlichen Stromverbrauch und laufende Wartungskosten.
Bei Modbus-I/O bedeutet die Erweiterung um eine Sensorüberwachung, sofern am Standort bereits ein Digi IX25-, Digi IX30-, IX40- oder TX65-Router für die Anbindung an „ Mobilfunk “ vorhanden ist, Folgendes:
- Direkter Anschluss der Sensoren an die E/A-Anschlüsse des Routers (ohne zusätzliche Hardware)
- Erwerb der Modbus-I/O-Abonnementlizenz
- Die bestehende SCADA- oder Überwachungsanwendung auf die IP-Adresse des Routers am Modbus-TCP-Port 502 ausrichten
Der Router vereint beide Funktionen (WAN-Gateway und Modbus-I/O-Server) in einem einzigen Gerät, wodurch sich die Gesamtkosten senken und der Platzbedarf im Schaltschrank verringert.
Teil eines umfassenderen Modbus-Anwendungsportfolios
Modbus-I/O ist eine von drei Modbus-orientierten Mehrwertanwendungen im Professional-Services -Portfolio von Digi:
| Anmeldung |
Was es tut |
| Modbus-E/A (DG-PSPY-MBIO) |
Liest die integrierten E/A-Ports aus; fungiert als Modbus-TCP/IP-Server |
| Modbus RM (DG-PSPY-MBRM) |
Fragt externe Modbus-Geräte ab und leitet die Daten als Datenstrom an Digi Remote Manager weiter |
| Modbus-Zündkerze (DG-PSPY-MBSP) |
Fragt externe Modbus-Geräte ab und übermittelt die Daten im Sparkplug-B-Format an einen MQTT-Broker |
Diese Anwendungen ergänzen sich gegenseitig. Eine Anlage, auf der Modbus-I/O zur lokalen E/A-Überwachung läuft, könnte auch Modbus RM oder Modbus Sparkplug ausführen, um externe serielle Modbus-Geräte stromaufwärts anzubinden – und das alles auf demselben DAL-OS-Gerät.
Lizenzierung und Verfügbarkeit
Modbus I/O wird als Abonnementlizenz angeboten und ist über die üblichen Vertriebskanäle von Digi sowie über autorisierte Händler erhältlich. Für Informationen zu Preisen und Bestellungen oder um zu klären, ob die Anwendung für Ihre Einsatzumgebung geeignet ist, wenden Sie sich bitte an das Digi Professional Services-Team unter professional.services@digi.com oder besuchen Sie die unten aufgeführten Produktseiten.
Häufig gestellte Fragen zu Digi Modbus I/O
Was ist Digi Modbus I/O?
Modbus I/O (DG-PSPY-MBIO) ist eine Python-basierte Anwendung, die auf unterstützten DAL-OS-Geräten ausgeführt wird. Sie liest in einem konfigurierbaren Intervall die integrierten analogen und digitalen E/A-Ports des Geräts aus und stellt die Werte über einen integrierten Modbus-TCP/IP-Server als Modbus-Register bereit.
Benötige ich eine SPS oder eine RTU, um Sensordaten über Modbus bereitzustellen?
Nicht für Standorte mit einer geringen Anzahl von Signalen geeignet. Die Sensoren werden direkt an die E/A-Anschlüsse des Digi-Geräts angeschlossen, und die Anwendung stellt die Messwerte als Modbus-Register bereit, sodass keine separate SPS oder RTU erforderlich ist.
Welche Digi-Geräte unterstützen Modbus-I/O?
Die Modbus-I/O-Anwendung von Digi unterstützt die industriellen 5G- Mobilfunk -Router Digi IX25 und IX40, den industriellen Mobilfunk -Router Digi IX30, den 5G- Mobilfunk -Fahrzeugrouter Digi TX65 sowie die seriellen Verbindungsgeräte Digi Connect EZ 8 I/O und Connect EZ 8 I/O SW.
Welche Arten von Sensoren kann ich anschließen?
Digitale Sensoren wie potentialfreie Schalter, Schwimmerschalter usw. sowie analoge Sensoren, die entweder eine 4–20-mA-Stromschleife oder ein 0–10-V-Ausgangssignal liefern, können an die E/A-Klemmen des Geräts angeschlossen werden. Die verfügbaren Eingangstypen variieren je nach Modell; überprüfen Sie daher die technischen Daten des Geräts.
Wie kann ich die Daten vom Digi-Gerät auslesen?
Richten Sie einen beliebigen Modbus-TCP/IP-Client, wie beispielsweise ein SCADA-System, einen Datenhistoriker oder eine benutzerdefinierte Überwachungsanwendung, auf die IP-Adresse des Geräts am TCP-Port 502 aus. Standard-Funktionscodes wie „Read Holding Registers“, „Read Input Registers“ und „Read Coils“ werden unterstützt.
Kann ich die Daten über eine „ Mobilfunk “-Verbindung auslesen?
Ja. Die Modbus-Register können über das lokale Netzwerk oder über eine „ Mobilfunk “-Backhaul-Verbindung abgefragt werden.
Wie wird die Modbus-I/O-Anwendung von Digi lizenziert?
Es wird als Jahreslizenz (Artikelnummer DG-PSPY-MBIO) über die üblichen Vertriebskanäle von Digi und autorisierte Vertriebspartner verkauft.
Inwiefern unterscheidet sich Modbus I/O von Modbus RM und Modbus Sparkplug?
Modbus I/O liest die geräteeigenen Ein- und Ausgänge aus und fungiert als Modbus-TCP-Server. Modbus RM (DG-PSPY-MBRM) fragt externe Modbus-Geräte ab und sendet die Daten an Digi Remote Manager. Modbus Sparkplug (DG-PSPY-MBSP) fragt externe Modbus-Geräte ab und veröffentlicht die Daten im Sparkplug-B-Format an einen MQTT-Broker. Beide können gemeinsam auf demselben DAL-OS-Gerät ausgeführt werden.