Raspberry Pi : Une passerelle Modbus – Communication S7

Bonjour,

Suivant le fil de nos expériences sur Raspberry Pi / Node-RED / netPi, netIOT… il est donc possible de communiquer en Modbus d’une part et en communication S7 sur Iso on TCP / RFC 1006 d’autre part.

Bien que cela ne soit pas une demande très fréquente il m’a été demandé quelques fois une passerelle permettant de connecter un automate communiquant selon le protocole Modbus, généralement il faut bien le dire un automate de la gamme SCHNEIDER ELECTRIC, avec un automate de la gamme SIEMENS S7.

S’il est possible bien sûr, et c’est souvent ainsi que la connexion est réalisée, d’utiliser une passerelle de la gamme Hilscher comme les netTAP 50 / 100 / 151 pour des conversions Modbus ou Ethernet/IP vers PROFIBUS ou PROFINET, il est nécessaire dans ce cas de modifier la configuration du réseau et de l’automate SIEMENS S7 pour y ajouter la passerelle en tant qu’esclave et programmer les échanges.

Cela demande de toute évidence de disposer des outils, des compétences, du programme et de l’autorisation de le modifier.

Dans certains cas, on souhaite seulement accéder aux données de l’automate qui sont déjà disponibles, par exemple dans un bloc de données mises à disposition pour un SCADA, et c’est ce que permet la communication S7.

Ainsi, le « flow » suivant réalise une communication entre un automate SCHNEIDER ELECTRIC M340, dans ce cas serveur Modbus TCP, et un automate SIEMENS S7-1500.

La passerelle équipée de Node-RED est dans ce cas le client Modbus TCP et lit et écrit les données dans le M340 d’une part.
D’autre part, elle lit et écrit les données dans le S7-1500.

Avec la version JSON pour l’import :
Node-RED-Modbus-S7-GW-00

On a donc un potentiomètre qui permet de régler le %MW10 en l’écrivant dans le S-1500 et une relecture de ce même mot.
Le résultat de la lecture est affiché d’une part dans une jauge et d’autre part écrit dans le %MW205 du M340.
Finalement, on lit ce %MW205 dans le M340 et on affiche sa valeur dans une jauge.

Un autre cas de figure est traité en partie basse du « flow », le cas où la passerelle est serveur Modbus TCP.

On a donc un nœud Modbus Serveur qui va être interrogé par un client Modbus TCP quelconque, en l’occurrence pour ma démonstration Modbus Poll.

Pour tester le nœud Modbus Serveur, un potentiomètre permet d’écrire une valeur dans le %MW0.
Le %MW10 remontant du S7-1500 est lui écrit en %MW1 (en même temps qu’il est écrit dans le M340).

On lit dans le nœud Modbus Serveur les données (et on y écrit) avec les mêmes nœuds que pour le M340 bien sûr sauf que cela se passe sur l’hôte local (localhost : 127.0.0.1).

On obtient le tableau de bord suivant :

Et Modbus Poll affiche bien les données attendues !

Cordialement,
Stéphane

Raspberry Pi : un tableau de bord pour votre automate Siemens S7

Bonjour,

Si votre installation comporte des automates Siemens S7, vous êtes bien en peine de discuter selon le protocole Modbus bien que cela soit possible. Et vous vous demandez comment réaliser vous aussi un superbe tableau de bord pour votre automate comme celui exposé ici.

C’est très possible et nous allons pouvoir avec Node-RED mettre en œuvre de nouveaux nœuds permettant la communication S7 via ISO on TCP / RFC 1006 :
https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-s7comm

Ces nœuds ont été développés par Hilscher :
https://github.com/Hilscher/node-red-contrib-s7comm

sur la base de l’excellent travail de ce projet :
https://github.com/plcpeople/nodeS7

Vous voudrez bien consulter la littérature fournie par ces projets pour plus d’information.

Disposant d’une CPU Siemens S7-1500 PN j’ai donc pu tester ces blocs et j’ai créé ce « flow » que je partage :

Le « flow » exporté est ici :
Node-RED-S7-1500-RFC1006-0

Il réalise la lecture du %MW0, sa mise en forme et l’affichage dans une jauge.
L’état de la communication est également affiché.
Un potentiomètre permet de régler une valeur écrite dans ce même %MW0, ce qui suffit à ma démonstration.

Le code de la fonction est très simple. On récupère sur une sortie la valeur qui nous intéresse et l’on teste l’état de la communication que l’on retourne sur la seconde sortie.

var msg_out = {payload:msg.payload.value[0]};
var msg_com = {payload:(msg.payload.error === 0)};
return [msg_out, msg_com];

Les nœuds peuvent accéder en lecture et écriture aux différentes zones mémoire de l’automate (entrée, sortie, mémento, blocs de données, tempo et compteurs) et tous les types de données élémentaires, aussi les chaines de caractères S7, sont supportés.

Ainsi le « flow » montre l’exemple du réel %MD2. La valeur est aussi envoyée vers un autre « flow » connecté à une base de données « InfluxDB » mais c’est une autre histoire que je vous raconterai ce tantôt.

Et voici un beau tableau de bord pour votre S7-1500 :

Si votre CPU ne possède pas de connexion TCP/IP, rien n’est perdu !

En effet, vous pouvez lui adjoindre un NL 50-MPI (ou un NT 50-MPI) connecté sur le port MPI ou PROFIBUS.

Ces passerelles ont déjà fait l’objet de plusieurs articles.

Ainsi je peux faire la même chose avec ma CPU Siemens S7 315-2DP :

Les nœuds Node-RED S7-Comm sont installés par défaut dans toutes les passerelles de la gamme netIOT Edge.

Ces équipements industriels iront très bien à côté de votre CPU Siemens ! 😉

Cordialement,
Stéphane

Raspberry Pi : un tableau de bord pour votre automate Modbus

Bonjour,

L’article précédent montrait la réalisation d’un tableau de bord pour un serveur Modbus TCP un peu particulier avec Node-RED.

Il est bien sûr possible d’appliquer ces mêmes technologies pour créer un tableau de bord quel que soit le serveur Modbus TCP ou l’esclave Modbus RTU.

En l’occurrence, j’ai à ma disposition un automate M340 de SCHNEIDER ELECTRIC, muni d’un coupleur NOC04101, et qui possède, entre autres, la fonctionnalité serveur Modbus TCP et le « flow » ci-après réalise les opérations suivantes :

D’une part, on lit et on affiche dans une jauge la valeur du %MW200.
On trouve donc les nœuds suivants :

  • un nœud qui effectue la lecture du %MW200, fonction FC3, lecture de registres internes,
  • un autre, l’extraction et la mise en forme de la donnée pour la jauge,
  • et la jauge elle-même.

D’autre part, un potentiomètre permet de régler la valeur du %MW210.
Il y a ainsi :

  • le nœud du potentiomètre,
  • et celui réalise l’écriture du %MW210, FC6, écriture d’un registre interne.

Le code de la fonction d’extraction est très simple, la requête FC3 remonte un tableau de données et l’on ne s’intéresse qu’à la première :

var msg_out = {payload:msg.payload[0]};
return msg_out;

Le programme automate se contente de recopier la valeur du %MW210 dans le %MW200 pour les besoins de ma démonstration.

[
    {
        "id": "43e491b2.0b35a8",
        "type": "tab",
        "label": "Modbus",
        "disabled": false,
        "info": ""
    },
    {
        "id": "6ca8bbe5.c10cfc",
        "type": "modbus-read",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "",
        "topic": "",
        "showStatusActivities": false,
        "showErrors": false,
        "unitid": "",
        "dataType": "HoldingRegister",
        "adr": "200",
        "quantity": "1",
        "rate": "1",
        "rateUnit": "s",
        "delayOnStart": false,
        "startDelayTime": "",
        "server": "43c0221.3e519dc",
        "x": 150,
        "y": 100,
        "wires": [
            [
                "d1453b66.31e57",
                "74b2d916.437c08"
            ],
            []
        ]
    },
    {
        "id": "d1453b66.31e57",
        "type": "debug",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "",
        "active": false,
        "tosidebar": true,
        "console": false,
        "tostatus": false,
        "complete": "false",
        "x": 350,
        "y": 100,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "35d64d2a.3a0dfa",
        "type": "ui_gauge",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "Modbus Gauge",
        "group": "338d75bf.8d7ca2",
        "order": 1,
        "width": 0,
        "height": 0,
        "gtype": "gage",
        "title": "MW200 Gauge",
        "label": "units",
        "format": "{{value}}",
        "min": 0,
        "max": "65535",
        "colors": [
            "#00b500",
            "#e6e600",
            "#ca3838"
        ],
        "seg1": "",
        "seg2": "",
        "x": 500,
        "y": 180,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "74b2d916.437c08",
        "type": "function",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "",
        "func": "var msg_out = {payload:msg.payload[0]};\nreturn msg_out;",
        "outputs": 1,
        "noerr": 0,
        "x": 330,
        "y": 140,
        "wires": [
            [
                "35d64d2a.3a0dfa",
                "de0996f0.d1aef"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "de0996f0.d1aef",
        "type": "debug",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "",
        "active": false,
        "tosidebar": true,
        "console": false,
        "tostatus": false,
        "complete": "false",
        "x": 490,
        "y": 140,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "82cf117c.244d88",
        "type": "modbus-write",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "",
        "showStatusActivities": false,
        "showErrors": false,
        "unitid": "",
        "dataType": "HoldingRegister",
        "adr": "210",
        "quantity": "1",
        "server": "43c0221.3e519dc",
        "x": 500,
        "y": 320,
        "wires": [
            [],
            []
        ]
    },
    {
        "id": "7fad2d38.5ba184",
        "type": "ui_slider",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "Modbus MW210 Slider",
        "label": "MW210 Slider",
        "group": "338d75bf.8d7ca2",
        "order": 0,
        "width": 0,
        "height": 0,
        "passthru": true,
        "topic": "",
        "min": 0,
        "max": "65535",
        "step": 1,
        "x": 160,
        "y": 320,
        "wires": [
            [
                "82cf117c.244d88"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "43c0221.3e519dc",
        "type": "modbus-client",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "M340",
        "clienttype": "tcp",
        "bufferCommands": true,
        "stateLogEnabled": false,
        "tcpHost": "192.168.1.100",
        "tcpPort": "502",
        "tcpType": "DEFAULT",
        "serialPort": "/dev/ttyUSB",
        "serialType": "RTU-BUFFERD",
        "serialBaudrate": "9600",
        "serialDatabits": "8",
        "serialStopbits": "1",
        "serialParity": "none",
        "serialConnectionDelay": "100",
        "unit_id": 1,
        "commandDelay": 1,
        "clientTimeout": 1000,
        "reconnectTimeout": 2000
    },
    {
        "id": "338d75bf.8d7ca2",
        "type": "ui_group",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "Modbus",
        "tab": "52e4f040.d2daf",
        "order": 1,
        "disp": true,
        "width": "6"
    },
    {
        "id": "52e4f040.d2daf",
        "type": "ui_tab",
        "z": "43e491b2.0b35a8",
        "name": "Modbus",
        "icon": "dashboard",
        "order": 3
    }
]

Le code du flow est disponible ici :
Node-RED-M340-OMB0

Et le tableau de bord résultant ressemble à ceci :

Je suis certain que vous voyez déjà toutes les opportunités qui s’offrent à vous pour un investissement somme toute modique.

Avec un œil sur votre automate depuis n’importe quel navigateur, de votre bureau ou sur votre mobile, vous pourrez vous consacrer à d’autres tâches comme apprendre Ada 😉 :
https://learn.adacore.com/index.html#

Bien sûr, lorsque vous vous serez fait la main sur votre Raspberry Pi, vous pourrez compter sur une version industrialisée de celui ci comme le netPI CORE 3 :
https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/netiot-edge/niot-e-npi3-en/

Cordialement,
Stéphane

Raspberry Pi 3 / SenseHAT / Node-RED

Bonjour,

J’ai eu l’occasion de travailler sur un sujet déjà évoqué, le Raspberry Pi équipé d’un SenseHAT, un matériel avec lequel j’ai voulu faire une démonstration de Node-RED.

Node-RED est un logiciel qui permet de réaliser une programmation graphique à l’aide de blocs ou nœuds issus d’une bibliothèque standard qui peut être étendue.

Il existe à ce jour une grande variété de nœuds :
https://flows.nodered.org

Il est aussi bien sûr possible de créer ses propres blocs :
https://nodered.org/docs/creating-nodes

L’exemple qui va suivre montre l’utilisation d’un bloc « Function » qui permet de créer donc une fonction en JavaScript comme expliqué ici :
https://nodered.org/docs/writing-functions

Node-RED est disponible dans Raspbian, la distribution standard sur le Raspberry Pi, ainsi que sur la gamme de produits netIOT Edge de Hilscher.

Un site est dédié à l’offre spécifique Industrial Internet et Industry 4.0 : netIOT – Industrial Cloud Communication

Il existe des nœuds pour gérer le protocole Modbus dans Node-RED :
https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-modbus

Nous pourrons donc développer une application Node-RED au-dessus du serveur Modbus TCP développé en Python et utilisé dans l’article précédent.

Pour réaliser une interface graphique simple, un tableau de bord, il est possible d’utiliser des composants issus de la bibliothèque suivante :
https://github.com/node-red/node-red-dashboard

J’ai repris le code Python pour pouvoir piloter la matrice de LEDs.
Le code ajouté permet uniquement de modifier la couleur de l’ensemble des LEDs via Modbus TCP.
Cela suffit à ma démonstration, c’est plus joli !

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf_8 -*-
"""
 Modbus TestKit: Implementation of Modbus protocol in python

 (C)2009 - Luc Jean - luc.jean@gmail.com
 (C)2009 - Apidev - http://www.apidev.fr

 This is distributed under GNU LGPL license, see license.txt
"""


import sys
import struct
import numpy as np

import modbus_tk
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_tcp

"""from sense_emu import SenseHat"""
from sense_hat import SenseHat

import kbhit, time;

sense = SenseHat()

def main():
    """main"""

    kbhit.init();
    running = True;

    logger = modbus_tk.utils.create_logger(name="console", record_format="%(message)s")

    screen = np.zeros((8, 8, 3), dtype=np.uint8)
    actual_color_value1 = int(0)
    actual_color_value2 = int(0)
    actual_color_value3 = int(0)

    try:
        #Create the server
        server = modbus_tcp.TcpServer(port=1502)
        logger.info("running...")
        logger.info("enter 'q' for closing the server")

        server.start()

        slave_1 = server.add_slave(1)
        slave_1.add_block('0', cst.HOLDING_REGISTERS, 0, 100)

        while running:
            if kbhit.kbhit():
                ch = kbhit.getch();
                if 'q' == ch:
                    running = False;

            north = sense.compass;
            """print("North: %s" %north);"""
           
            slave_1.set_values('0', 0, struct.unpack('>HH', struct.pack('>f', sense.temp)))
            slave_1.set_values('0', 2, struct.unpack('>HH', struct.pack('>f', sense.pressure)))
            slave_1.set_values('0', 4, struct.unpack('>HH', struct.pack('>f', sense.humidity)))
            slave_1.set_values('0', 6, struct.unpack('>HH', struct.pack('>f', north)))

            out_values = slave_1.get_values('0', 20, 3)

            color_value1 = out_values[0]
            color_value2 = out_values[1]
            color_value3 = out_values[2]

            if actual_color_value1 != color_value1 or actual_color_value2 != color_value2 or actual_color_value3 != color_value3 :
                color = (color_value1, color_value2, color_value3)
                screen[0:8, 0:8, :] = color
                sense.set_pixels([pixel for row in screen for pixel in row])
                actual_color_value1 = color_value1
                actual_color_value2 = color_value2
                actual_color_value3 = color_value3

            """time.sleep(0.05);"""

    finally:
        server.stop()
        kbhit.restore();

if __name__ == "__main__":
    main()

Avec ce petit bout de code on peut piloter le SenseHAT depuis n’importe quel Client Modbus TCP, comme un automate, « Ada for Automation »…

… ou Node-RED donc :

Ci-dessous une vue de l’éditeur Node-RED tournant dans un navigateur, Firefox ici en l’occurrence :

Il est possible d’exporter des portions de programme au format JSON.
Ci-dessous le « flow » exporté dans le presse-papiers et passé à la moulinette pour le rendre joli :
https://jsonformatter.org/json-pretty-print

[
  {
    "id": "fd47437e.e21aa",
    "type": "tab",
    "label": "SenseHAT",
    "disabled": false,
    "info": ""
  },
  {
    "id": "77438b0a.41299c",
    "type": "modbus-read",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "ReadSenseHAT",
    "topic": "",
    "showStatusActivities": true,
    "showErrors": true,
    "unitid": "",
    "dataType": "HoldingRegister",
    "adr": "0",
    "quantity": "10",
    "rate": "1000",
    "rateUnit": "ms",
    "delayOnStart": false,
    "startDelayTime": "",
    "server": "b96d491a.dcdc78",
    "useIOFile": false,
    "ioFile": "",
    "useIOForPayload": false,
    "x": 120,
    "y": 140,
    "wires": [
      [
        "4a16a9de.7c964"
      ],
      [
        "50d27a17.1ae20c",
        "f74fbbe6.028478"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "4a16a9de.7c964",
    "type": "debug",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "active": false,
    "tosidebar": true,
    "console": false,
    "tostatus": false,
    "complete": "false",
    "x": 330,
    "y": 80,
    "wires": []
  },
  {
    "id": "50d27a17.1ae20c",
    "type": "debug",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "active": false,
    "tosidebar": true,
    "console": false,
    "tostatus": false,
    "complete": "false",
    "x": 330,
    "y": 120,
    "wires": []
  },
  {
    "id": "f74fbbe6.028478",
    "type": "function",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "DataSplitter",
    "func": "var Temperature = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(0) };\nvar Pressure = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(4) };\nvar Humidity = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(8) };\nvar Orientation = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(12) };\nreturn [ Temperature, Pressure, Humidity, Orientation ];",
    "outputs": 4,
    "noerr": 0,
    "x": 330,
    "y": 180,
    "wires": [
      [
        "9ad2be63.c8adc",
        "684f463e.a67e08"
      ],
      [
        "2526530a.198c7c"
      ],
      [
        "5f81af96.9837a"
      ],
      [
        "ddd2a50b.358408"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "9ad2be63.c8adc",
    "type": "debug",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "active": false,
    "tosidebar": true,
    "console": false,
    "tostatus": false,
    "complete": "false",
    "x": 570,
    "y": 160,
    "wires": []
  },
  {
    "id": "66618513.e64734",
    "type": "modbus-write",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "WriteSenseHAT",
    "showStatusActivities": true,
    "showErrors": true,
    "unitid": "",
    "dataType": "MHoldingRegisters",
    "adr": "20",
    "quantity": "3",
    "server": "b96d491a.dcdc78",
    "x": 560,
    "y": 620,
    "wires": [
      [
        "3941225c.7f078e"
      ],
      []
    ]
  },
  {
    "id": "3941225c.7f078e",
    "type": "debug",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "active": false,
    "tosidebar": true,
    "console": false,
    "tostatus": false,
    "complete": "false",
    "x": 750,
    "y": 620,
    "wires": []
  },
  {
    "id": "5a82fd29.44ccac",
    "type": "function",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "RGB",
    "func": "var msg_out = { payload:[] };\nmsg_out.payload[0] = msg.payload.r; \nmsg_out.payload[1] = msg.payload.g; \nmsg_out.payload[2] = msg.payload.b; \nreturn msg_out;",
    "outputs": 1,
    "noerr": 0,
    "x": 410,
    "y": 620,
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    "payload": "{"r":0,"g":255,"b":0,"a":1}",
    "payloadType": "json",
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      [
        "b461cb2e.d156"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "e63c60a8.faae7",
    "type": "ui_button",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "group": "be67e649.357968",
    "order": 0,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "passthru": false,
    "label": "Blue",
    "color": "",
    "bgcolor": "Blue",
    "icon": "",
    "payload": "{"r":0,"g":0,"b":255,"a":1}",
    "payloadType": "json",
    "topic": "",
    "x": 90,
    "y": 660,
    "wires": [
      [
        "b461cb2e.d156"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "dea80a9.06a4af8",
    "type": "ui_chart",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "Temperature Chart",
    "group": "7e7ef767.3e339",
    "order": 2,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "label": "Temperature",
    "chartType": "line",
    "legend": "false",
    "xformat": "HH:mm:ss",
    "interpolate": "linear",
    "nodata": "no data",
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    "cutout": 0,
    "useOneColor": false,
    "colors": [
      "#1f77b4",
      "#aec7e8",
      "#ff7f0e",
      "#2ca02c",
      "#98df8a",
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      "#ff9896",
      "#9467bd",
      "#c5b0d5"
    ],
    "useOldStyle": false,
    "x": 770,
    "y": 260,
    "wires": [
      [],
      []
    ]
  },
  {
    "id": "ea0515e0.796008",
    "type": "ui_gauge",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "Pressure Gauge",
    "group": "a3b17833.ce9cf8",
    "order": 1,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "gtype": "gage",
    "title": "Pressure",
    "label": "mbar",
    "format": "{{value | number:1}}",
    "min": "260",
    "max": "1260",
    "colors": [
      "#00b500",
      "#e6e600",
      "#ca3838"
    ],
    "seg1": "",
    "seg2": "",
    "x": 770,
    "y": 320,
    "wires": []
  },
  {
    "id": "af44a971.a42448",
    "type": "ui_chart",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "Humidity Chart",
    "group": "26985721.743b18",
    "order": 3,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "label": "Humidity",
    "chartType": "line",
    "legend": "false",
    "xformat": "HH:mm:ss",
    "interpolate": "linear",
    "nodata": "no data",
    "dot": false,
    "ymin": "",
    "ymax": "",
    "removeOlder": 1,
    "removeOlderPoints": "",
    "removeOlderUnit": "3600",
    "cutout": 0,
    "useOneColor": false,
    "colors": [
      "#1f77b4",
      "#aec7e8",
      "#ff7f0e",
      "#2ca02c",
      "#98df8a",
      "#d62728",
      "#ff9896",
      "#9467bd",
      "#c5b0d5"
    ],
    "useOldStyle": false,
    "x": 760,
    "y": 460,
    "wires": [
      [],
      []
    ]
  },
  {
    "id": "fa47ae1e.212af",
    "type": "ui_button",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "group": "be67e649.357968",
    "order": 0,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "passthru": false,
    "label": "Black",
    "color": "",
    "bgcolor": "Black",
    "icon": "",
    "payload": "{"r":0,"g":0,"b":0,"a":1}",
    "payloadType": "json",
    "topic": "",
    "x": 90,
    "y": 700,
    "wires": [
      [
        "b461cb2e.d156"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "5768184e.c56d7",
    "type": "ui_button",
    "z": "fd47437e.e21aa",
    "name": "",
    "group": "be67e649.357968",
    "order": 0,
    "width": 0,
    "height": 0,
    "passthru": false,
    "label": "White",
    "color": "Black",
    "bgcolor": "White",
    "icon": "",
    "payload": "{"r":255,"g":255,"b":255,"a":1}",
    "payloadType": "json",
    "topic": "",
    "x": 90,
    "y": 740,
    "wires": [
      [
        "b461cb2e.d156"
      ]
    ]
  },
  {
    "id": "b96d491a.dcdc78",
    "type": "modbus-client",
    "z": "",
    "name": "Sense-OMB",
    "clienttype": "tcp",
    "bufferCommands": true,
    "stateLogEnabled": false,
    "tcpHost": "127.0.0.1",
    "tcpPort": "1502",
    "tcpType": "DEFAULT",
    "serialPort": "/dev/ttyUSB",
    "serialType": "RTU-BUFFERD",
    "serialBaudrate": "9600",
    "serialDatabits": "8",
    "serialStopbits": "1",
    "serialParity": "none",
    "serialConnectionDelay": "100",
    "unit_id": 1,
    "commandDelay": 1,
    "clientTimeout": 1000,
    "reconnectTimeout": 2000
  },
  {
    "id": "be67e649.357968",
    "type": "ui_group",
    "z": "",
    "name": "Output",
    "tab": "8664d22c.b212",
    "order": 5,
    "disp": true,
    "width": "6",
    "collapse": false
  },
  {
    "id": "7e7ef767.3e339",
    "type": "ui_group",
    "z": "",
    "name": "Temperature",
    "tab": "8664d22c.b212",
    "order": 1,
    "disp": true,
    "width": "6",
    "collapse": false
  },
  {
    "id": "26985721.743b18",
    "type": "ui_group",
    "z": "",
    "name": "Humidity",
    "tab": "8664d22c.b212",
    "order": 3,
    "disp": true,
    "width": "6",
    "collapse": false
  },
  {
    "id": "d4761c71.80721",
    "type": "ui_group",
    "z": "",
    "name": "Inertial Measurement Unit",
    "tab": "8664d22c.b212",
    "order": 4,
    "disp": true,
    "width": "6",
    "collapse": false
  },
  {
    "id": "a3b17833.ce9cf8",
    "type": "ui_group",
    "z": "",
    "name": "Pressure",
    "tab": "8664d22c.b212",
    "order": 2,
    "disp": true,
    "width": "6",
    "collapse": false
  },
  {
    "id": "8664d22c.b212",
    "type": "ui_tab",
    "z": "",
    "name": "SenseHAT",
    "icon": "dashboard",
    "order": 1
  }
]

Ce « flow » procède donc à une lecture des mesures disponibles dans le SenseHAT, avec un nœud qui effectue une requête FC3, (lecture de registres), et une fonction (DataSplitter) qui découpe la réponse en ses composantes.

Une fonction prend un message en entrée et peut retourner un ou plusieurs messages en sortie.

Ci-gît le code du DataSplitter :

var Temperature = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(0) };
var Pressure = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(4) };
var Humidity = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(8) };
var Orientation = { payload:msg.payload.buffer.readFloatBE(12) };
return [ Temperature, Pressure, Humidity, Orientation ];

Une mesure physique évolue sans cesse, les blocs « deadband » permettent de limiter le rafraichissement de l’interface utilisateur qui pourrait saturer si l’on augmentait la fréquence de la lecture.
Comme l’UI n’affiche qu’un chiffre après la virgule, le « deadband » est configuré pour ne laisser passer la valeur que si l’écart avec la valeur précédente est supérieur ou égal à 0.1.

Enfin, la mesure est affichée grâce aux composants graphiques du tableau de bord, jauges et courbes de tendance.

Pour ce qui est des LEDs, il est possible de choisir une couleur dans la palette ou une présélection avec les boutons.

Les composantes Rouge, Vert et Bleu sont mises en forme par la fonction RGB :

var msg_out = { payload:[] };
msg_out.payload[0] = msg.payload.r;
msg_out.payload[1] = msg.payload.g;
msg_out.payload[2] = msg.payload.b;
return msg_out;

Elles sont pour finir transmises au SenseHAT avec la fonction FC16 (écriture de registres).

Et ça nous donne un superbe tableau de bord :

Mon WordPress ne permet pas que je vous donne les fichiers .py, sécurité oblige.

Veuillez trouver ci-dessous les liens vers les fichiers Python et Node-RED :

Node-RED exporte tout sur une seule ligne en version compact :
Node-RED 20181121

Le même fichier passé à la moulinette ou exporté en version formatée :
Node-RED 20181121-1

Le lien que j’avais fourni n’est plus d’actualité :
kbhit.py

Le serveur Modbus TCP / Sense HAT :
sense-omb.py

Cordialement,
Stéphane

A4A : Raspberry Pi 3 / netHAT / PROFINET IO / Temps Réel

Bonjour,

L’article précédent présentait une mise en œuvre d’un module Hilscher netHAT configuré en PROFINET IO Device sur un Raspberry Pi 3. Ce module netHAT communiquait avec un automate SIEMENS S7 1500-PN PROFINET IO Contrôleur.

Pour illustrer la chose, la voici :

Raspberry Pi 3 / netHAT
Raspberry Pi 3 / netHAT

Le système d’exploitation est une Raspbian Stretch tout ce qu’il y a de plus standard :

Raspbian Stretch

Au-dessus de l’API cifX, fournie par le pilote Hilscher pour Linux, tourne une application exemple « Ada for Automation », le fameux Piano.

Cette application est configurée avec une tâche Main périodique avec une période de 50 ms et une priorité temps réel, ce que l’on peut constater aisément avec htop :

htop

Une priorité à 20 est une priorité non temps réel normale, à -50 c’est une priorité temps réel par défaut, à -89 une priorité temps réel élevée.

Et on relève que, en général, la période de 50 ms est respectée à +100 µs près, et dans environ 1 % des cas à moins de 2 ms près :

Scheduling Stats

Côté PROFINET IO Contrôleur, j’ai utilisé une carte cifX 50-RE Hilscher configurée bien sûr en PROFINET IO Controller avec SYCON.net, l’outil ad-hoc, et au-dessus également une application « Ada for Automation » mais avec une configuration non temps réel.

On constate tout de suite la différence au niveau ordonnancement des tâches :

Pour les besoins de la démo le netHAT remplace parfaitement le netRAPID évoqué sur ce blog.

Et vous pouvez retrouver cette démo vivante sur le portail :
http://ada4automation.slo-ist.fr/#app2

Ainsi, le temps réel sous Linux fonctionne plutôt bien, n’est-ce pas ?
Cela doit pouvoir convenir à bien des applications d’automatisme.

Cordialement,
Stéphane