modbus - Minimalmodbus:在同一个串口上读取多个从机

Question

我有一个设置，2 个 SDM120 kWh 电能表以菊花链方式连接在同一个串行端口上(将来我想添加一个 SDM630)。我在 MinimalModbus 通信中找到了“Using multiple instruments”。我成功读取了地址 1 上 SDM120 上的寄存器，但在读取地址 2 时出错。错误:minimalmodbus.NoResponseError: No communication with the instrument (no answer)。

我可以通过添加 time.sleep(0.1) 来解决这个问题，但我认为 RS485 允许在第一个地址完成后立即读取第二个地址的寄存器。我也尝试过较低的值，但是例如。 time.sleep(0.01) 也给出了一个 NoResponseError。

我个人认为设置 instrument.serial.timeout = 1 已经达到了预期的效果，但显然我真的需要 time.sleep。 time.sleep(0.1) 是正确的做法吗？如果是这样:我怎么知道最低值，这样我就没有 NoResponseError？反复试验？我的脚本可以优化吗？特别是当时间很重要时，例如。避免注入(inject)电网(光伏分流器，...)。提前致谢!

脚本:

#!/usr/bin/env python3
import minimalmodbus
import time

instrumentA = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', 1, debug = True)  # port name, slave address (in decimal)
instrumentA.serial.baudrate = 9600
instrumentA.serial.timeout  = 1          # seconds
instrumentA.serial.bytesize = 8
instrumentA.serial.parity   = minimalmodbus.serial.PARITY_NONE
instrumentA.serial.stopbits = 1
instrumentA.mode = minimalmodbus.MODE_RTU

instrumentB = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', 2, debug = True)
instrumentB.mode = minimalmodbus.MODE_RTU

print ("====== SDM120 instrumentA on addres 1 ======")
print (instrumentA)
P = instrumentA.read_float(12, 4, 2)
print ("Active Power in Watts:", P)

#time.sleep(0.1)  #workaround to avoid NoResponseError 

print ("====== SDM120 instrumentB on addres 2 ======")
print (instrumentB)
P = instrumentB.read_float(12, 4, 2)
print ("Active Power in Watts:", P)

没有 time.sleep(0.1) 的输出:

MinimalModbus debug mode. Create serial port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. Serial port /dev/ttyUSB0 already exists
====== SDM120 instrumentA on addres 1 ======
minimalmodbus.Instrument<id=0x7f36e3dc0df0, address=1, mode=rtu, close_port_after_each_call=False, precalculate_read_size=True, clear_buffers_before_each_transaction=True, handle_local_echo=False, debug=True, serial=Serial<id=0x7f36e3dd90d0, open=True>(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, timeout=1, xonxoff=False, rtscts=False, dsrdtr=False)>
MinimalModbus debug mode. Will write to instrument (expecting 9 bytes back): '\x01\x04\x00\x0c\x00\x02±È' (01 04 00 0C 00 02 B1 C8)
MinimalModbus debug mode. Clearing serial buffers for port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. No sleep required before write. Time since previous read: 190954.73 ms, minimum silent period: 4.01 ms.
MinimalModbus debug mode. Response from instrument: '\x01\x04\x04\x00\x00\x00\x00û\x84' (01 04 04 00 00 00 00 FB 84) (9 bytes), roundtrip time: 53.3 ms. Timeout for reading: 1000.0 ms.

Active Power in Watts: 0.0
====== SDM120 instrumentB on addres 2 ======
minimalmodbus.Instrument<id=0x7f36e3c55940, address=2, mode=rtu, close_port_after_each_call=False, precalculate_read_size=True, clear_buffers_before_each_transaction=True, handle_local_echo=False, debug=True, serial=Serial<id=0x7f36e3dd90d0, open=True>(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, timeout=1, xonxoff=False, rtscts=False, dsrdtr=False)>
MinimalModbus debug mode. Will write to instrument (expecting 9 bytes back): '\x02\x04\x00\x0c\x00\x02±û' (02 04 00 0C 00 02 B1 FB)
MinimalModbus debug mode. Clearing serial buffers for port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. Sleeping 2.31 ms before sending. Minimum silent period: 4.01 ms, time since read: 1.70 ms.
MinimalModbus debug mode. Response from instrument: '' () (0 bytes), roundtrip time: 1001.3 ms. Timeout for reading: 1000.0 ms.

Traceback (most recent call last):
  File "./sdm120-daisychain_v3.py", line 25, in <module>
    P = instrumentB.read_float(12, 4, 2)
  File "/home/mattias/.local/lib/python3.8/site-packages/minimalmodbus.py", line 662, in read_float
    return self._generic_command(
  File "/home/mattias/.local/lib/python3.8/site-packages/minimalmodbus.py", line 1170, in _generic_command
    payload_from_slave = self._perform_command(functioncode, payload_to_slave)
  File "/home/mattias/.local/lib/python3.8/site-packages/minimalmodbus.py", line 1240, in _perform_command
    response = self._communicate(request, number_of_bytes_to_read)
  File "/home/mattias/.local/lib/python3.8/site-packages/minimalmodbus.py", line 1406, in _communicate
    raise NoResponseError("No communication with the instrument (no answer)")
minimalmodbus.NoResponseError: No communication with the instrument (no answer)

time.sleep(0.1) 的输出:

MinimalModbus debug mode. Create serial port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. Serial port /dev/ttyUSB0 already exists
====== SDM120 instrumentA on addres 1 ======
minimalmodbus.Instrument<id=0x7f91feddcdf0, address=1, mode=rtu, close_port_after_each_call=False, precalculate_read_size=True, clear_buffers_before_each_transaction=True, handle_local_echo=False, debug=True, serial=Serial<id=0x7f91fedf50d0, open=True>(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, timeout=1, xonxoff=False, rtscts=False, dsrdtr=False)>
MinimalModbus debug mode. Will write to instrument (expecting 9 bytes back): '\x01\x04\x00\x0c\x00\x02±È' (01 04 00 0C 00 02 B1 C8)
MinimalModbus debug mode. Clearing serial buffers for port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. No sleep required before write. Time since previous read: 176619.62 ms, minimum silent period: 4.01 ms.
MinimalModbus debug mode. Response from instrument: '\x01\x04\x04\x00\x00\x00\x00û\x84' (01 04 04 00 00 00 00 FB 84) (9 bytes), roundtrip time: 53.3 ms. Timeout for reading: 1000.0 ms.

Active Power in Watts: 0.0
====== SDM120 instrumentB on addres 2 ======
minimalmodbus.Instrument<id=0x7f91fec70940, address=2, mode=rtu, close_port_after_each_call=False, precalculate_read_size=True, clear_buffers_before_each_transaction=True, handle_local_echo=False, debug=True, serial=Serial<id=0x7f91fedf50d0, open=True>(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, timeout=1, xonxoff=False, rtscts=False, dsrdtr=False)>
MinimalModbus debug mode. Will write to instrument (expecting 9 bytes back): '\x02\x04\x00\x0c\x00\x02±û' (02 04 00 0C 00 02 B1 FB)
MinimalModbus debug mode. Clearing serial buffers for port /dev/ttyUSB0
MinimalModbus debug mode. No sleep required before write. Time since previous read: 102.09 ms, minimum silent period: 4.01 ms.
MinimalModbus debug mode. Response from instrument: '\x02\x04\x04\x00\x00\x00\x00È\x84' (02 04 04 00 00 00 00 C8 84) (9 bytes), roundtrip time: 52.8 ms. Timeout for reading: 1000.0 ms.

Active Power in Watts: 0.0

Answer 1

您的代码或您使用的库(minimalmodbus)似乎没有任何问题。

您可能知道，Modbus 在半双工链路上以查询-响应模式工作。用简单的英语来说:您首先发送一个查询，该查询的设备会根据您所请求的数据进行寻址。

事务的两个部分(查询和响应)通过同一条总线传输。但总线是共享介质，任何时候都只允许一个设备控制总线(通话)。

当你有一个主机和一个或多个从机时，只要你保证在任何设备写入总线后有一个短暂的静默期，这个过程就不会出现问题。 Modbus 规范将该值确定为 3.5 个字符(以您使用的波特率在总线上串行发送 3 个半字符所需的时间)。

不幸的是，有些制造商并不遵守这条规则。因此，其中一些设备仅需要超过 3.5 个字符的时间来释放对总线的控制。

至少您的其中一台设备似乎是这种情况。 This manual可以给你一些线索:

我敢打赌，在您的两台设备中，其中一台释放总线所需的时间明显少于另一台，但您必须通过调试细节来确认这一点。如果您查询 20 或 40 个寄存器而不是 4 或 8 个，设备甚至可能需要更长的时间来释放总线...

你能做什么？好吧，从设备方面来说，不多，就是这样。在您的软件上，您可以做很多不同的事情。正如我在上面的评论中所说，考虑到 minimalmodbus 试图解决总线争用问题的方式，您不应该对使用 time.sleep() 感到难过。

为了使您的代码更健壮，您可以添加 try: ... except:。 documentation 中解释了这种方法.您可以在循环中多次重试读取，或者向 except block 添加一个小的延迟。也许是什么 like this .