KOMUNIKASI WONDERWARE INTOUCH DENGAN MODBUS PROTOCOL (Modbus RTU Simulator) Instrumentation and Automation
Maksud Dan Tujuan Ruang Lingkup Alat Dan Bahan Yang Diperlukan Dasar Pengetahuan Penyusun
Doc. No. Tanggal Revisi Halaman
: : : :
3 11 Desember 2014 Original 1 – 14 page
: Sharing Knowledge : Sistem komunikasi SCADA : Wonderware Intouch; Wonderware Factorysuite I/O Server; VSPE; Modbus RRTU Emulator; : SCADA dan KOMPUTER : Heri Bambang Nurdiansyah
I. Dasar Teori A. Modbus Modbus adalah protocol komunikasi serial yang dipublikasikan oleh MODICON pada tahun 1979 untuk diaplikasikan ke dalam Programable Logic Controllers (PLCs). Modbus sudah menjadi standar protocol yang umum digunakan untuk menghubungkan peralatan elektronik industri. Beberapa alasan mengapa protocol ini banyak dugunakan, antara lain : - Modbus dipublikasikan secara terbuka dan bebas royalti. - Mudah digunakan dan dipelihara. - Memindahkan data bit atau word tanpa terlalu banyak membatasi vendor. Modbus mampu menghubungkan 247 peralatan (slave) dalam satu jaringan atau master, misalnya sebuah sitem yang melakukan pengukuran suhu dan kelembaban dan mengirimkan hasilnya ke sebuah computer. Modbus sering digunakan untuk menghubungkan computer pemantau dengan remote terminal unit (RTU) pada system supervisory control and data acquisition (SCADA). Dalam jenisnya Modbus dapat dikategorikan dalam varian sebagai berikut : - Modbus RTU : merupakan varian Modbus yang ringkas dan digunakan pada komunikasi serial. Format RTU dilengkapi dengan mekanisme cyclic redundancy error (CRC) untuk memastikan keandalan data. Modbus RTU merupakan implementasi protocol Modbus yang paling umum digunakan. Setiap frame data dipisahkan dengan periode idle (silent). - Modbus ASCII : digunakan pada komunikasi serial dengan memanfaatkan karakter ASCII. Format ASCII menggunakan mekanisme longitudinal redundancy check (LRC). Setiap frame data Modbus ASCII diawali dengan titik dua (“:”) dan baris baru yang mengikuti (CR/LF). - Modbus TCP/IP atau Modbus TCP : merupakan varian Modbus yang digunakan pada jaringan TCP/IP. Variasi Modbus dapat diaplikasikan pada port serial dan Ethernet dan jaringan lainnya yang support dengan internet protocol suite. Sebagian besar peralatan Modbus menggunakan port serial RS-485. Konsep dasar komunikasi Modbus terdiri dari master dan slave. Peralatan yang bertindak sebagai slave akan terus idle kecuali mendapat perintah dari master. Setiap peralatan yang dihubungkan (slave) harus memiliki alamat unik. Sebuah perintah Modbus dilengkapi dengan alamat tujuan perintah tersebut. Hanya alamat tujuan yang akan memproses perintah, meskipun peralatan yang lain mungkin menerima perintah tersebut. Setiap perintah Modbus memiliki informasi pemeriksaan kesalahan untuk memastikan data diterima tanpa kerusakan. Perintah dasar Modbus RTU dapat memerintahkan peralatan untuk mengubah nilai registernya, mengendalikan dan membaca port I/O, serta memerintahkan peralatan untuk mengirimkan kembali nilai yang ada padaregisternya. Referensi : http://id.wikipedia.org/wiki/Modbus
1
B. Virtual Serial Port Emulator Sesuai dengan namanya VSPE ini adalah sebuah software yang dikeluarkan oleh Enterlogic yang dimaksudkan untuk dapat membantu para software engineer dan para pengembang untuk membuat aplikasi / debug / tes yang menggunakan port serial. Hal ini dapat membuat berbagai perangkat virtual untuk mengirimkan dan menerima data. Tidak seperti port serial biasa, perangkat virtual ini memiliki keampuan khusus misalnya, perangkat yang sama dapat dibuka lebih dari sekali oleh berbagai aplikasi, yang dapat berguna dalam banyak kasus. Dengan VSPE ini kita dapat berbagi data port serial fisik untuk beberapa aplikasi, mengekpos port serial untuk jaringan local (melalui protocol TCP), membuat maya pasang port perangkat serial dan sebagainya. Referensi : http://www.eterlogic.com/Products.VSPE.html
C. Modbus Slave Multiple RTU Merupakan software yang berfungsi sebagai simulation pengganti PLC/Transmitter berbasis Modbus. Software ini menjadi PLC dummy/tiruan yang berisikan register-register Modbus (holding register, input register, status register, dan coil register). Register tersebut dapat diakses menggunakan serial port dengan menggunakan PLC ataupun computer lain yang berfungsi sebagai HMI. Kegunaanya adalah untuk menggantikan PLC sebenarnya agar ketika membuat HMI akan lebih praktis ketika mencoba mengakses register. Kelebihan utama software ini yaitu dapat menjadi beberapa dummy/tiruan sekaligus. Cocok untuk membuat HMI pada SCADA system yang memiliki banyak RTU agar lebih praktis tidak memerlukan menggunakan banyak PLC yang sebenarnya. Referensi : http://www.rifqion.com/menulis/menggunakan-modbus-slave-multiple-rtu/
II. Alat Yang Digunakan Beserta Software A. PC / Laptop B. Software : Wonderware Intouch 10; wonderware factory suite I/O common component; modicon Modbus serial I/O server; (semuanya dapat di install dari “Device Integration”). C. Software : Virtual Serial Port Emulator (free dapat di download di http://www.eterlogic.com/Products.VSPE.html). D. Software : Modbus RTU Emulator (free dapat di download di http://www.plcsimulator.org/) III. Pembahasan A. Persiapan Software Persiapkan dan install software-software berikut : wonderware intouch 10, wonderware factory suite I/O common component, modicon Modbus serial I/O server, virtual serial port emulator, dan Modbus RTU emulator. Wonderware factory suite I/O common component dapat di install dari “Device Integration”
2
Modicon Modbus serial I/O server dapat di install juga dari “Device Integration”
Install virtual serial port emulator (dapat di download di http://www.eterlogic.com/Products.VSPE.html). Install Modbus RTU emulator (dapat di download di http://www.plcsimulator.org/). B. Menjalankan Virtual Serial Port Emulator Setelah Virtual Serial Port Emulator di install tadi maka akan ada shortcut VSPE lalu klik 2x dan muncul tampilan windows seperti berikut :
3
Lakukan konfigurasi menu disini : klik Device => Create => pilih Pair => next
Pilih virtual port yang ingin kita gunakan contoh COM1 dan COM2, kemudian Finish
Dalam hal ini kita akan menggunakan port COM1 untuk koneksi ke HMI Intouch dan COM4 untuk koneksi ke Modbus RTU Emulator. Run port virtual tersebut lalu minimize.
4
C. Mengkonfigurasi I/O Server Dalam mengkonfigurasi I/O ini, bila kita telah menginstall nya di Device Integration, maka tinggal masuk ke Start => All Program => Wonderware Factory Suite => I/O Server => Modicon Modbus
Dan akan muncul tampilan sebagai berikut, untuk mengkonfigur COM port klik Configure => Com Port Setting
Dan akan muncul tampilan sebagai berikut :
Setting configurasi dengan : dalam hal ini kita akan menggunakan COM 1 yang merupakan virtual serial port seperti yang sudah di konfigurasi sebelumnya, tekan “Done” jika telah selesai.
5
Setelah selesai mengkonfigurasi Port Setting, selanjutnya membuat Topic baru, pilih Configure => Topic Definition
Maka akan muncul tampilan windows seperti berikut :
Pilih New, dan configure Topic sebagai berikut :
Topic Name : isi dengan nama apapun sesuai yang kita inginkan contoh : latihan_modbus Com Port : pilih serial port dimana alat terpasang (dalam hal ini kita memilih serial port COM3) Slave Device Type : 584/984 untuk addressing 5 digit, 484 untuk addressing 4 digit, dan E model PLC untuk 6 digit addressing (disini karena Modbus RTU emulator menggunakan addressing 5 digit, maka slave device type yang dipilih adalah 584/984) Setelah selesai maka Topic baru (latihan_modbus) akan muncul di list topic
Klik done, setelah itu biarkan software I/O server tetap terbuka atai minimize saja. 6
D. Mengkonfigurasi Wonderware Intouch Buka Start => All Program => Wonderware => Intouch
Maka akan muncul jendela tampilan Intouch Aplication Manager, pilih File => New
Lalu buatlah aplikasi baru da nisi dengan nama “latihan_modbus”, setelah selesai maka akan muncul seperti berikut
7
Double klik pada nama latihan_modbus, dan akan muncul tampilan Intouch Windows Maker, pada tampilan ini kita akan membuat gambar atau animasi nya.
Setelah tampilan Intouch Window Maker terbuka, kita perlu mengkonfigurasi intouch ini supaya bias terhubung atau berkomunikasi dengan Modbus via I/O server yang sudah kita setting tadi. Sebelumnya kita telah membuat topic, dan sekarang kita akan membuat “acces name” sesuai dengan topic tadi di intouch ini. Buka Special => Access Name
Maka akan muncul jendela access name
8
Ingat sebelumnya kita telah membuat topic “latihan_modbus” pada konfigurasi I/O server, lalu isikan topic name tersebut, dan pada Appliction Name, isi : MODBUS, kemudian klik OK.
Maka topic name “latihan_modbus” akan ditampilkan pada list
\ Selanjutnya kita perlu membuat tagname, tagname ini adalah definisi nama variable yang berhubungan dengan address Modbus atau I/O dari device. Untuk itu tag juga berkaitan dengan access name yang sudah kita buat tadi. Untuk itu, pilih : Special => Tagname Dictionary
9
Maka akan muncul tampilan tagname dictionary
Pilih : New Isi Tagname : misalnya tagmodbus1 Pilih Type : I/O discrete (karena data modbusnya adalah discrete) Pilih Access Name : latihan_modbus (sesuai dengan access name yang tadi sudah kita buat) Isi item : misalnya, 40001 (address Modbus yang akan kit abaca/tampilkan)
Setelah mengkonfigurasi access name dan tagname, maka selanjutnya kita melanjutkan untuk membuat gambar atau animasi nya. Masih di intouch window maker, pilih menu : File => New Window
10
Maka akan muncul tampilan windows properties, isi sebagai berikut :
Setelah itu maka akan muncul blank windows dengan nama latihan_modbus
Buat animasi lampu seperti terlihat pada gambar diatas, Jika data Modbus 40001 on, maka lampu akan menyala atau berganti warna menjadi hijau, jika data Modbus 40001 off, maka warna lampu akan tetap merah. Double klik pada lampu, maka akan muncul tampilan sebagai berikut :
Isi expression dengan tagmodbus1 klik ok, save window. Dan animasi siap dijalankan. 11
E. Siapakan Modbus RTU Emulator Buka Modbus RTU Emulator / Modbus simulator
Maka akan muncul seperti berikut
Setting configuration seperti diatas, setelah selesai klik start. Setelah kita meng klik start tadi maka pada jendela Modbus data di bawah aka nada tanda connected berwarna hijau, itu menandakan bahwa Modbus simulator ini telah terkonek ke port yang kita setting tadi untuk memberikan data input. Dan Modbus simulator siap digunakan.
12
F. Menjalankan Animasi di Intouch Pada intouch windowmaker, pilih tombol runtime pada pojok kanan atas.
Maka akan muncul tampilan intouch window viewer
Pada awalnya gambar lampu ini berwarna merah, karena data Modbus awal 40001 masih 0 (off). Lalu rubah pada data Modbus 40001 menjadi 1 (on) di Modbus simulator.
13
Maka pada tampilan intouch window maker, lampu akan berubah menjadi warna hijau (on)
Dalam hal ini bila warna lampu telah menjadi hijau (on) maka komunikasi intouch dengan Modbus telah berhasil. IV. Catatan 1. Nilai-nilai yang dapat disikan ke register saat ini hanyadapat menggunakan integer 2. Nilai maksimum yang dapat dimasukan ke register adalah 65536 karena menggunakan integer 16 3. Maste HMI/PLC dapat mengisikan nilai register ke table register 4. Dengan aplikasi Modbus emulator atau mosbus RTU simulator dapat memudahkan engineer pada saat acceptance test (FAT)/SAT) pada project installasi HMI industry.
14
