controllogix modbus system-coursemanual ind

ControlLogix – Modbus System for ControlLogix

Course Manual(IND) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- File Name:ControlLogix Modbus System-CourseManual(IND).doc Revision: 0.01 Printed: 09/06/02 of 29

Course Manual (IND)

ControlLogix – Modbus System for ControlLogix Facility: Power System Location: Thermal and Process Plant Discipline: Automation Originator: Ibnu Munzir

Revision: 0.01

Date of Issue: 2-Jun-09

A – For Approval, B – Bid, F – Final Issue (Approved for Logic Development), R - Revised

Type of Issue: R

Approvals

ITSL

PT Inco Engineering

PT Inco Maintenance

PT Inco Operations

Revision: Notes:

0.01 Issued for review.




1 PENDAHULUAN....................................................................................................... 3 1.1 Tujuan Pengguna ............................................................................................. 3 1.2 Kegunaan Dokumen ........................................................................................ 3

2 Apa itu modbus?....................................................................................................... 3 2.1 Media Protokol .................................................................................................. 3 2.2 Cara Komunikasi .............................................................................................. 4 2.3 Function Code ................................................................................................... 4

3 Modbus pada ControlLogix ..................................................................................... 4 3.1 Quck Setup ........................................................................................................ 4 3.1.1 Instalasi Harware ...................................................................................... 4 3.1.2 Instalasi Kabel........................................................................................... 5 3.1.3 Mengkoneksikan Cable ke Connector ................................................ 6 3.1.4 Setting Jumper .......................................................................................... 6

3.2 Konfigurasi Ladder Melalui RsLogix .............................................................. 7 3.3 Module Data Object ....................................................................................... 11 3.3.1 MCMModuleDef ...................................................................................... 11 3.3.2 MCMModule ............................................................................................ 12 3.3.3 Modbus Port Parameter ........................................................................ 13

3.4 Modbus Master Command............................................................................ 14 3.4.1 McmCmd.................................................................................................. 14

3.5 Ladder Logic.................................................................................................... 15 3.5.1 Power Up ................................................................................................. 16 3.5.2 Main Routine ........................................................................................... 16 3.5.3 Read Data................................................................................................ 17 3.5.4 Write Data ................................................................................................ 18

4 Diagnosa dan TroubleShooting............................................................................ 25 4.1 Diagnosa .......................................................................................................... 25 4.2 Troubleshooting .............................................................................................. 26

5 Contoh Latihan. ..................................................................................................... 27 5.1 Membaca Data Dari Modbus Devices......................................................... 27 5.2 Menulis Data pada Modbus Devices........................................................... 28




Modbus System Untuk Control Logix

1 PENDAHULUAN

Dokumen ini membahas mengenai dasar dari system modbus secara umum dan bagaimana penggunaannya secara praktis pada control logix.

1.1 Tujuan Pengguna

Tujuan pengguna dokumen ini adalah para engineer atau maintenance yang responsibel terhadap ControlLogix System pada Plant yang menggunaka nModbus sebagai sarana pertukaran data.

1.2 Kegunaan Dokumen

Dokumen ini digunakan sebagai dasar pengetahuan untuk menggunakan modbus pada control logix dan digunakan sebagai panduan dari engineer ataupun maintenance dalam melakukan troubleshooting maupun konfigurasi dari Modbus system.

2 Apa itu modbus?

Modbus adalah salah satu protokol untuk komunikasi serial yang di publikasikan oleh Modicon pada tahun 1979 untuk di gunakan pada PLC Modicon (PLC pertama di dunia yang di kembangkan oleh Schneider). Protokol ini menjadi standard komunikasi dalam industri dan menjadi yang paling banyak dipakai untuk komunikasi antar peralatan elektronik pada industri. Alasan utama mengapa Modbus Protokol banyak di gunakan adalah:

1. Di publikasikan secara terbuka tanpa royalty fee untuk penggunaannya. 2. Relatif mudah untuk di aplikasikan pada industrial network. 3. Modbus mempunyai struktur bit tanpa memiliki banyak larangan bagi vendor lain untuk

mengaksesnya. Modbus digunakan untuk komunikasi antara devices yang terkoneksi pada jaringan yang sama, misalnya untuk sebuah system yang mengukur temperature, tekanan dsb kemudian mengkomunikasikan hasilnya pada komputer. Modbus biasanya digunakan untuk supervisory pada RTU (remote terminal unit( pada System SCADA.

2.1 Media Protokol

Media Modbus Protokol terbagi atas tiga yaitu Serial port dan Ethernet port dan versi tambahan. Kebanyakan Modbus devices berkomunikasi dengan serial RS485 Port. Pada koneksi serial, ada dua varian yaitu Modbus RTU dan Modbus ASCII, Modbus RTU menggunakan representasi bit pada pengiriman datanya sedan Modbus ASCII menggunakan format data ASCII dalam pengiriman datanya. Dode dengan varian ASCII tidak bisa berkomunikasi dengan varian RTU dan sebaliknya. Pada versi tambahan, ada jenis Modbus + (MB+). Modbus ini memiliki kecepatan transfer data 1MBps tetapi merupakan proprietary dari Modicon . Tidak seperti Modbus, MB+ harus menggunakan media transfer spesial untuk komunikasinya.




2.2 Cara Komunikasi

Pada tiap modbus devices memiliki address yang unik dari 0 s/d 247. Pada komunikasi serial, hanya node yang di set master yang bisa menginisiasi command kepada slave dengan address tertentu( Slave ID). Tiap command mengandung data address dari slave yang dituju, hanya slave dengan address yang dituju yang akan merespond command tersebut.

2.3 Function Code

Function Code adalah bit dalam word yang dikirim ke node slave untuk menyatakan slave akan di tulis atau dibaca pada tabel data yang mana. Function Code Action Table Name 01 (01 hex) Read Discrete Output Coils 05 (05 hex) Write single Discrete Output Coil 15 (0F hex) Write multiple Discrete Output Coils 02 (02 hex) Read Discrete Input Contacts 04 (04 hex) Read Analog Input Registers 03 (03 hex) Read Analog Output Holding Registers 06 (06 hex) Write single Analog Output Holding Register 16 (10 hex) Write multiple Analog Output Holding Registers

3 Modbus pada ControlLogix

Produk Allen Bradley MVI56-MCM (Modbus Communication Module) membuat AB Control Logix prosesor dapat dengan mudah berkomunikasi dengan devices lain yang dilengkapi dengan modbus protocol. Pada bagian ini tidak di jelaskan secara detail mengenai prinsip kerja dari Module ini. Tetapi beberapa point penting akan di bahas pada sesi ini. Ada beberapa jenis module modbus pada Control logix, antara lain :

• 1756-MCM (Modbus)

• 1756-MBP (Modbus Plus)

• 1756-MCMR (Modbus with reduced data block) Masing masing module memiliki spesifikasi penggunaan yang hampir sama tetapi yang pailing umum digunakan adalah 1756-MCM .

3.1 Quck Setup

3.1.1 Instalasi Harware

Untuk melakukan koneksi dengan modbus devices secara simple sebagai berikut: 1. Pasang Module dengan posisi lurus antara atas dan bawah chassis guide




2. Dorong module pada chassis sampai terdengar bunyi “Click”

3.1.2 Instalasi Kabel

Pada Modbus Module 1756-MCM memiliki tiga buah port untuk serial

• Satu untuk R2232 Configuration/Debug Port (Konektor RJ 45) dan

• Dua Port untuk Modbus Communication (Konektor RJ 45)




3.1.3 Mengkoneksikan Cable ke Connector

Untuk mengkoneksikan kabel ke konektor ini biasanya dalam paket modul disediakan kabel khusus untuk keperluan ini. KEbanyakan jenis serial komunikasi yang digunakan pada modbus communication menggunakan RS485 karena bisa menjangkau jarak yang lebih jauh dibanding dengan Rs232. Komunikasi ini menggunakan 2 atau 3 cable untuk komunikasinya.

3.1.4 Setting Jumper

Setelah mengkoneksikan kabel tentukan bentuk komunikasi dari tiap port yang ada dengan merubah jumper yang terletak di bagian bawah dalam dari module.




3.2 Konfigurasi Ladder Melalui RsLogix

Utuk mengkonfigurasi modul ini melalui RsLogix ada beberapa step antara lain: 1. Pertama adalah mendefinisikan module pada system. Click kanan tombol mouse pada

IO Configuration intuk menampilkan popup menu, Pilih New Module… option dari menu I/O Configuration.




2. Kemudian akan muncul windows untuk pilihan module :

3. Kemudian pilih 1756-MODULE (generic 1756 Module) dari list dan klik OK button, kemudian akan muncul dialog box berikut:




4. Isikan pada dialog box Connection parameter sebagaimana ditunjukkan pada gambar.

SAlah dalam pertama kali mengisi parameter tersebut menyebabkan Module tidak bisa berkomunikasi dengan backplane.

Setelah itu akan muncul windows:

Pilihlah nilai RPI dengan range dibawah 1ms. Nilai 1 s.d. 10ms kebanyakan berkerja pada semua devices.




Setelah langkah diatas, pada IO configuration aka muncul modul yang telah kita definisikan sebelumnya dan pada controller akan didefinisikan tag module tersebut.

5. Langkah selanjutnya adalah mendefinisikan User define data types untuk digunakan oleh module tersebut. Langkah paling mudah adalah mencopy data dari contoh logic yang telah didistribusikan saat kita meng-install RsLogix ke program yang kita buat.




6. LAngkah berikutnya adalah mendefinisikan data yang akan digunakan sebagai interface

antara module dengan ladder logic. Double Click pada controller tag folder untuk melihat nilai tiap tag.

MVI56-MCM tag didefinisikan dengan nama MCM. PAda bagian ini anda akan memerlukan waktu untuk mengkonfigurasi nilai pada tag MCM data table. Bagian ini akan di bahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya.

7. Langkah terakhir, download program kedalam PLC processor dan set mode dari

processor ke posisi “run”.

3.3 Module Data Object

3.3.1 MCMModuleDef

Semua data dari module MCM di simpan pada User Defined Data Types. Object ini mengandung objek untuk mendefine konfigurasi, user data, status dan command control KOnfigurasi dari module dilakukan dengan cara mengisi nilai pada objek konfigurasi Anda dapat melihat table objek dan fungsinya dengan membuka padafolder data types -> user defined.




Sub bagian dari data aini akan di bahas dibawah

3.3.2 MCMModule




Object ini digunakan untuk mengatur proses pemindahan data antara module dan processor.

3.3.3 Modbus Port Parameter

Object ini digunakan untuk mendefine parameter tiap port pada modbus




3.4 Modbus Master Command

3.4.1 McmCmd

Object ini cukup penting dan menentukan dalam proses pemindahan data dari modbus device ke module dan kemudian ke processor. Tiap definisi pada tiap parameter dibutuhkan sebagaimana penje lasan di bawah:

Parameter Deskripsi

Enable Parameter ini digunakan untuk mendefinisikan apakah command ini akan di eksekusi atau tidak. 0 = disable , 1 = enable 2= akan di eksekusi hanya jika data yang berkaitan berubah setelah waktu terakhir kali command ini di eksekusi.

IntAddress Parameter ini menspesifikasikan internal register address yang berhubungan dengan command. Range dari parameter ini adalah 0 – 4999

PollInt Parameter ini mendifinisikan waktu minimum untuk perpindahan ke command berikutnya. Parameter ini dapat digunakan untuk memperkecil load jaringan modbus. Range valid antara 0 – 65535

Count Parameter ini digunakan untuk menentukan jumlah register yang akan diminta oleh command. Range antara 0 – 120 Words atau 2000 bit




Swap Parameter ini duganakan jika data dalam command perlu dirubah ketika menggunakan modbus function code 3. 0 = no swap 1 = swap word values 3 = swap byte values

Device Parameter ini digunakan untuk meng-assign alamat modbus slave. Alamat nya antara 0 – 255.

Func Parameter ini digunakan untuk mengassign modbus function antara lain: 1,2,3,4,5,6,15 dan 16

Dev Address Parameter ini mendefinisikan start address device. Silahkan merefer pada spesifikasi pabrik tiap device untuk alamat ini yang biasa di sebut modbus map address

3.5 Ladder Logic

Ladder logic dibutuhkan pada aplikasi MVI56-MCM module. Tugas yang harus di handel oleh ladder logic antara lain : Modul konfigurasi, data transfer, special blok, dan penerimaan data. Sebagai tambahan, pada program dapat di buat Power Up handler Logic untuk menhandel inisialisasi modul dan meng-clear processor fault. BErikut struktur program dari Sample Logic Modbus Module:




3.5.1 Power Up

Power up logic ini digunakan untuk inisialisasi data object saat pertama kali meng-on kan controller dan mengcover controller fault saat awal pertama PLC di on kan

Ladder diatas akan mengambil parameter pada Major Fault register pada controller kemudian men-setnya menjadi 0.

Ladder diatas akan men-set semua parameter write data pada modbus module menjadi 0 dan memulai dari awal proses pembacaan data.

3.5.2 Main Routine

Bagian ini diperuntukkan untuk mengecek adanya data baru yang muncul pada modul modbus




Ladder diatas akan mengecek read block ID jika terdapat data yang baru dengan melihat MCM.BP.Last read tidak sama dengan Local:1:I:Data[249], maka logic ini akan menscan routin untuk pembacaan data dan penulisan data.

3.5.3 Read Data

Read Data logic dibutuhkan untuk membaca data pada modbus modul untuk kemudian di tuliskan ke dalam processor. Data ditransfer dari modul ke processor menggunakan modul input image Local:1:I:Data[ ].

Ladder urutan pertama diatas akan mengeset nilai last read block dengan nilai Local:1:I:Data[249].

Pada rung diatas, jika modul di konfigurasi pada zero module dalam hal ini register count di set ke 0, maka modul akan memngirimkan kode identifikasi 0 atau -1. Modul hanya akan mengirimkan status data. MAka rung diatas akan menghandle kondisi tersebut.




Pada rung di atas, akan menentukan jika ada data baru pada input image adalah data untuk user. Logic ini akan menempatkan data pada lokasi yang benar pada processor Masih ada lagi logic untuk menghandle mode pass thru pada MCM module, tetapi pada bagian ini belum di jelaskan.

3.5.4 Write Data

Task ini berfungsi untuk mengatur transfer data dari Processor ke modul. Data di transfer dari prosesor ke modul menggunakan modul output image (Local:1:O:Data[ ]).

Pada rung diatas, akan menset MCM.BP.Last write sengan nilai dari Local:3:I.Data[1].




2 Rung di atas akan mengatur proses warm boot dan cold boot dari processor. WarmBoot hanya mereset software dari modul sedangkan cold boot akan mereset hardware modul.

Pada rung diatas, akan mengirimkan data dari processor ke modul untuk mengeksekusi command list. 5001 adalah kode untuk port 1 dan 0 mov ke Data[1] adalah perintah untuk meneksekusi Comd[0].




PAda rung diatas saat EventCmd bit ter-set , maka rung akan di eksekusi. Command ini di gunakan apabila kita tidak mau mengkonfigurasi master command list, BErikut adalah penjelasan dari tiap parameter offset:

Parameter pada range 1000-1255 adalah melalui port 1 sedangkan 2000-2255 melalui port 2. Sedangkan 0 -255 range merepresantisakan slave address yang dituju.




Jika modul dikonfigurasi tanpa blok transfer, maka special proses dibutuhkan. Rung berikut akan menghandel hal tersebut.

Rung berikut adalah yang paling penting, dimana rung inin menghandel proses pengiriman data dari processor ke modul. Lebih dari 200 word data yang tersimpan pada processor (MCM.WriteData[ ])dapat di transfer pada satu waktu

Rung selanjutnya berfungsi untuk mengirimkan informasi block transfer size (code 9000) dan configurasi modbus port .




Deskripsi dari tiap bit nya adalah sebagai berikut:

Dua rung terakhir dibawah berfungsi mengirimkan konfigurasi master command list ke modul.




Definisi tiap parameter adalah sebagai berikut:




6000 ke 6003 merepresentasikan port 1 sedang 6100 ke 6103 merepresentasikan port 2.




4 Diagnosa dan TroubleShooting

4.1 Diagnosa

Cara yang mudah Untuk mendiagnosa module adalah dengan melihat kondisi LED dilapangan. Indikasi dan maksud dari tiap warna led adalah sebagai berikut:

Prosoft Module Color Status Indication

On Data sedang ditransfer antara modul dan remote terminal menggunakan Debug Port

CONFIG Green

Off Tidak ada data yang sedang ditransfer ke debug port

On Data sedang ditransfer antara module dan modbus network pada port 1

P1 Green

Off Tidak ada data yang sedang ditransfer ke port

On Data sedang ditransfer antara module dan modbus network pada port 2

P2 Green

Off Tidak ada data yang sedang ditransfer ke port

On MCM Module Bekerja Normal App Amber

Off Ada komunikasi error pada modbus port

On Module menulis data ke back plane BP ACT Amber

Off Module sedang membaca dari backplane

Off Module tidak mendapat power atau tidak terplug ke backplane

Green Modul beroperasi normal

OK RED/ Green

Red Program mendeteksi error atau sedang di konfigurasi. Cobalah merestart modul dengan cara mencabut kemudian memasang kembali pada rack

Off Battery OK BAT Red

On Battery bermasalah atau rusak atau tidak ada




4.2 Troubleshooting

Tabel berikut akan membantu anda untuk melakukan trouble shooting.

Problem Description

Langkah Penyelesaian

Processor Fault Pastikan modul ter-plug pada slot dan dikonfigurasi untuk modul MVI56-MCM

Processor I/O Flashes

Ini mengindikasikan ada problem dengan komunikasi backplane. PAstikan semua modul terkonfigurasi pada processor

BP ACT LED selalu off atau blink Slowly

Ini mengindikasikan oprasi transfer data pada backplane dan modul gagal. Pastikan: Backplane driver terdapat untuk modul Modul sudah dikonfigurasi untuk membaca dan menulis block data transfer Ladder Logic sudah menghandel read dan write block Modul sudah dikonfigurasi dalam processor

OK LED merah Program halt atau critical error terjadi. Check pada tag error. Jika tetap bermasalah remove modul dan re-insert ke dalam rack




5 Contoh Latihan.

Dengan menggunakan software modbus simulator, lakukan proses pembacaan dan penulisan data dari PLC ke Computer dan sebaliknya. Tools yang digunakan:

• Mdbus Modbus Simulator

• USB to RS485 (Phoenix:PSM-ME-RS232/RS485-P)

• PLC set (dengan Modbus Module)

5.1 Membaca Data Dari Modbus Devices

Langkah yang dilakukan: 1. Koneksikan antara devices(komputer) ke Clx Modbus Module dengan menggunakan

kabel serial 2. KOnfigurasi file contoh modbus untuk digunakan pada system 3. Konfugurasi modbus simulator dengan Slave ID = 1 Holding Register 1 s/d 20

4. Konfigurasi P1.Cmd untuk mengambil data dari holding register (function Code 3) 5. Rubah nilai holding register dengan memasukkan nilai tertentu pada bit 1 s.d 4




6. Lihat pada MCM.ReadData seharusnya nilai diatas akan terbaca

5.2 Menulis Data pada Modbus Devices.

Ulangi langkah 1 s.d 3 seperti di atas, 1. Konfigurasi P1.Cmd[1] untuk menulis data dari PLC dengan functian Code 6 (write single

holding register)

2. Cobalah menulis ke devices dengan merubah nilai pada MCM.Write Data




Nilai yang anda masukkan pada MCM.WriteData[0] akan tertulis pada Devices register address 2. Ulangi langkah diatas untuk alamat register yang berbeda dan Function Code yang berbeda.

controllogix modbus system-coursemanual ind

Documents

modbus pada controllogix

apa itu modbus

modbus port parameter

modbus master command

controllogix facility

power system thermal

controllogixcourse manualind

module data object