Windows COM-Umlenkung:
Der Betrieb eines Modbus/RTU-Masters in virtuellen Umgebungen
Die Modernisierung z. B. von Rechnern aus der Gebäudeleittechnik ist häufig auch mit einer Virtualisierung der Umgebung verbunden. Die Windows COM-Umlenkung stellt in diesen Fällen serielle COM-Ports zur Verfügung, die als virtuelle Hardware komplett in das jeweilige Gast-System mit der RTU-Master-Applikation integriert sind. Durch das Netzwerk wird der Modbus/RTU-Datenverkehr dann bidirektional und transparent zu einem Com-Server und den dort angeschlossenen RTU-Slaves getunnelt.
Schnellinbetriebnahme
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Konfigurieren Sie den RS485-2-Draht-Modus über die internen DIP-Switches: 1,2,5 = ON, Rest = OFF. Die Zuschaltung der Terminierung (Schalter 6 und 7) ist abhängig von der vorhandenen RS485-Busstruktur. Ein physikalisches RS485-Segment darf max. zwei Terminierungsnetzwerke enthalten.
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Stellen Sie die Spannungsversorgung und den Anschluss des seriellen RTU-Gerätes an den Com-Server her, z.B. mit dem RS485-Schraubschnurzel.
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Vergeben Sie die IP-Parameter (IP-Adresse, Subnet Mask, Gateway) an den Com-Server mit WuTility.
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Aktivieren Sie die Paketierungsoption Interpacket Delay = 3ms. Hierdurch wird sichergestellt, dass Modbus-Datagramme geschlossen in einem Netzwerkpaket übertragen werden.
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Aktivieren Sie die Option Packet Options für die Betriebsart TCP-Server.
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Wichtig: Die vorgenommenen Einstellungen müssen über die Logout-Seite gespeichert werden.
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Installieren Sie die W&T COM-Umlenkung im Gast-System. Aufgrund der moderneren Architektur empfehlen wir auf aktuellen Windows-Systemen die Version "COM-Umlenkung Plug & Play".
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Starten Sie das Konfigurationstool und fügen Sie einen neuen virtuellen COM-Port hinzu.
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Geben Sie die Ziel-IP-Adresse des COM-Servers und - falls vergeben - das am Com-Server eingerichete System-Passwort ein. Über "Eingabe testen" können die Erreichbarkeit des Com-Servers und das Passwort überprüft werden.
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Übernehmen Sie die Änderungen und schließen Sie die Installation des virtuellen COM-Ports ab mit "OK" oder "Übernehmen".
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Im Anschluss muss in der Modbus/RTU-Master-Anwendung der neu angelegte virtuelle COM-Port als zu verwendende Schnittstelle konfiguriert werden.
Mögliche Probleme
Für die Diagnose eventueller Probleme ist es hilfreich, zunächst die grobe Funktionsweise der COM-Umlenkung in Verbindung mit dem Com-Server zu kennen:
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Virtuelle COM-Ports sind zunächst nur passive Ressourcen des jeweiligen Windows-PCs und lassen keinen unmittelbaren Rückschluss auf die Erreichbarkeit des Com-Servers bzw. dessen IP-Adresse zu.
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Erst mit dem Öffnen des COM-Ports durch eine Anwendung erfolgt auch eine netzwerkseitige Kommunikation zum Com-Server und es werden zwei TCP-Verbindungen dorthin aufgebaut: eine für die Übertragung der seriellen Nutzdaten (ab Werk 8000), die zweite für den Austausch von Steuer- und Statusinformationen (ab Werk 9094).
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Nur wenn beide Verbindungen erfolgreich aufgebaut wurden, wird das Öffnen der COM gegenüber der Anwendung positiv quittiert.
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Mit dem Schließen des COM-Ports werden auch beide TCP-Verbindungen zum Com-Server wieder geschlossen.
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Die seriellen Übertragungsparameter werden alleine durch den Modbus/RTU-Master bestimmt. Mit dem Öffnen des COM-Ports werden die Einstellungen über das Netzwerk an den Com-Server übertragen und übernommen. Die im Com-Server-Setup hinterlegten Parameter spielen keine Rolle und werden durch die COM-Umlenkung überschrieben.
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Der Com-Server behandelt beide Netzwerkverbindungen exklusiv. Besteht bereits eine Verbindung zu einem der Ports, wird der gleichzeitige Versuch eines konkurrierenden Clients abgewiesen (Connection refused).
Kommt es beim Start des Modbus/RTU-Masters und dem Öffnen des COM-Ports zu einer Fehlermeldung, empfiehlt es sich, zunächst die korrekte Installation und Funktion des virtuellen COM-Ports mit Hilfe des Portmap-Tools zu prüfen.
Portmap-Tool
Starten Sie das Konfigurationstool der COM-Umlenkung und klicken Sie den Button Portmap-Tool. Es wird eine Übersicht
aller im System verfügbaren bzw. reservierten COM-Ports erzeugt.
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Die Spalten Registry-DeviceMap, Symbolischer Link und Dienst müssen ausgefüllt sein. Falls nicht, prüfen Sie, ob die Installation des Ports im Konfig-Tool erfolgreich beendet wurde. Ggf. löschen Sie den COM-Port und legen ihn erneut an.
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Wenn die RTU-Master-Anwendung gestartet ist und diese den COM-Port erfolgreich geöffnet hat, zeigt die Spalte Geöffnet von… den Programmnamen oder die ProcessID an.
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Sind alle Spalten ausgefüllt UND unter Geöffnet v ist kein Eintrag, kann die Verfügbarkeit des COM-Ports über einen Rechtsklick und die Option COM-Port öffnen getestet werden. Kommt es hierbei zu Fehlermeldungen, prüfen Sie:
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Ist im Com-Server ein System-Passwort eingestellt und ist dieses gleichlautend in der COM-Umlenkung hinterlegt?
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Gewährleisten gegebenenfalls auf dem Rechner oder in der Infrastruktur befindliche Security- bzw. Firewall-Anwendungen eine ungehinderte serielle und netzwerkseitige Kommunikation?
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Connection State
Die erfolgreiche Verbindung der COM-Umlenkung zum Com-Server kann der Seite Setup Port x → Port State entnommen werden.
Die Seite ist nicht selbstaktualisierend und muss daher manuell über F5 aktualisiert werden.
Wenn der virtuelle COM-Port durch den Modbus/RTU-Master geöffnet ist, wird diese Verbindung in der Zeile Connection State angezeigt. Die dort angegebene IP-Adresse entspricht der Adresse des Rechners mit der COM-Umlenkung.
Byte Count (Serial Trans. und Serial Rec)
Unabhängig von der Betriebsart werden hier alle von dem jeweiligen Com-Server empfangenen (= Serial Rec) und gesendeten (= Serial Trans) Zeichen gezählt. Die Webseite ist nicht selbstaktualisierend, für die aktuellen Werte muss also manuell neu geladen werden (F5).
Das Hochzählen des Counters Serial Trans. entspricht hier dem Polling des Modbus/RTU-Masters an den RTU-Slave. Dessen Antworten werden im Counter Serial Rec dargestellt. Nachfolgend einige Beispiele:
Der Modbus/RTU-Master meldet Timeouts und Serial Trans. zählt hoch, Serial Rec bleibt unverändert
Die vom Modbus/RTU-Master gesendeten Requests werden von dem RTU-Slave nicht erkannt bzw. verstanden und daher nicht beantwortet. Mögliche Ursachen:
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Die vom Modbus/RTU-Master gewählten seriellen Übertragungsparameter stimmen nicht mit den Einstellungen des RTU-Slaves überein
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Die Bus-Polarität des RS485-Kabels ist falsch. Vertauschen Sie testweise A/B bzw. +/-
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Die Pinbelegung des RS485-Kabels ist falsch, das Kabel ist defekt oder gar nicht angeschlossen
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Die vom Modbus/RTU-Master verwendete Modbus-Adresse stimmt nicht mit der Einstellung des Slaves überein
Der Modbus/RTU-Master meldet Timeouts oder falsche bzw. unvollständige Responses. Serial Trans. und Serial Rec zählen beide hoch
Die vom RTU-Slave erzeugten Responses werden vom Modbus/RTU-Master nicht verstanden oder nur unvollständig interpretiert. Mögliche Ursachen:
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Mit der Werkseinstellung versucht der Com-Server seriell empfangene Zeichen schnellstmöglich an die COM-Umlenkung zu übertragen. Hierdurch werden RTU-Responses des Slaves auf mehrere Netzwerkpakete verteilt, was Master-seitig zu Fehlinterpretationen führt. Konfigurieren Sie im Com-Server die Paketierungsoption Interpacket Delay z. B. auf 3ms und aktivieren diese für den Modus/TCP-Server. Hierdurch wird sichergestellt, dass Modbus-Datagramme geschlossen in einem Netzwerkpaket übertragen werden.
