MGate MB3180, MB3280, MB3480 - Standardowa brama Modbus z 1, 2 lub 4 portami RS-232/422/485
Cena od 1 257,00 zł netto
Przy złożeniu zamówienia do godziny 15:00 paczka zostanie wysłana jeszcze tego samego dnia W magazynie
Wstęp
Konwertery protokołów MGate MB3000-G2 to nowa generacja rozwiązań do integracji sieci Modbus w środowiskach przemysłowych. W porównaniu do starszych modeli oferują większą elastyczność konfiguracji oraz podniesiony poziom bezpieczeństwa, odpowiadający aktualnym wymaganiom systemów OT.
Seria MB3000-G2 została wyposażona w mechanizmy Secure Boot i jest przygotowana do spełnienia wymagań normy IEC 62443-4-2, co znacząco zwiększa odporność urządzeń na nieautoryzowane modyfikacje i zagrożenia cybernetyczne. Dodatkowym atutem jest możliwość jednoczesnej pracy w dwóch niezależnych podsieciach Ethernet, umożliwiająca bezpieczne łączenie i segmentację sieci przemysłowych.
Dzięki rozbudowanym funkcjom diagnostycznym, elastycznym trybom pracy oraz nowoczesnemu interfejsowi webowemu, konwertery MGate MB3000-G2 stanowią solidną podstawę do modernizacji istniejących instalacji i budowy niezawodnych, przyszłościowych systemów przemysłowych.
W dalszej części artykułu pokażemy, jak konwertery MGate MB3000-G2 sprawdzają się w praktyce. Omówimy typowe scenariusze zastosowań w instalacjach przemysłowych, zasady routingu zapytań Modbus oraz przykładową konfigurację. Całość uzupełnimy o przegląd możliwości diagnostycznych nowej serii oraz krótkie porównanie z wcześniejszymi generacjami urządzeń.
W kontekście Modbus określenia Master/Client oraz Slave/Server odnoszą się do tych samych ról w komunikacji i w artykule mogą być używane zamiennie.
Typowe zastosowania w systemach automatyki
Bramki serii MGate MB3000-G2 oferują różnorodne możliwości integracji sieci Modbus, odpowiadając na konkretne wyzwania w instalacjach przemysłowych:
Integracja masterów Modbus TCP z wieloma slaveami szeregowymi Modbus RTU/ASCII
Jest to najczęstsze zastosowanie, w którym nowoczesne sterowniki PLC lub systemy SCADA (master Modbus TCP) zbierają dane z urządzeń RS-232/422/485 (slave Modbus RTU/ASCII). Każdy port szeregowy bramki może obsłużyć do 31 urządzeń RS-485 jednocześnie.
Integracja masterów RTU z slaveami Modbus TCP
W tym scenariuszu nadrzędne urządzenie szeregowe (np. sterownik PLC lub starszy panel HMI) musi pobierać dane z slaveów Modbus TCP. Bramka MGate działa tutaj jako łącznik, który pozwala jednemu Masterowi RTU na dostęp i odpytywanie do 32 slaveów Modbus TCP jednocześnie. Dzięki temu starsza infrastruktura szeregowa zyskuje pełną kontrolę nad nowymi urządzeniami w sieci, takimi jak rozproszone wyspy I/O, liczniki energii czy falowniki z interfejsem Ethernet.
Obsługa urządzeń o stałych (niezmiennych) adresach ID
W przypadku starszych urządzeń, których identyfikatory Modbus są ustawione na sztywno i powtarzają się (np. kilka urządzeń ma ID=1), modele wieloportowe MB3270-G2 i MB3470-G2 oferują funkcję Mapped ID. Pozwala ona przypisać wirtualne adresy ID dla systemu nadrzędnego, które bramka tłumaczy na fizyczne adresy poszczególnych urządzeń na różnych portach.
Równoczesne sterowanie Modbus TCP i Modbus RTU (Serial Redirector)
Dzięki funkcji przekierowania szeregowego, użytkownik może zachować istniejące połączenie szeregowe (np. HMI połączone bezpośrednio ze sterownikiem) i jednocześnie dodać zdalny monitoring przez Ethernet. Bramka działa wtedy jako inteligentny rozdzielacz sygnału.
Integracja różnych parametrów transmisji w jednej sieci
Bramki 2- i 4-portowe pozwalają na jednoczesną obsługę urządzeń pracujących z różnymi prędkościami (baudrate) oraz różnymi protokołami (Modbus RTU i ASCII). Całość jest widoczna dla klienta TCP jako jedna, spójna sieć.
Łączność ze starszymi systemami SCADA
W sytuacjach, gdy używane oprogramowanie (np. starsza SCADA lub dedykowane narzędzie diagnostyczne) nie obsługuje protokołu Modbus TCP i wymaga do pracy tradycyjnego portu COM, z pomocą przychodzi funkcja RealCOM. Pozwala ona na stworzenie w systemie operacyjnym komputera wirtualnego portu szeregowego, który fizycznie znajduje się w bramce MGate. Dzięki temu aplikacja „widzi” zdalne urządzenie tak, jakby było podłączone kablem RS-232/485 bezpośrednio do komputera. Jest to najprostszy sposób na modernizację instalacji bez konieczności kosztownej wymiany specjalistycznego oprogramowania.
Tryb Agent i Transparent
Aby dostosować się do różnych wymagań systemów, urządzenia nowej serii oferują dwa odmienne mechanizmy wymiany danych. Poniżej przedstawiamy charakterystykę trybów, z uwzględnieniem ich zalet i ograniczeń.
- Transparent Mode – metoda konwersji, w której dane są bezpośrednio przekazywane z jednego interfejsu na drugi, z minimalnymi modyfikacjami, np. usunięciem lub dodaniem sumy kontrolnej w przypadku Modbus . W porównaniu z Agent Mode czas oczekiwania na odpowiedź jest dłuższy, ponieważ każda operacja wymaga pełnego cyklu zapytanie-odpowiedź przez magistralę szeregową. Jego głównymi zaletami jest brak ograniczeń związanych z pamięcią urządzenia, prostota oraz szybkość konfiguracji.
- Agent Mode – konwerter pełni rolę aktywnego pośrednika, który samodzielnie odpytuje urządzenia i przechowuje dane w swojej pamięci. Dzięki temu nadrzędny system otrzymuje informacje szybciej, ponieważ nie musi czekać na każdorazowe przetworzenie zapytania, a jedynie odczytuje już dostępne dane. Wymaga jednak od użytkownika nieco bardziej czasochłonnej konfiguracji, ponieważ konieczne jest samodzielne zdefiniowanie zapytań. Kolejną wadą tego trybu jest ograniczona pojemność pamięci. Wymiana danych odbywa się za pośrednictwem wbudowanej pamięci MGate, której zasoby są limitowane, podobnie jak liczba możliwych zapytań. W trybie Transparent te ograniczenia nie występują.
| MB3170-G2 | MB3270-G2 | MB3470-G2 | |
| Ilość portów szeregowych | 1 | 2 | 4 |
| Maksymalan ilość tagów | 150 | 300 | 600 |
| Dostępna pamięć | 2048 Bytes | 3072 Bytes | 4096 Bytes |
| Wspierane kody funkcji | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 15, 16, 23 | ||
| Maksymalna liczba komend tryb Modbus RTU/ASCII Agent | 128 na port szeregowy | ||
| Maksymalna liczba komend tryb Modbus TCP Agent | 128 | ||
Routing zapytań Modbus
Routing w bramce MB3000-G2 odpowiada za to, aby każde zapytanie wysłane od mastera trafiło do właściwego portu szeregowego i do właściwego urządzenia. Ponieważ jedna bramka może obsługiwać kilka magistral i wiele urządzeń jednocześnie, routing porządkuje komunikację i sprawia, że z punktu widzenia systemu nadrzędnego całość działa w przewidywalny sposób, bez konfliktów identyfikatów modbus. Należy pamiętać, że konfiguracja routingu jest wymagana tylko dla trybu Transparent. W trybie Agent komunikacja opiera się na mapowaniu danych bezpośrednio w pamięci wewnętrznej bramki, więc klasyczny routing zapytań nie jest potrzebny. MB3000-G2 oferuje trzy tryby routingu:
Pierwszym z nich jest routing oparty na adresach IP. W tym modelu każdemu portowi szeregowemu bramki przypisuje się unikalny, wirtualny adres IP. Dzięki temu aplikacja kliencka łączy się z konkretnym portem tak, jakby był on niezależnym urządzeniem sieciowym, co eliminuje konieczność konfiguracji skomplikowanych tabel routingu.
Alternatywą jest routing bazujący na portach TCP, gdzie cała komunikacja odbywa się pod jednym adresem IP bramki, ale ruch jest rozdzielany na poszczególne magistrale szeregowe poprzez różne numery portów TCP (np. 502, 503, 504).
Największą elastyczność zapewnia routing oparty na identyfikatorach Modbus. Mechanizm ten bazuje na rozróżnieniu pomiędzy Actual ID, czyli fizycznym adresem urządzenia, a Mapped ID adresem wirtualnym widocznym od urządzenia nadrzędnego. Bramka, po odebraniu zapytania, zamienia Mapped ID na właściwy Actual ID zgodnie z tabelą mapowania, a następnie przekazuje ramkę do odpowiedniego portu.
Konfiguracja
Rozpoczęcie pracy z bramką MGate MB3000-G2 wymaga wykonania dwóch podstawowych czynności: dostosowania urządzenia do struktury sieci Ethernet oraz skonfigurowania parametrów fizycznych interfejsów szeregowych. Są to kroki niezbędne, aby możliwa była dalsza konfiguracja protokołów i komunikacji Modbus.
Pierwszym etapem jest ustawienie adresu sieciowego, który umożliwi komunikację bramki z pozostałymi urządzeniami w sieci. Domyślnie MGate MB3000-G2 korzysta z adresu IP 192.168.127.254. Adres ten może zostać zmieniony bezpośrednio z poziomu przeglądarki internetowej lub przy użyciu narzędzia Device Search Utility (DSU), które ułatwia szybkie wykrycie urządzenia w sieci lokalnej i jego wstępną konfigurację.
Po nawiązaniu połączenia z bramką kolejnym krokiem jest konfiguracja parametrów portów szeregowych. Należy określić podstawowe ustawienia transmisji, takie jak prędkość komunikacji, parzystość czy liczba bitów stopu. Istotną nowością w serii G2 jest sposób obsługi rezystorów terminujących oraz rezystorów Pull High/Low. W przeciwieństwie do starszych generacji, które wymagały fizycznej konfiguracji za pomocą przełączników DIP, nowe modele oferują pełną programowalność tych elementów. Z poziomu interfejsu webowego, w zakładce Serial Port Settings, użytkownik może jednym kliknięciem włączyć terminator 120 Ω dla magistrali RS-485 oraz dobrać wartość rezystorów Pull High/Low. Domyślna wartość wynosi 150 kΩ, jednak w razie potrzeby może zostać zmieniona na 1 kΩ, co pozwala elastycznie dopasować parametry do specyfiki linii transmisyjnej i skutecznie ograniczyć zakłócenia w komunikacji.
Konfiguracja trybu Agent
Pierwszym krokiem konfiguracji jest aktywacja trybu Agent oraz określenie ról komunikacyjnych. W zakładce Protocol Settings należy przełączyć urządzenie w Agent Mode, a następnie zdefiniować kierunek wymiany danych. Polega to na wskazaniu, który protokół pełni rolę nadrzędną, czyli po której stronie znajduje się urządzenie typu Master (North Device Protocol), oraz który protokół obsługuje urządzenia podrzędne slave (Edge Device Protocol). W praktyce oznacza to określenie, czy bramka będzie pobierała dane z urządzeń szeregowych i udostępniała je w sieci Ethernet, czy też realizowała komunikację w odwrotnym kierunku.
Kolejnym etapem jest zdefiniowanie listy komend, czyli „nauczenie” bramki, jakie dane ma cyklicznie odczytywać z urządzeń końcowych. W widoku topologii należy wybrać przycisk Manage dla odpowiedniego portu szeregowego, a następnie dodać urządzenie podrzędne, podając jego fizyczny adres Server ID. Dla każdego urządzenia definiowane są konkretne komendy Modbus, obejmujące m.in. kod funkcji, adres początkowy rejestru, ilość odczytywanych danych oraz interwał odpytywania.
Po zdefiniowaniu sposobu odczytu danych następuje mapowanie danych (Data Mapping), które decyduje o tym, w jaki sposób będą one widoczne dla systemu nadrzędnego. W tym celu należy wrócić do widoku topologii, wybrać ikonę odpowiadającą serwerowi Modbus TCP i przejść do edycji konfiguracji. Po dodaniu tagów (Add Tags) wskazuje się wcześniej skonfigurowane komendy jako źródła danych. Bramka automatycznie mapuje je do swojej pamięci wewnętrznej, przypisując im konkretne adresy rejestrów Modbus TCP. To właśnie pod tymi adresami system SCADA będzie widział dane pochodzące z urządzeń szeregowych.
Ostatnim etapem jest weryfikacja poprawności działania konfiguracji. Po zapisaniu zmian należy przejść do zakładki Diagnostics > Protocol Diagnostics, gdzie dostępny jest podgląd danych przechowywanych w pamięci bramki. Interfejs webowy pozwala na obserwację wartości zmiennych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu można szybko ocenić, czy cykliczne odpytywanie urządzeń końcowych działa poprawnie. Jeżeli wartości są regularnie odświeżane, oznacza to, że komunikacja pomiędzy bramką a urządzeniami szeregowymi przebiega prawidłowo.
Konfiguracja trybu Transparent
Proces konfiguracji bramki MGate MB3000-G2 w trybie Transparent rozpoczyna się od wyboru odpowiedniej topologii i przypisania ról komunikacyjnych. W zakładce Protocol Settings należy ustawić tryb pracy na Transparent Mode, a następnie, na schemacie topologii, należy określić jakimi interfejsami realizowana jest komunikacja po stronie Client (Master) oraz Server (Slave). Użytkownik wybiera, czy urządzenie inicjujące zapytania Modbus komunikuje się przez TCP/IP, port szeregowy czy RealCOM, a analogicznie definiuje interfejs po stronie urządzeń odpowiadających. Pozwala to jednoznacznie wskazać, czy np. Modbus TCP Client ma komunikować się z Modbus RTU Server, czy też realizowany jest scenariusz odwrotny. Dzięki temu interfejs konfiguracyjny oferuje dużą elastyczność i umożliwia łatwe dopasowanie bramki do rzeczywistej architektury systemu.
Kolejnym krokiem jest konfiguracja routingu zapytań Modbus, który decyduje o tym, do którego portu szeregowego trafi konkretne zapytanie odebrane z sieci Ethernet. Ponieważ jedno połączenie TCP/IP może obsługiwać wiele magistral szeregowych, konieczne jest jednoznaczne określenie zasad rozdzielania ruchu. W zależności od architektury systemu bramka może kierować zapytania na podstawie identyfikatora Slave ID, numeru portu TCP lub adresu IP. Wybrana metoda routingu pozwala powiązać zapytania z konkretnymi portami szeregowymi i zapewnia poprawną komunikację z urządzeniami końcowymi.
Ostatnim etapem konfiguracji jest weryfikacja poprawności działania komunikacji. Po zapisaniu ustawień warto skorzystać z narzędzi diagnostycznych dostępnych w interfejsie webowym, w szczególności z zakładki Diagnostics > Traffic Monitor. Umożliwia ona podgląd ramek Modbus przesyłanych przez bramkę, dzięki czemu można sprawdzić, czy zapytania wysyłane przez Client (Master) są poprawnie przekazywane do odpowiednich portów szeregowych oraz czy urządzenia Server (Slave) odsyłają prawidłowe odpowiedzi.
Diagnostyka
Z poziomu interfejsu webowego użytkownik ma dostęp do bieżącego stanu połączeń sieciowych, w tym informacji o aktywnych sesjach Modbus TCP oraz liczbie i stanie połączeń z urządzeniami typu Client i Server. Pozwala to szybko zweryfikować, czy komunikacja z systemem SCADA została poprawnie zestawiona i czy zapytania docierają do bramki.
Interfejs webowy umożliwia również monitorowanie ruchu Modbus, dzięki czemu możliwy jest podgląd przesyłanych zapytań i odpowiedzi. Funkcja ta jest szczególnie przydatna podczas uruchamiania instalacji oraz w sytuacjach, gdy pojawiają się problemy z odczytem danych, przekroczenia czasów odpowiedzi lub błędy protokołu. Użytkownik może w prosty sposób sprawdzić, czy problem leży po stronie systemu nadrzędnego, bramki czy urządzeń polowych. Uzupełnieniem tej funkcji jest Converter Tool, który ułatwia analizę i interpretację ramek Modbus.
W trybie Transparent interfejs webowy umożliwia wysyłanie zapytań testowych Modbus, co pozwala ręcznie sprawdzić komunikację z urządzeniami końcowymi bez udziału systemu nadrzędnego.
W trybie Agent interfejs webowy pozwala dodatkowo kontrolować stan mapowania danych oraz poprawność cyklicznych zapytań realizowanych przez bramkę. System SCADA komunikuje się wówczas z pamięcią wewnętrzną urządzenia, co upraszcza diagnostykę i umożliwia wyraźne oddzielenie problemów sieciowych od problemów występujących na magistrali szeregowej.
Interfejs webowy udostępnia również logi zdarzeń, w których rejestrowane są błędy komunikacyjne, utrata połączeń oraz inne istotne zdarzenia systemowe. Dzięki temu możliwa jest analiza zarówno aktualnych, jak i historycznych problemów w działaniu systemu.
Dodatkowym elementem diagnostycznym jest wbudowany przekaźnik, który może zostać skonfigurowany do sygnalizowania określonych stanów, takich jak utrata połączenia sieciowego, błąd komunikacji lub inne zdarzenia alarmowe.
W celu szybkiej weryfikacji komunikacji sieciowej bramka oferuje również możliwość wykonania testu ping bezpośrednio z poziomu interfejsu webowego. Funkcja ta umożliwia sprawdzenie dostępności urządzeń w sieci Ethernet i pozwala szybko odróżnić problemy sieciowe od problemów związanych z protokołem Modbus.
Porówanienie produktów
| MB3170-G2 | MB3270-G2 | MB3470-G2 | MB3170 | MB3270 | MB3180 | MB3280 | MB3480 | |
| Ilość portów szeregowych | 1 | 2 | 4 | 1 | 2 | 1 | 2 | 4 |
| Rodzaj złącza portu szeregowego |
DB9 | DB9 lub terminal |
DB9 lub terminal |
DB9 | DB9 | DB9 | DB9 | DB9 |
| Ilość portów Ethernet | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 |
| Maksymalna ilość jednoczesnych zapytań od jednego mastera TCP |
32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
| Maksymalna ilość połączeń TCP jako Master lub Slave |
32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 16 | 16 | 16 |
| Serial redirector - komunikacja pomiędzy portami szeregowymi |
Brak | Tak | Tak | Brak | Tak | Brak | Brak | Brak |
| Możliwość pracy w dwóch podsieciach | Tak | Tak | Tak | Brak | Brak | Brak | Brak | Brak |
| Ilość portów światłowdowych modele S-SC, M-SC, SFP-tylko G2 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Zgodność z IEC 62443-4-2 Security Level 2 |
Tak | Tak | Tak | Brak | Brak | Brak | Brak | Brak |
| Wbudowane narzędzia monitoringu ruchu |
Tak | Tak | Tak | Brak | Brak | Brak | Brak | Brak |
| Programowalne rezystory | Tak | Tak | Tak | Tylko fizyczne | Tylko fizczyne | Tylko fizczyne | Tylko fizczyne | Tylko fizczyne |
| Możliwość mapowania portów COM | Tak | Tak | Tak | Tak | Tak | Brak | Brak | Brak |
| Priorytet odpowiedzi | Tak | Tak | Tak | Tak | Tak | Brak | Brak | Brak |
| Tryby pracy | Transparent, Agent |
Transparent, Agent |
Transparent, Agent |
Transparent | Transparent | Transparent | Transparent | Transparent |
| Domyślny typ montażu | Na szynie TH35 |
Na szynie TH35 |
Na szynie TH35 |
Na szynie TH35 |
Na szynie TH35 |
Na ścianie | Na ścianie | Na ścianie |
| Kompatybilność Elektromagnetyczna EMC |
EN 61000-6-2/-6-4 | EN 61000-6-2/-6-4 | EN 61000-6-2/-6-4 | EN 55032/35 | EN 55032/35 | EN 55032/35 | EN 55032/35 | EN 55032/35 |
Podsumowanie
Konwertery MGate-G2 pozwalają uporządkować nawet złożone sieci Modbus, łącząc tryby Agent i Transparent z elastycznym routingiem zapytań. Dużym wyróżnikiem serii są wbudowane narzędzia diagnostyczne, a w szczególności Traffic Monitor, który daje bezpośredni wgląd w rzeczywistą komunikację Modbus. Dzięki temu konfiguracja i uruchomienie systemu nie opierają się na domysłach, lecz na realnych danych widocznych w czasie rzeczywistym.
