Статья описывает организацию удалённого сбора показаний с электросчётчиков Меркурий 203.2Т через последовательный интерфейс. Приведён рабочий скрипт на Python 3, который формирует запросы с CRC-16 (Modbus) и разбирает ответы для получения серийного номера и расхода по тарифам.
- Задача — автоматизировать сбор показаний примерно с двадцати счётчиков быстро и с минимальными затратами.
- Для сбора данных использован уже развёрнутый Zabbix, а подключение к счётчику выполнено через COM-порт ПК с Debian.
- Клеммы счётчика находятся под опломбированной крышкой, поэтому потребовалось согласование с сетевой компанией для снятия и повторной установки пломб.
- Счётчик принимает строку ADDR-CMD-CRC и возвращает ADDR-CMD-DATA-CRC; CRC — два байта, вычисляемые по предшествующим байтам пакета.
- С помощью программы konfigurator и сниффера установлено, что контрольная сумма считается как CRC-16 (Modbus) с полиномом 0xA001.
- Скрипт на Python 3 с модулем pyserial получает серийный номер командой 0x2f и расход по тарифам командой 0x27, значения умножаются на 0.01 кВт*ч.
- Меркурий 203.2Т
- Zabbix
- COM-порт
- CRC-16 (Modbus)
- pyserial
- Адаптер USB -> COM «Меркурий-221»
- оптопорт
Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, занимающимся сбором данных с электросчётчиков
- Обучение ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПЛК К ПК ЧЕРЕЗ ВИРТУАЛЬНЫЙ COM-ПОРТ
- Статья Чем хорош мониторинг SCADA-систем WinCC в Zabbix
- Статья Zabbix + Wirenboard: мониторинг производства
Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.
Организовать удаленный сбор показаний с электросчетчиков — задача вроде не сложная, счетчики с каждым годом все умнее и умнее и должны сами все отправлять, ан нет, информация конечно есть, но она разрозненная. Производители оборудования видимо тоже хотят зарабатывать на продаже своего ПО. Пишу эту статью чтобы сэкономить время всем, у кого есть похожие задачи.
Начало
На предприятии нужно было автоматизировать сбор показаний с электросчетчиков, порядка двадцати штук. Сделать это требовалось быстро и максимально дешево. Поэтому приняли решение собирать данные с помощью уже развернутого Zabbix, а вот для подключения к счетчику потребовалось написать небольшой скрипт, об этом ниже. Так вышло, что сбор показаний, это лишь один из параметров, который нужно собирать, за остальные отвечает ПК с Debian на борту, поэтому не было сложности подключиться к счетчику через COM-порт. Конечно, для большинства, будет удобнее использовать локальную сеть и получить информацию с промышленного коммутатора или конвертера интерфейсов.
Из вариантов подключения также можно рассматривать оптопорт, правда потребуется приобретать дополнительный девайс, с другой стороны — не нужно снимать пломбу.
Клеммы для подключения к счетчику находятся под опломбированной крышкой.
Поэтому нам пришлось договариваться сетевой компанией о том что, нужно снимать пломбы, выполнять работы, заново пломбировать счетчики. Но в итоге, договоренности были достигнуты и можно было спокойно заниматься решением основной задачи.
Решение задачи
Как следует из официальной документации.
Счетчик, принимает на вход строку байтов формата ADDR-CMD-CRC, а отдает ADDR-CMD-DATA-CRC, где:
- ADDR — Имя счетчика (для меркурий 203.2Т — совпадает с серийным номером)
- CMD — Код команда
- DATA — Данные, зависят от запроса
- CRC — 2х байтовый циклический избыточный код, вычисляемый по всем предшествующим байтам данного пакета. Из этого объяснения не понятно что записывать в поле контрольной суммы.
Дефис в последовательности не используется, здесь использован для разделения логических блоков.
Первым делом, подключимся к счетчику с помощью стандартной программы konfigurator и, с помощью сниффера, посмотрим на передаваемые пакеты, выясним какую контрольную сумму нужно добавлять в конец. Ниже, строка полученная от счетчика.
Воспользовавшись онлайн калькулятором CRC выясняем, что нужно вычислить CRC-16 (Modbus) с полиномом 0xA001.
Немного Python
Ссылок на алгоритм вычисления достаточно, поэтому не буду останавливаться на нем. Для разработки я использовал Python 3
def crc16(data):
crc = 0xFFFF
l = len(data)
i = 0
while i < l:
j = 0
crc = crc ^ data[i]
while j < 8:
if (crc & 0x1):
mask = 0xA001
else:
mask = 0x00
crc = ((crc >> 1) & 0x7FFF) ^ mask
j += 1
i += 1
if crc < 0:
crc -= 256
result = data + chr(crc % 256).encode() + chr(crc // 256).encode(‘latin-1’)
return result
Теперь попробуем получить от счетчика его серийный номер и проверить CRC. Понадобится установить модуль pyserial
import serial
import struct
import time
sn = 26222790
# Открываем соединение
ser = serial.Serial(‘/dev/ttyUSB0’, 9600, serial.EIGHTBITS, serial.PARITY_NONE, serial.STOPBITS_ONE)
print (‘Connected:’, ser.isOpen())
# x2f — Команда для получения серийного номера
chunk = struct.pack(‘>L’, int(sn))
chunk += b’x2f’
chunk = crc16(chunk)
# Отправим данные на счетчик и получим информацию с него
ser.write(chunk)
time.sleep(1)
out = ser.read_all()
ser.close()
print (‘Check CRC:’, out[-2:] == crc16(out[:-2])[-2:])
print (‘Result string:’, ‘:’.join(‘{:02x}’.format(c) for c in out))
Отлично! Теперь получим значения для израсходованной энергии по первому и второму тарифам, на самом деле нам нужно изменить только поле команды и распарсить результат.
chunk += b’x27′
t1 = ».join(‘{:02x}’.format(c) for c in out[5:9])
t2 = ».join(‘{:02x}’.format(c) for c in out[9:13])
print (‘T1 =’, float(t1)*0.01, ‘(кВт*ч)’, ‘T2 =’, float(t2)*0.01, ‘(кВт*ч)’)
Все работает. Конечный вариант скрипта выложил на git. В перспективе, планирую добавить поддержку работы по локальной сети.
Для разработки использовался Адаптер USB -> COM «Меркурий-221», но можно напрямую подключать счетчик к COM-порту.
Источник: https://habr.com/post/418209/
