Управление и чтение Modbus RTU реле Bestep через USB-RS485 и терминал

Данное руководство описывает подключение модуля реле к ПК через адаптер USB-RS485 и работу с ним через программу-терминал (например, SSCOM, Hercules, PuTTY).

Шаг 1. Подключение оборудования

1. Подключите USB-RS485 адаптер к компьютеру.
2. Соедините провода адаптера с модулем реле:
   • A+ адаптера → A+ модуля реле.
   • B- адаптера → B- модуля реле.
   • GND адаптера (если есть) → GND модуля реле.
3. Подайте питание на модуль реле (VCC: DC 7-24V, GND) в соответствии с описанием интерфейса.

Шаг 2. Настройка программы-терминала

1. Узнайте номер COM-порта вашего USB-RS485 адаптера в «Диспетчере устройств» Windows.
2. Откройте программу-терминал и выберите этот COM-порт.
3. Установите параметры последовательного порта:
   • Скорость (Baud rate): 9600 (по умолчанию).
   • Биты данных (Data bits): 8.
   • Четность (Parity): None (Нет).
   • Стоп-биты (Stop bits): 1.
   • Управление потоком: None.
4. Нажмите «Открыть порт» (Open Port).

Шаг 3. Команды управления (Адрес по умолчанию: 255 / FF)

Формат команд для ручного режима (Manual mode). Вводите эти команды в поле отправки и нажимайте «Отправить».

Примечание: при управлении через функцию 0x05 и 0x0F модуль возвращает точно такой же набор байт (эхо-ответ).

Шаг 4. Команды чтения данных

Модуль поддерживает чтение текущего состояния, адреса и настроек. Команды также отправляются в HEX-режиме.

Шаг 5. Импульсный режим (Flash Mode) — только для реле №1

Импульсный режим позволяет включить реле на заданное время, после чего оно автоматически вернётся в исходное состояние. Время задаётся в 10-м и 11-м байтах команды (с дискретностью 0.1 секунды). Внутри модуля импульс хранится в регистре с адресом 0x0003 (два регистра: действие и время).

Формат команды (функция 0x10)

Примеры команд и ответов

Пример 1. Включить реле 1 на 1.0 секунду.

Расчёт времени: 0x000A = 10; 10 × 0.1 = 1.0 сек. Через 1 секунду после включения реле автоматически вернётся в исходное состояние.

Пример 2. Включить реле 1 на 2.0 секунды.

Расчёт времени: 0x0014 = 20; 20 × 0.1 = 2.0 сек.

Пример 3. Выключить реле 1 на 3.0 секунды (затем автоматически включится).

Расчёт времени: 0x001E = 30; 30 × 0.1 = 3.0 сек.

FF 10 00 03 00 02 A4 16

Структура ответа (разбор примера)

Формирование ожидаемого ответа в Python

Если вы пишете свою программу, ожидаемый ответ можно сформировать так:

def expected_write_multiple_response(address: int, start: int, count: int) -> bytes:
    """Стандартный ответ Modbus RTU на функцию 0x10 (8 байт)."""
    data = bytes([
        address, 0x10,
        (start >> 8) & 0xFF, start & 0xFF,
        (count >> 8) & 0xFF, count & 0xFF,
    ])
    return data + crc16_modbus(data)

# Для включения реле 1 на 1 секунду с адресом FF:
print(expected_write_multiple_response(0xFF, 0x0003, 2).hex(' ').upper())
# Выведет: FF 10 00 03 00 02 A4 16

Шаг 6. Дополнительные настройки (смена адреса)

Если вы хотите изменить адрес модуля, используйте команду на базе функции 0x10:

• Установить адрес устройства на 1: 00 10 00 00 00 01 02 00 01 6A 00
  После этого обращаться к модулю нужно будет по адресу 01, а не FF.

Как и у импульсной команды, ответ на смену адреса — стандартные 8 байт:

То есть в ответе вы увидите: адрес, 0x10, 00 00 (начальный регистр), 00 01 (количество регистров) и 2 байта CRC.

Частые проблемы и их решение

• Нет ответа от модуля:
  • Проверьте, не перепутаны ли провода A+ и B- (попробуйте поменять их местами).
  • Убедитесь, что в терминале выбран режим HEX, а не текст.
  • Проверьте, совпадает ли скорость порта в программе со скоростью модуля (по умолчанию 9600).
  • Убедитесь, что COM-порт открыт, а адаптер исправен.
• Ответ на импульсную команду короче, чем отправка:
  • Это нормально! Функция 0x10 всегда отвечает 8 байтами, а не эхом.
  • Не считайте это ошибкой — сверяйте только первые 6 байт ответа с первыми 6 байтами команды.
• Импульс не срабатывает на реле 2–4:
  • Импульсный режим реализован только для реле №1.
  • Для остальных реле используйте обычные команды 0x05.

Как рассчитывается CRC (на примере включения 1 реле)

Расчёт CRC (Cyclic Redundancy Check) в протоколе Modbus RTU — это стандартная процедура. Разберём её на примере команды включения 1-го реле.

1. Разбор команды

Команда, которую мы отправляем:

FF 05 00 00 FF 00 99 E4

• FF — Адрес устройства (255)
• 05 — Код функции (Запись одного дискретного выхода)
• 00 00 — Адрес регистра (Реле 1)
• FF 00 — Значение (0xFF00 означает «Включить»)
• 99 E4 — Это и есть CRC

2. Алгоритм расчёта (CRC-16/MODBUS)

В Modbus используется алгоритм CRC-16 с полиномом 0xA001 и начальным значением 0xFFFF.

Пошаговый процесс (упрощённо):

1. Берём начальное значение 0xFFFF.
2. Для каждого байта данных (их 6 штук) выполняем следующие действия:
   • Складываем по модулю 2 (XOR) текущий байт с младшим байтом текущего значения CRC.
   • Выполняем 8 раз сдвиг вправо на 1 бит.
   • Если при сдвиге выдвигается единица (младший бит был равен 1), выполняем XOR с числом 0xA001.
3. После обработки всех байтов получаем 16-битное число.
4. Меняем местами старший и младший байты (Little Endian). То есть, если получилось 0xE499, мы отправляем 99 E4.

3. Пример на языке Python (самый наглядный способ)

Вот готовая функция, которая рассчитывает CRC для Modbus RTU:

def crc16_modbus(data: bytes) -> bytes:
    crc = 0xFFFF
    for byte in data:
        crc ^= byte
        for _ in range(8):
            if crc & 0x0001:
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001
            else:
                crc >>= 1
    # Возвращаем младший байт, затем старший
    return bytes([crc & 0xFF, (crc >> 8) & 0xFF])

# Наши данные (без CRC)
command = bytes.fromhex('FF 05 00 00 FF 00')
crc = crc16_modbus(command)
print(f"CRC: {crc.hex().upper()}")  # Выведет: 99E4

4. Как проверить вручную (через онлайн-калькулятор)

В документации к модулю указана ссылка на калькулятор: http://www.ip33.com/crc.html.

Как им пользоваться:

1. Откройте сайт.
2. В поле «Input Data» введите: FF 05 00 00 FF 00.
3. Выберите тип CRC: CRC-16/MODBUS (или CRC-16, полином 0xA001, init 0xFFFF).
4. Нажмите «Calculate».
5. В поле «Result» вы увидите E499 или 99E4. В протоколе Modbus правильным считается порядок Low Byte First (младший байт вперёд), поэтому в команду мы пишем 99 E4.