Connectivité RS232/RS485 distante sans effort pour PLCnext via Pseudo TTY

Dans cet article Makers Blog, nous discutons des possibilités et avantages qu'un Com Server apporte à la plateforme PLCnext.

Introduction

Les modules d'extension Phoenix Contact pour ses PLC peuvent être des adaptateurs série comme :

• AXL F RS UNI
• IB IL RS 232-PRO
• IB IL RS 485
• IB IL RS UNI
• …

Tous ces modules ont un point commun : ils sont accessibles cycliquement via les données de process. Cela permet d'interagir directement avec le périphérique série depuis notre application temps réel.

Dans certains cas, ce n'est pas ce qu'on veut. On veut réutiliser des bibliothèques C/C++ existantes sans avoir besoin du contexte temps réel. Or ces bibliothèques sont généralement programmées pour avoir un accès direct à une interface COM ou TTY.

Deux options pour créer une interface TTY sur un PLCnext Control :

1. Implémenter des fonctions (C++ / C#) créant une interface TTY pour les adaptateurs série AXL ou IL depuis le PLCnext Runtime.
2. Utiliser un périphérique COM-Server tel que le GW Device Server.

Le GW Device Server fournit une interface transparente TCP vers Série. Avec un outil comme Socat, on peut rediriger le trafic Série/TCP directement vers une interface pseudo TTY. L'utilisation du GW Device Server permet aussi de communiquer avec le périphérique série sur des sites distants via un canal chiffré TLS.

NOTE

Dans ce tutoriel, le PLC agit en client et établit la connexion vers un GW Device Server.
(Il est aussi possible d'inverser : PLC Socat en écoute et GW en client actif.)

Configuration

Configuration du GW Device Server

Connectez-vous au GW Device Server via la gestion Web. IP par défaut : 192.168.254.254.

Réglages utilisés :

LAN Settings – Security

• Enable SSH Server
• Enable Telnet Server
• Disable Secure Data Mode
• Disable TFTP Server

Serial Settings

• Port 1 Configuration (COM1) : Enable TCP Connection on Port 8000
• Port 2 Configuration (COM2) : Enable TCP Connection on Port 8001

Tester le GW Device Server

Pour tester la configuration : connectez le PLC au GW Device Server via Ethernet. Reliez les deux adaptateurs DSUB du GW Device Server entre eux.

Test rapide avec Telnet : envoyer des données du PLC vers GW Device Server port 8000/COM1, par le câble série vers port 8001/COM2, et les recevoir de retour au PLC.

Commandes :

ssh admin@192.168.1.10
sudo passwd root
su root
ip addr add 192.168.254.10 dev eth0
telnet 192.168.254.254 8000
## ouvrir une autre session shell
telnet 192.168.254.254 8001
# Taper des messages

Compiler Socat

Pour compiler Socat facilement sur Linux :

mkdir tmp
cd tmp
git clone git://repo.or.cz/socat.git
cd socat
## TODO: Adapter à votre emplacement SDK
source /opt/pxc/release/axcf2152/2020/0/environment-setup-cortexa9t2hf-neon-pxc-linux-gnueabi
. /opt/pxc/release/axcf2152/2020/0/site-config-cortexa9t2hf-neon-pxc-linux-gnueabi
mkdir install
autoconf
./configure $CONFIGURE_FLAGS --prefix=$(pwd)/install --enable-openssl-method
make -j2
make install

Déployer et installer Socat

Script de déploiement :

cd tmp
mkdir -p deploy
cd deploy
mkdir -p usr
cp -r ../../Daemon/* .
cp -r ../socat/install/* usr/
# Créer package
tar -cf ../socat-binaries.tar .
cd ..
scp socat-binaries.tar admin@192.168.188.41:~
ssh -ttt admin@192.168.188.41 \
 "mkdir -p /opt/plcnext/socat-binaries && \
 tar -xf /opt/plcnext/socat-binaries.tar -C /opt/plcnext/socat-binaries"

Après déploiement, préparez le PLC en créant les dossiers et fichiers de config :

deploy$ ssh admin@192.168.1.10
admin@192.168.1.10:~$ su root
root@192.168.1.10$ mkdir -p /etc/default/socat
root@192.168.1.10$ touch /etc/default/socat/socat.conf
root@192.168.1.10$ touch /etc/init.d/SocatDaemon

Modifiez socat.conf pour configurer les paramètres de l'interface série :

nano /etc/default/socat/socat.conf

Contenu du fichier :

TARGETIP="192.168.254.254"
TARGETPORT="8000"
TTYNAME="/dev/ttyGWDeviceServer"
OPTIONS="pty,link=$TTYNAME tcp-connect:$TARGETIP:$TARGETPORT,forever,interval=15"
BAUD="9600"
PARITY=""
DATABITS="cs8"
STOPBITS="-cstopb"
FLOWCONTROLL=""

Pour modifier d'autres paramètres, il faudra aussi modifier SocatDaemon. Plus d'infos sur les paramètres TTY dans les pages man de stty.

Créez maintenant un fichier SocatDaemon pour connecter automatiquement au GW Device Server via un démon Socat.

NOTE :

Ce fichier SocatDaemon est un exemple sans gestion d'erreurs/déconnexion etc.

nano /etc/init.d/SocatDaemon

Le fichier contient : (cliquer pour afficher/masquer le code)

Maintenant que tous les fichiers de config sont en place, installez les binaires Socat et enregistrez le démon :

chmod +x /etc/init.d/SocatDaemon
cd /opt/plcnext/socat-binaries
chmod +x usr/bin/*
cp -r usr /
update-rc.d -s -v SocatDaemon 99
/etc/init.d/SocatDaemon start

Si tout est correct, on voit le démon tourner avec ps -e | grep socat. On peut aussi consulter les logs : cat /var/log/socat.log.

Accéder à l'interface TTY depuis un terminal

On peut maintenant envoyer des messages via l'interface TTY :

sudo echo "PLC to GW $var" > /dev/GWDeviceServer

Pour tester en continu le pseudo TTY :

while true; do sleep 5 && sudo echo "PLC to GW $var" >/dev/ttyUSB0 && var=$((var+1)); done

Le trafic entrant s'affiche avec cat /dev/GWDeviceServer. Maintenant toute application peut accéder au périphérique série connecté au GW Device Server comme s'il était directement connecté au PLC.