Generic serial and TCP

Equipamentos que falam um protocolo próprio de texto ou de bytes, como balanças e leitores de código de barras, por uma linha serial, TCP ou UDP: como as mensagens deles terminam e são conferidas, e como cada tag tira o valor delas.

O driver Generic serial and TCP lê e escreve equipamentos que falam um protocolo próprio, feito de texto ou de bytes simples, onde nenhum protocolo padrão se aplica: uma balança, um leitor de código de barras ou de RFID, um instrumento antigo, uma impressora de etiquetas. Não dá para perguntar a esse equipamento o que ele é, então nada é descoberto. Você diz ao dispositivo como termina uma mensagem que ele envia e como o checksum dela é conferido, e diz a cada tag como ela obtém o valor, quais mensagens são dela e quais caracteres da mensagem são o valor.

Um dispositivo alcança o equipamento de uma de três formas, escolhida quando ele é criado:

Um dispositivo numa linha serial fica pendurado na linha, então essa parte da árvore fica Driver → Linha → Dispositivo → Tag, como no Modbus RTU. Um dispositivo de rede fica sob o driver e pode ser arquivado em pastas como o dispositivo de qualquer outro driver, Driver → Pasta → Dispositivo → Tag. Um dispositivo fica do lado em que foi criado: TCP e UDP trocam entre si, mas um dispositivo nunca passa de uma linha para a rede nem da rede para uma linha.

A página do driver

A frase abaixo do cabeçalho diz "As linhas seriais levam os instrumentos que compartilham um barramento, e os dispositivos de rede ficam sob o driver. Acrescente uma linha ou um dispositivo e depois abra-o para descrever as mensagens dele." e a página traz duas tabelas, uma abaixo da outra:

O cabeçalho conta os dispositivos entre parênteses, e a linha do driver na árvore conta os dois níveis quando existe uma linha ("1 linha · 2 dispositivos"). A barra do driver não tem Descobrir. O menu de contexto da linha do driver oferece Acrescentar dispositivo, Acrescentar linha, Nova pasta e Atualizar, e depois, após um separador, Remover o driver; no menu Novo… da coluna, a entrada do driver oferece Novo dispositivo, Nova linha serial e Nova pasta, e depois as linhas, as pastas e os dispositivos dele. Depois de acrescentado, o driver fica sob a pasta Drivers da árvore, com ou sem linha ou dispositivo.

Linha serial

Uma linha deste driver é a linha descrita em Linhas seriais, com menos campos. A página dela diz "Um barramento serial físico: os ajustes de porta que os instrumentos dele compartilham, uma requisição por vez." e o cartão Linha física traz:

Uma linha criada aqui nasce desabilitada, para que os ajustes da porta sejam digitados antes de a porta abrir. A porta, a velocidade e o formato só mudam com a linha desabilitada; o nome muda a qualquer momento. Uma linha deste driver não tem modo de transmissão, timeout de resposta, intervalo mínimo entre transações nem silêncio automático: cada dispositivo dela diz no próprio painel como as mensagens dele terminam e quanto ele espera por uma resposta, como diz o cartão Dispositivos abaixo da linha: "Todo dispositivo desta linha compartilha os ajustes da porta. Cada um diz no próprio painel como suas mensagens terminam e quanto espera por uma resposta." Ela não tem o cartão Descobrir unidades, e a tabela Dispositivos dela não tem a coluna ID da unidade, porque um instrumento se distingue pelo que as requisições dele dizem, não por um endereço.

Acrescentar dispositivo na linha, ou no menu de contexto dela, cria um dispositivo deste driver nessa linha. Uma linha pertence ao driver sob o qual foi criada, para sempre: um dispositivo Modbus RTU e um dispositivo deste driver nunca compartilham uma linha, e um agente que aponta um dispositivo para uma linha do outro driver é recusado. Os estados da linha (Desligado, Ocioso, Conectando…, Conectado, Falha na porta) são os de toda linha serial, em Habilitação e saúde.

Na linha, o driver abre a porta uma vez para todos os dispositivos dela e envia uma requisição por vez, esperando a resposta antes da próxima. Entre as requisições, o que chega é oferecido a todo dispositivo da linha, cada um cortando em mensagens pelas próprias regras. Uma porta que falha é reaberta pela linha para todos os dispositivos dela, com espera cada vez maior entre as tentativas enquanto continua falhando.

Dispositivo

Conexão

Um dispositivo TCP novo diz "Host ainda não informado" e não é conectado enquanto não tiver um host e uma porta. Um dispositivo com host e sem porta, e um dispositivo UDP sem a porta local, não podem ser salvos: "Informe a porta: a do dispositivo por TCP, a porta local de escuta por UDP." Um dispositivo numa linha não tem host, porta nem pasta, e não tem unit id.

A Base URI que o cabeçalho mostra é o endereço de runtime: generic://tcp/<host>:<port>, generic://udp/<local port> (com from=<sender> quando Aceitar de está preenchido) ou generic://serial/<line id>/<port>/<baud>/<format>, seguido de como as mensagens terminam e são conferidas (end, start, terminator, length, gap, timeout, checksum e o resto). Os bytes que ela leva são bytes, nunca a notação em que o dispositivo é digitado. A cópia de um dispositivo numa linha fica nessa linha; a cópia de um dispositivo de rede vai para o nível do próprio driver.

O cartão Mensagens

Abaixo do cartão Conexão, o cartão Mensagens diz como os bytes são digitados e como uma mensagem termina.

Um campo que o fim escolhido não lê não aparece e guarda o valor para quando esse fim voltar. Um valor com que o dispositivo não consegue trabalhar não é salvo, e o feed diz por quê, por exemplo "Informe o terminador com que as mensagens terminam, como \r\n." ou "O tamanho da mensagem precisa estar entre 1 e 1024 bytes."

O cartão Soma de verificação

Todo campo além do algoritmo só aparece depois que um checksum é escolhido. O checksum cobre a mensagem do primeiro byte até o byte antes do checksum, menos os bytes deixados de fora. Uma mensagem cujo checksum não confere nunca é lida como valor: ela é descartada, e o diário registra isso sob o dispositivo no máximo uma vez por minuto. O checksum é só conferido: requisições e escritas são enviadas exatamente como digitadas, então uma requisição que precisa de checksum o leva nos próprios bytes.

Endereçamento da tag

Uma tag deste driver não tem endereço para digitar: o cartão Origem dela pergunta como ela obtém o valor, nos campos abaixo. Os bytes são digitados na notação do dispositivo.

Os caracteres são contados do início da mensagem, o marcador de início incluído; o terminador, o checksum e os bytes que o checksum deixa de fora antes dele não fazem parte do que uma tag lê. Um padrão é uma expressão regular do .NET, e uma mensagem que ele leva mais de 250 ms para ler não é lida. Uma tag Somente escrita não tem campos de requisição, filtro ou valor; uma tag sem mensagem de escrita é só de leitura.

Os tipos de dado são Boolean, Int32, Int64, Float, Double e String. O texto recortado é lido como o tipo da tag antes que os estágios da própria tag o convertam, como em todo driver (veja A cadeia de valor): um Boolean lê 1, true, on ou yes e 0, false, off ou no; um inteiro lê um número inteiro (12.0 vira 12, 12.5 é recusado); um Float ou um Double lê um número decimal; um String pega os caracteres como são. Os espaços em volta de um número, e entre o sinal e os dígitos, são ignorados, porque os indicadores preenchem os números com espaços. Uma tag cujos campos não funcionam não é salva, e a página da tag diz o que falta, por exemplo "Informe a requisição que esta tag envia." ou "O padrão precisa de exatamente um grupo de captura, em volta do valor."

A prévia somente leitura do endereço de barramento traz ask ou listen seguido do que se aplica, por exemplo listen?extract=position&start=5&length=6, ou ask?send=01RD%0D&extract=field&separator=,&field=3 para uma tag que envia 01RD e um CR e lê o terceiro campo separado por vírgula da resposta.

Leitura

As mensagens que não respondem a nenhuma requisição seguem para as tags em escuta do mesmo dispositivo, então um dispositivo pode ter os dois tipos de tag. Tags em escuta com o mesmo filtro compartilham o que foi ouvido, e podem tirar campos diferentes da mesma mensagem.

Escrita

Uma escrita passa pelo mesmo funil que a de qualquer outro driver: a caixa de escrita recebe o valor de engenharia, e os estágios de conversão são revertidos antes de o valor bruto ser enviado (veja Connector).

As escritas esperam a vez na fila do dispositivo como as de todo driver: numa linha elas compartilham a requisição por vez da linha, no TCP a conexão própria do dispositivo. Um dispositivo UDP não envia nada, então as tags dele não podem ser escritas.

Exemplo: uma balança em RS-232

Um indicador no estilo da saída contínua da Toledo envia, muitas vezes por segundo, um STX, três bytes de estado, seis dígitos de peso, seis de tara, um CR e um byte de checksum. Na estação:

1. Acrescentar linha na página do driver; dê o nome Scale line, escolha COM3, mantenha Velocidade em baud 9600 e escolha 7E1 como Formato serial, depois Habilitar a linha.
2. Acrescentar dispositivo na linha; dê o nome Scale. No cartão Mensagens mantenha Texto com escapes e Terminador, ponha o Terminador em \r, o Marcador de início em \x02 e o Tempo máximo sem mensagem (s) em 10, para que um cabo solto apareça como comunicação perdida.
3. No cartão Soma de verificação escolha Complemento de dois da soma de 7 bits (Toledo), Bytes brutos e Depois do terminador, com as duas contagens de bytes deixados de fora em 0.
4. Acrescentar tag; dê o nome Weight, Double, Somente leitura. No cartão Origem escolha Escuta, Todas as mensagens e Posição fixa, com Primeiro caractere 5 e Tamanho 6: o STX é o caractere 1, os três bytes de estado são do 2 ao 4, o peso do 5 ao 10.
5. Os dígitos não trazem ponto decimal, então o estágio Escala da tag o põe no lugar, por exemplo um fator de 0,01 para um indicador ajustado em duas casas decimais.

Um agente faz o mesmo com três chamadas de ferramenta:

serial_line_upsert driver=GenericSerialTcp name="Scale line" serialPort=COM3 baudRate=9600 serialFormat=7E1
device_upsert driver=GenericSerialTcp name=Scale transport=SerialLine serialLineId=<id> messageEnd=Terminator terminator=\r startMarker=\x02 checksum=SumTwosComplement7Bit checksumFormat=Raw checksumPlacement=AfterEnd silenceTimeoutSeconds=10
tag_upsert device=Scale name=Weight opcUaType=Double tagMode=Listen valueExtraction=FixedPosition valueStart=5 valueLength=6

Exemplo: um leitor de código de barras em TCP

Um leitor de código de barras com porta Ethernet envia um código por linha, e só quando lê um:

1. Acrescentar dispositivo na página do driver; dê o nome Reader, mantenha Cliente TCP e informe Host ou IP 192.168.0.40 e Porta 2001.
2. No cartão Mensagens mantenha Texto com escapes, Terminador \r\n e Tempo máximo sem mensagem (s) 0: um leitor que passa uma hora sem enviar nada não está com defeito. Mantenha Nenhum no cartão Soma de verificação.
3. Acrescentar tag; dê o nome Code, String, Somente leitura. No cartão Origem escolha Escuta, Todas as mensagens e A mensagem inteira.

O mesmo com as ferramentas do agente:

device_upsert driver=GenericSerialTcp name=Reader transport=TcpClient host=192.168.0.40 port=2001 messageEnd=Terminator terminator=\r\n
tag_upsert device=Reader name=Code opcUaType=String tagMode=Listen valueExtraction=WholeMessage

driver_capabilities descreve este driver em genericSerialTcp, com estes dois exemplos, e serial_line_upsert cria uma linha deste driver com driver=GenericSerialTcp; as outras ferramentas estão em As ferramentas, área por área.

Limites que vale conhecer

• Nada é descoberto: não há protocolo para perguntar a esse equipamento o que ele é ou o que guarda.
• Um quadro binário que anuncia o próprio tamanho num cabeçalho não é lido; uma mensagem termina com um terminador, um tamanho fixo, um silêncio ou um datagrama.
• O checksum é só conferido: nenhum checksum é acrescentado ao que a estação envia.
• Uma tag tira um valor de uma mensagem, como texto lido no tipo dela; números empacotados como inteiros ou ponto flutuante binários dentro da mensagem não são decodificados.
• Um dispositivo UDP só escuta: não envia requisição nem aceita escrita.
• Um dispositivo não pode ser movido entre uma linha serial e a rede, nem para outra linha: crie-o onde ele pertence e exclua o antigo.