Внешняя компонента для подключения 1С к однофазным электросчетчикам Меркурий

Аннотация.

Данная статья является продолжением моей предыдущей статьи и в ней рассмотрена внешняя компонента для обмена с внешними источниками данных посредством последовательного порта на примере однофазного электросчётчика Меркурий.

Эта работа может быть полезна там, где требуется точный учёт электроэнергии, анализ её потребления и произведённых с помощью неё полезных продуктов. Например оценка эффективности работы отдельных устройств (станков, станков с ЧПУ, инкубатора и т. д.), эффективность теплицы (затрачиваемая энергия на обогрев, полив) и многое другое.

Кратко про электросчётчики «Меркурий 206».

Данный счётчик весьма популярен, по нему несложно найти примеры подключения и примеры кода для считывания информации.

Счётчик подключается к считывающему устройству четырьмя проводами: линии A, B интерфейса RS-485, питание и «земля».

Скорость обмена данными 9600 бит/сек без контроля чётности.

Напряжение питания 5 вольт.

Теперь надо немного остановиться на протоколе обмена данного электросчётчика.
Протокол обмена со счётчиком довольно простой и в чём-то похож на Modbus RTU. Описание протокола можно найти здесь. Форматы запросов и ответов совпадают.

CRC16 рассчитывается при помощи полинома 0xA001 и стартового значения 0xFFFF, точно так же, как в протоколе Modbus RTU.

Приведу пример функций расчёта контрольной суммы, которую использовал я в этом проекте:

int MODBUS_CRC16_merc_206 (unsigned char data[], int I){
    // возвращает общую длинну полезных данных с контрольной суммой
    // запись контрольной суммы data[i] младьший байт data [i+1] старший байт
    unsigned short int crc = 0xFFFF;
    for(int i=0; i<I; i++){
        crc ^= data[i];
        for(int j=0; j<8; j++){
            if(crc & 1){
                crc >>= 1;
                crc ^= 0xA001;
            }
            else crc >>= 1;
        }
    }
    for(int i =I; i<=(I+1); i++){
        data[i]= crc;
        crc=crc>>8;
    }
    return I+2;
}

Функция производит расчет контрольной суммы данных, находящихся с 1-й позиции массива по I и добавляет её в этот же массив за I (это необходимо учитывать при создании массива). Возвращает длину полезных данных, включая контрольную сумму.

В проекте использованы следующие команды для этого счётчика:

0x27 (чтение тарифов) ­ в ответ получаем пакет из 16 байт данных по 4 байта на каждый тариф. При этом данные передаются в двоично-десятичном формате с точностью до 10 Вт.

Запрос:

00 00 04 D2 27 79 7B

где:

00 00 04 D2 - адрес счётчика

27 - команда

79 7В - CRC16

Ответ:

00 00 04 D2 27 00 02 27 50 00 02 27 50 00 02 27 50 00 02 27 50 A5 FB

где:

00 00 04 D2  - адрес счётчика

27 - команда

00 02 27 50 - тариф №1 (227,5 кВт ^х ч)

00 02 27 50 - тариф №2 (227,5 кВт ^х ч)

00 02 27 50 - тариф №3 (227,5 кВт ^х ч)

00 02 27 50 - тариф №4 (227,5 кВт ^х ч)

A5 FB - CRC16

0x63 (чтение U, I, P) ­ получаем значения сетевого напряжения, тока и мощности потребления. Данные также передаются в двоично-десятичном формате.

Запрос:

00 00 04 D2 63 79 48

где:

00 00 04 D2 - адрес счётчика

63 - команда

79 48 - CRC16

Ответ:

00 00 04 D2 63 23 00 01 50 00 01 00 A5 FB

где:

00 00 04 D2 - адрес счётчика

63 - команда

23 00 - напряжение (230,0 В)

01 50 - ток нагрузки (1,5 А)

00 01 00 - потребляемая мощность (100Вт)

A5 FB - CRC16

0x81 (F, текущего тарифа и битовых флагов) из ответа данной команды нас интересуют только первые два байта, представляющие частоту в двоично-десятичном формате.

Запрос:

00 00 04 D2 81 F9 01

где:

00 00 04 D2 - адрес счётчика

81 - команда

F9 01 - CRC16

Ответ:

00 00 04 D2 81 50 50 3A 00 00 00 00 00 00 CC A4

где:

00 00 04 D2 - адрес счётчика

81 - команда

50 50 - частота (50,5 Гц)

3A - битовые флаги

00 00 00 00 00 00 - резерв

CC A4 - CRC16

В данном протоколе обмена отсутствует какой-либо префикс начала пакета данных, поэтому для приёма и декодирования сообщения необходимо перед отправкой запроса чистить буфер порта от мусора, в противном случае может возникнуть проблема с поиском начала массива данных.

После отправки запроса необходимо выждать определённое время, прежде чем читать из буфера ответ. Это связано с тем, что у счётчика есть таймаут, необходимый для приёма и обработки команды (запроса). Например, для скорости 9600 бод время таймаута равно 5 мс (по умолчанию).

Внешняя компонента.

Внешняя компонента выполнена по технологии Native API для 1С 8.3, с помощью С++ на базе стандартного шаблона. Компиляторы GCC, MVSC. Как указано ранее предназначена для сбора и документирования данных от однофазных счётчиков Меркурий 200, 201, 203 (кроме Меркурий 203.2TD), 206 Посредством интерфейсов RS-485, CAN.

Класс компоненты описан в файлах Mercury206Addin.h и Mercury206Addin.cpp

Содержит реализацию 5-и методов, позволяющих получать данные о израсходованной энергии, мгновенных значениях напряжения, тока, частоты и мощности на нагрузке.

В файлах Mercury206.h и Mercury206.cpp реализованы функции для работы со счётчиком.

Реализованные методы компоненты

Version

ВерсияКомпоненты

СonnectPort

ПодключитьПорт

TimeOut

ТаймАут

Request

Запрос

DisablePort

ОтключитьПорт

Подробное описание методов компоненты

ВерсияКомпоненты; возвращает строку с версией компоненты.
Пример использования:
          Компонента.ВерсияКомпоненты;
Пример ответа функции
          1.0.1 Linux x64

ПодключитьПорт (порт - строка, скорость порта - число); Подключает указанный порт, в случае успеха возвращает истину, в случае возникновения ошибки — ложь, и описание ошибки. Вызывается однократно при подключении порта.
Порт - строка в случае с Linux содержит путь к файлу порта (например "/dev/ttyUSB1").
Скорость порта - число может принимать значения 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400. В электросчётчике по умолчанию установлено 9600.
Пример использования для Linux:
          РезультатПодключения = Компонента.ПодключитьПорт("/dev/ttyUSB1", 9600);

Пример использования для Windows:
          РезультатПодключения = Компонента.ПодключитьПорт("COM4", 9600);

ТаймАут (задержка микросекунды — число); функция ничего не возвращает, необходима для записи значения временного интервала в микросекундах между отправкой команды электросчётчику и чтением ответа из буфера порта. Её применение обусловлено тем, что электросчётчик получив запрос тратит определённое время на его обработку. В связи с этим ответ приходит с определённой задержкой, и возможно появление ситуации, когда чтение буфера порта будет произведено до того как в нём появится ответ. В документации производителя указаны значения 20 миллисекунд (я устанавливал 50 мс). Вызывается однократно при подключении компоненты.
Пример использования:
          Компонента.ТаймАут (50000);

Запрос (сетевой адрес счётчика - строка, номер команды - число); возвращает строку данных ответа от электросчётчика.

сетевой адрес счётчика - строка, последние 8 цифр серийного номера электросчётчика (указано в тех. документации).
номер команды — число от 1 до 3.

Описание команд

1 - получение значений израсходованной электроэнергии. (доступна только в relese версиях)

2 - получение мгновенных значений напряжения, тока, мощности на нагрузке.

3 - получение мгновенного значения частоты напряжения сети.

Пример использования:
          РезультатЗапроса = Компонента.Запрос("12345",1);
Пример ответа функции запрос на команду №1:
          /456.4/98735.3/2643.4/897.0!
информация по 4-м тарифам (израсходованная электроэнергия кВт) разделена дробной чертой, признак конца строки - восклицательный знак.
Пример ответа функции запрос на команду №2:
          /223.3/5.4/1204.2!
          /напряжение - Вольт /ток - Ампер /мощность на нагрузке - Ватт !
Пример ответа функции запрос на команду №3:
          /51.7!
          / частота - Герц !

ОтключитьПорт(); Отключает уже подключенный порт, возвращает истину в случае успеха.

Пример использования:
          Компонента.ОтключитьПорт();

Требования

Компонента тестировалась на версии платформы 1С 8.3.20.1789
Операционные системы  Windows 7, Windows 10, Linux Mint, Ubuntu для 64 битных систем.

Подключение электросчётчиков

Подключение электросчётчиков необходимо производить в соответствии с рекомендациями производителя ссылка используя интерфейсы RS-485 или CAN.

При использовании преобразователей сторонних производителей необходимо следить за тем, что питание интерфейса счётчика не должно превышать +5В. Так же если питание с преобразователя не реализовано, то его необходимо подать с отдельного стабилизированного источника питания.
На стороне компьютера преобразователь подключается к RS-232, либо к USB с использованием соответствующих драйверов.
На одной линии RS-485, CAN могут находится несколько устройств. Максимальное количество устройств на линии необходимо уточнять из документации на используемые преобразователи RS-485.

Подключение файла компоненты

Подключение файла компоненты, открытие порта и настройка таймаута.

Функция ПодключитьКомпоненту(Компонента)  Экспорт
ПутьКБиблиотеке="/home/del/libMercury206Addin.so";
Подключено = ПодключитьВнешнююКомпоненту(ПутьКБиблиотеке, "libextDLib", ТипВнешнейКомпоненты.Native);
Если НЕ Подключено Тогда
         Сообщить ("Не удалось подключить компоненту");
		 	 Иначе
		 Сообщить ("Компонента подключена ");
		 Попытка 
			Компонента = новый ("AddIn.libextDLib.Mercury206");
			Сообщить ("Создан объект компоненты");  
			Попытка
				результат = Компонента.ПодключитьПорт("/dev/ttyUSB1", 9600);
				Компонента.ТаймАут(50000);
			Исключение
				Сообщить ("Проблемы подключения порта");
			КонецПопытки;			
 		Исключение
			Сообщить ("неудалось создать объект компоненты");  
		КонецПопытки;
КонецЕсли;
Возврат 1;
Конецфункции

Выполнение запроса к электросчётчику (с сетевым адресом 34) на получение данных по израсходованной электроэнергии.

Функция Получить(Компонента) Экспорт      
	результат = Компонента.Запрос("34", 1);
	Сообщить (результат);
КонецФункции

Отключение порта после выполнения всех необходимых запросов.

Функция Отключить(Компонента) Экспорт
	результат = Компонента.ОтключитьПорт();
	Сообщить (результат);
КонецФункции