Anwendungshinweis MODBUS. mit WAGO-Ethernet Kopplern und -Controllern. A300003, Deutsch Version 2.1.0

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1 Anwendungshinweis MODBUS mit WAGO-Ethernet Kopplern und -Controllern A300003, Deutsch Version 2.1.0

2 2 Impressum Impressum Copyright 2015 by WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Alle Rechte vorbehalten. WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Hansastraße 27 D Minden Tel.: +49 (0) 571/ Fax: +49 (0) 571/ info@wago.com Web: Technischer Support Tel.: +49 (0) 571/ Fax: +49 (0) 571/ support@wago.com Es wurden alle erdenklichen Maßnahmen getroffen, um die Richtigkeit und Vollständigkeit der vorliegenden Dokumentation zu gewährleisten. Da sich Fehler, trotz aller Sorgfalt, nie vollständig vermeiden lassen, sind wir für Hinweise und Anregungen jederzeit dankbar. Wir weisen darauf hin, dass die im Dokument verwendeten Soft- und Hardwarebezeichnungen und Markennamen der jeweiligen Firmen im Allgemeinen einem Warenzeichenschutz, Markenschutz oder patentrechtlichem Schutz unterliegen.

3 Inhalt 3 INHALTSVERZEICHNIS 1 Wichtige Erläuterungen Einleitung Die IEC Adressen Aufbau der Prozessabbilder WAGO Controller x als MODBUS-Slave Beispiel FC15(Force multiple coils) Beispiel: FC22 (Mask write) Beispiel FC16(Write multiple register) WAGO-Controller als MODBUS-Master MODBUS-Master-Konfigurator CODESYS-Bibliotheken PC-Anwendung als MODBUS-Master WagoModbusNet MBT.dll Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC1 (Read Coils) FC2 (Read Input Discretes) FC3 (Read multiple registers) FC4 (Read input registers) FC5 (Write Coil) FC6 (Write single register) FC11 (Get comm event counter) FC15 (Force Multiple Coils) FC16 (Write multiple registers) FC22 (Mask Write Register) FC23 (Read/Write multiple registers) Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Feldbuskoppler Feldbuskoppler Feldbuskoppler Programmierbarer Feldbuscontroller Programmierbarer Feldbuscontroller x PFC Anhang C: Nützliche Werkzeuge CODESYS-Steuerungskonfiguration Wireshark... 72

4 4 Wichtige Erläuterungen 1 Wichtige Erläuterungen Um dem Anwender eine schnelle Installation und Inbetriebnahme der beschriebenen Geräte zu gewährleisten, ist es notwendig, die nachfolgenden Hinweise und Erläuterungen sorgfältig zu lesen und zu beachten. 1.1 Rechtliche Grundlagen Urheberschutz Dieses Dokument, einschließlich aller darin befindlichen Abbildungen, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Weiterverwendung dieses Dokumentes, die von den urheberrechtlichen Bestimmungen abweicht, ist nicht gestattet. Die Reproduktion, Übersetzung in andere Sprachen, sowie die elektronische und fototechnische Archivierung und Veränderung bedarf der schriftlichen Genehmigung der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden. Zuwiderhandlungen ziehen einen Schadenersatzanspruch nach sich. Die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG behält sich Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, vor. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung oder des Gebrauchmusterschutzes sind der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG vorbehalten. Fremdprodukte werden stets ohne Vermerk auf Patentrechte genannt. Die Existenz solcher Rechte ist daher nicht auszuschließen Personalqualifikation Der in diesem Dokument beschriebene Produktgebrauch richtet sich ausschließlich an Fachkräfte mit einer Ausbildung in der SPS-Programmierung, Elektrofachkräfte oder von Elektrofachkräften unterwiesene Personen, die außerdem mit den geltenden Normen vertraut sind. Für Fehlhandlungen und Schäden, die an WAGO-Produkten und Fremdprodukten durch Missachtung der Informationen dieses Dokumentes entstehen, übernimmt die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG keine Haftung Bestimmungsgemäßer Gebrauch Die Komponenten werden ab Werk für den jeweiligen Anwendungsfall mit einer festen Hard- und Softwarekonfiguration ausgeliefert. Änderungen sind nur im Rahmen der in dem Dokument aufgezeigten Möglichkeiten zulässig. Alle anderen Veränderungen an der Hard- oder Software, sowie der nicht bestimmungsgemäße Gebrauch der Komponenten, bewirken den Haftungsausschluss der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG. Wünsche an eine abgewandelte bzw. neue Hard- oder Softwarekonfiguration richten Sie bitte an WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG.

5 Pos: 12.4 /Dokumentation @ 1 Wichtige Erläuterungen Gültigkeitsbereich 1.3 Symbole Dieser Anwendungshinweis basiert auf die genannte Hard- und Software der jeweiligen Hersteller sowie auf die zugehörige Dokumentation. Daher gilt dieser Anwendungshinweis nur für die beschriebene Installation. Neue Hard- und Softwareversionen erfordern eventuell eine geänderte Handhabung. Beachten Sie die ausführliche Beschreibung in den jeweiligen Handbüchern. GEFAHR GEFAHR Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine unmittelbare Gefährdung mit hohem Risiko, die Tod oder schwere Körperverletzung zur Folge haben wird, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Personenschäden durch elektrischen Strom! Kennzeichnet eine unmittelbare Gefährdung mit hohem Risiko, die Tod oder schwere Körperverletzung zur Folge haben wird, wenn sie nicht vermieden wird. WARNUNG Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung mit mittlerem Risiko, die Tod oder (schwere) Körperverletzung zur Folge haben kann, wenn sie nicht vermieden wird. VORSICHT ACHTUNG Hinweis Information Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung mit geringem Risiko, die leichte oder mittlere Körperverletzung zur Folge haben könnte, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Sachschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung, die Sachschaden zur Folge haben könnte, wenn sie nicht vermieden wird. Wichtiger Hinweis! Kennzeichnet eine mögliche Fehlfunktion, die aber keinen Sachschaden zur Folge hat, wenn sie nicht vermieden wird. Weitere Information Weist auf weitere Informationen hin, die kein wesentlicher Bestandteil dieser Dokumentation sind (z. B. Internet).

6 6 Wichtige Erläuterungen Pos: 12.5 /Alle Serien (Allgemeine Module)/Hinweise zur Darstellung der Zahlensysteme Tabelle 1: Darstellungen der Zahlensysteme Zahlensystem Beispiel Bemerkung Dezimal 100 Normale Schreibweise Hexadezimal 0x64 C-Notation Binär '100' ' ' In Hochkomma, Nibble durch Punkt getrennt Pos: 12.6 /Alle Serien (Allgemeine Module)/Hinweise zur Schriftkonventionen Tabelle 2: Schriftkonventionen Schriftart Bedeutung kursiv Namen von Pfaden und Dateien werden kursiv dargestellt z. B.: C:\Programme\WAGO-I/O-CHECK Menü Menüpunkte werden fett dargestellt z. B.: Speichern > Ein Größer als - Zeichen zwischen zwei Namen bedeutet die Auswahl eines Menüpunktes aus einem Menü z. B.: Datei > Neu Eingabe Bezeichnungen von Eingabe- oder Auswahlfeldern werden fett dargestellt z. B.: Messbereichsanfang Wert Eingabe- oder Auswahlwerte werden in Anführungszeichen dargestellt z. B.: Geben Sie unter Messbereichsanfang den Wert 4 ma ein. [Button] Schaltflächenbeschriftungen in Dialogen werden fett dargestellt und in eckige Klammern eingefasst z. B.: [Eingabe] [Taste] Tastenbeschriftungen auf der Tastatur werden fett dargestellt und in eckige Klammern eingefasst z. B.: [F5]

7 Einleitung 7 2 Einleitung Dieser Anwendungshinweis zeigt die Nutzung des MODBUS-Protokolls in Verbindung mit dem WAGO-I/O-SYSTEM. Das modulare Konzept des WAGO-I/O-SYSTEMs ermöglicht es eine Vielzahl von unterschiedlichen I/O-Modulen in nahezu beliebiger Reihenfolge an die Kopfstation anzuhängen. Die Variabilität des Knotenaufbaus verhindert jedoch eine statische Zuordnung von Datenpunkten und MODBUS-Adressen. Dieser Anwendungshinweis zeigt die Zusammenhänge zwischen Knotenaufbau, Prozessabbildern, IEC Adressen und MODBUS-Adressen. Bildhaft gesprochen handelt es sich bei der MODBUS-Kommunikation um ein Frage- und Antwortspiel. Beteiligt sind immer ein MODBUS-Master und ein oder mehrere MODBUS-Slaves. Der MODBUS-Master stellt eine Anfrage(REQUEST) an den MODBUS- Slave. Die Anfrage umfasst den Funktionscode(FC), die MODBUS- Adresse(adr) sowie die Anzahl(count) der Datenobjekte([data]) auf die lesend oder schreibend zugegriffen werden soll. Der Slave verarbeitet diese Anfrage und liefert eine entsprechende Antwort(RESPONSE) zurück. MODBUS kennt nur zwei Datentypen Coil s und Register. Ein Coil steht für den Zustand eines digitalen Wertes(1Bit). Ein Register ist ein 16Bit(WORD) breiter Analogwert.

8 8 Einleitung WAGO stellt mit Feldbuskopplern und programmierbare Feldbuscontrollern zwei Typen von Kopfstationen bereit: Feldbuskoppler(Remote-IO) ermöglichen den direkten Zugriff auf die Daten der angereihten I/O-Module über eine Feldbusschnittstelle. (z.b ) Feldbuscontroller, sind programmierbare Feldbuskoppler. Die Programmierung erfolgt mit CODESYS 2.3. (z.b x, x). Für den Datenaustausch zwischen SPS-Programm und Feldbus stehen zusätzliche Speicherbereiche(PFC-Variablen und -Merker) zur Verfügung. Mit dem MODBUS-Protokoll lassen sich Speicherplätze im Prozessabbild auslesen oder verändern. Welches I/O-Modul bzw. welche Daten sich jedoch an einer bestimmten MODBUS-Adresse befinden, wird durch den Knotenaufbau bzw. durch das SPS-Programm bestimmt. Nach jedem Einschalten der Versorgungsspannung ermittelt ein WAGO- Feldbuskoppler oder programmierbarer Feldbuscontroller den aktuellen Knotenaufbau und erstellt daraus Prozessabbilder für Ein- und Ausgänge. Unterschieden wird dabei zwischen komplexen und digitalen I/O-Modulen: Komplexe I/O-Module besitzen eine Datenbreite von mehr als einem Byte; zu ihnen gehören Analogmodule, Zähler, Stepper, serielle Schnittstellen usw. Bei der Erstellung der Prozessabbilder werden im ersten Durchlauf die komplexen I/O-Module entsprechend ihrer physikalischen Reihenfolge hinter der Kopfstation im Prozessabbild angeordnet. Die Daten der digitalen I/O-Module werden in einem zweitem Durchlauf entsprechend ihrer Position hinter der Kopfstation zu vollen Bytes gepackt und im Prozessabbild direkt hinter denen der Komplexen angeordnet. Alle WAGO-Feldbuskoppler und programmierbaren Feldbuscontroller besitzen genau ein Prozessabbild für physikalische Eingänge und eines für physikalische Ausgänge. In dem jeweiligen Prozessabbild werden die Daten der komplexen I/O-Module direkt gefolgt von den Daten der digitalen I/O-Modulen abgelegt. Die Beschreibung des Aufbaus der Prozessabbilder erfolgt mit den Sprachelementen der IEC Dies ist notwendig, da das MODBUS-Protokoll lediglich Dienste auf Grunddatentypen definiert und nicht deren Bedeutung bzw. konkrete Adressen regelt.

9 Einleitung 9 Die Adresszuordnung für die PFC200 Familie sieht etwas anders aus. Aufgrund der Systemeigenschaft, dass IO-Module nicht direkt über den MODBUS zugreifbar sind, tauchen diese auch nicht in der Mapping-Tabelle auf. Letztlich gilt es noch, eine Besonderheit zu beachten: So wurde in CODESYS 2.3 das Monitoring von Variablen optimiert. Dies hat zur Folge, das deklarierte, aber im Programmcode unbenutzte Variablen nicht gemonitored werden und somit im Debugger immer mit dem Wert 0 angezeigt werden. 2.1 Die IEC Adressen Im SPS-Programm erfolgt der Zugriff auf das Prozessabbild sowie auf die speziellen Datenbereiche (PFC-Variablen und Merker) mittels einer IEC Adresse. Die nachfolgende Tabelle zeigt den Aufbau einer Hardwareadresse in der IEC Syntax. Soll z.b. der erste digitale Ausgang des Beispielknotens aus Kapitel 2.2 gesetzt werden, muss die entsprechende Zuweisung wie folgt aussehen: Zuweisung in FUP: Zuweisung in ST:

10 10 Einleitung Der direkte Zugriff mittels Hardwareadresse im Anwenderprogramm ist möglich, aber nicht empfehlenswert. Die Bezeichnung %QX4.0 ist nicht sonderlich sprechend und erschwert damit die Lesbarkeit des Programms. Um die Lesbarkeit zu erhöhen, empfiehlt sich die symbolische Adressierung. Dazu werden Variablen explizit auf einer Hardwareadresse deklariert. Das hat den Vorteil, dass der Ausgang mit einem sprechenden Namen versehen lässt (z.b. Funktionsname oder Betriebsmittelkennzeichnung). Außerdem muss im Fall einer Adressverschiebung in Folge einer Knotenerweiterung nur die Adresse in der Variablendeklaration angepasst werden: Variablendeklaration: Zuweisung in FUP: Zuweisung in ST: Auf diese Weise lassen sich auch beliebige typisierte Variablen im Speicher positionieren. TYPE TMyType : STRUCT wstate : WORD; (* actual state *) dwjobact : DWORD; (* Actual job *) dwjoblast : DWORD; (* Last job *) dwjobnext : DWORD; (* Next job *) xflagdoit : BOOL; (* something should happen *) xflagdone : BOOL; (* something have been done *) END_STRUCT END_TYPE VAR xmyoutput AT %QX0.2 : BOOL; (* A digital output *) wmyinput AT %IW1 : WORD; (* A analog input *) ointerface AT %MW0 : TMyType;(* A userdefined type *) VAR_END Dieses Vorgehen kann bei der Realisierung von Softwareschnittstellen zwischen Leitsystem und MODBUS-Feldgeräten vorteilhaft sein. Hier ist jedoch Vorsicht geboten, da bedingt durch das DWORD-Alignement Füllbytes eingefügt werden und somit die Daten u.u. nicht über die erwartete MODBUS- Adresse erreichbar sind.

11 Einleitung Aufbau der Prozessabbilder Ein Prozessabbild ist ein Stück Speicher fester Größe, in das die Prozesswerte der I/O-Module eingetragen werden. Es wird genau ein Prozessabbild für Eingangsdaten und eines für Ausgangsdaten erzeugt. Die Prozesswerte der einzelnen I/O-Module werden abhängig von Typ und Position hinter der Kopfstation in das entsprechende Prozessabbild abgelegt. Als Typen wird zwischen digitalen und komplexen I/O-Modulen unterschieden. Komplexe I/O-Module (häufig auch als analoge bezeichnet) stehen stellvertretend für alle IO-Module, mit einer Datenbreite von mehr als einem Byte. Beispiel sind: analoge Ein- und Ausgänge, Zählerklemmen, I/O-Module für Winkel- und Wegmessung, Kommunikationsmodule wie RS-232 C usw. oder mit anderen Worten Alle nicht digitalen I/O-Module. Für das Ein- und Ausgangsprozessabbild werden die Daten der I/O-Module in der Reihenfolge ihrer Position nach der Kopfstation in dem jeweiligen Prozessabbild abgelegt. Dabei werden zuerst die Komplexen und im Anschluss daran die Digitalen im Prozessabbild abgelegt. Die Bits der digitalen IO-Module werden zu Bytes zusammengefügt. Ist die Anzahl der digitalen E/A größer als 8 Bit, beginnt der Controller automatisch ein weiteres Byte.

12 12 Einleitung Die Datenbreite eines I/O-Modules kann zwischen 0 und 48 Byte betragen. Details finden Sie im Handbuch zur Kopfstation sowie im Handbuch des betreffenden I/O-Moduls. Die nachfolgende Tabelle soll diesen Zusammenhang an einem konkreten Beispiel zeigen. I/O Module Input image Output image Description Type C run1 run2 run3 run %IX8.0 2 %IX8.1 1 %QW0 2 %QW1 1 %IX8.2 4 DI DC24V: 2 %IX8.3 3 %IX8.4 4 %IX8.5 1 %QX4.0 4 DO DC24V: 2 %QX4.1 3 %QX4.2 4 %QX4.3 1 %IW0 2 AI 4-20mA: 2 %IW1 %IW2 %IW3 %QW2 %QW3 1 %IW4 4 AI 0-10V S.E: 2 %IW5 3 %IW6 4 %IW7 C* : Channelcount 2 DI DC24V 3ms: Erstes Digitaleingangsmodul mit einer Datenbreite von zwei Bit. Da die komplexen Eingangsmodule aus run1 bereits die ersten 8 Worte belegen, landen die digitalen Eingänge auf niederwertigsten Bits im Wort 8. 2 AO 4-20mA: Erstes Analogausgangsmodul mit einer Datenbreite von zwei Worten. Diese Busklemme belegt die ersten zwei Wörter im Ausgangsprozessabbild. Die vier digitalen Eingänge dieses I/O-Moduls werden hinter die zwei der gepackt und landen im achten Wort des Eingangsprozessabbildes.. 1. Busklemme der digitalen Ausgänge. Die IO-Module der analogen Ausgänge belegen bereits die ersten 4 Wörter im Ausgangsprozessabbildes. 1. Busklemme der analogen Eingänge. Diese Busklemme belegt also die ersten zwei Wörter der Eingangstabelle. RS232 C 9600/8/N/1: Das serielle Schnittstellenmodul ist ein komplexes I/O-Modul, das sowohl im Eingangsprozessabbild als auch im Ausgangsprozessabbild mit jeweils 4Byte vertreten ist. Die Busklemme folgt den 2 Eingangswörtern der und den 2 von der belegten Eingangswörtern. Die Busklemme belegt 4 Eingangswörter (4 Kanäle 0-10V). End module Die Busklemme ist eine passive Busklemme. In der Tabelle bezeichnet run1 bis run4 die zeitliche Reihenfolge bei der Zusammenstellung der Prozessabbilder für Eingänge und Ausgänge in der Hochlaufphase eines WAGO-Kopplers oder -Controllers.

13 WAGO Controller x als MODBUS-Slave 13 3 WAGO Controller x als MODBUS-Slave Für den aus den vorherigen Kapiteln bekannten Knotenaufbau soll der Zustand des dritten Kanal, der Digitalausgangsklemme , über das MODBUS- Protokoll verändert werden. Grundsätzlich kann jeder der folgenden MODBUS-Dienste dazu verwendet werden, den Zustand des dritten Kanals der Digitalausgangsklemme zu verändern. FC Name Description FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC22 Mask write Maskiertes Schreiben eines Registers FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge Erste Wahl wäre sicher der FC5(Write coil), gezeigt aber wird die Verwendung von FC15, FC22 und FC16 für diese Aufgabe. Es gilt die zur IEC-Adresse korrespondierende MODBUS-Adresse für den gewählten MODBUS-Dienst zu ermitteln. Mit den Informationen lässt sich dann der MODBUS-Master parametrieren, wäre da nicht die Sache mit der Schreibberechtigung bei programmierbaren Feldbuscontrollern der Serie 750-8xx.

14 14 WAGO Controller x als MODBUS-Slave Für Feldbuskoppler ist die Regelung der Schreibberechtigung auf Prozessabbilder denkbar einfach: Physikalische Eingänge können nur gelesen werden. Physikalische Ausgänge können geschrieben und gelesen werden. Für programmierbare Feldbuscontroller gilt im Prinzip dieselbe Regelung. Jedoch hat nur das SPS-Programm die Schreibhoheit über die Ausgänge. Soll bei laufendem SPS-Programm ein physikalischer Ausgang über den MODBUS verändert werden, muss in der Programmierumgebung die Steuerungskonfiguration angepasst werden. Der Ausgang muss dazu explizit dem MODBUS zugeordnet werden.

15 WAGO Controller x als MODBUS-Slave 15 Die Schreibberechtigung kann entweder dem SPS-Programm, dem MODBUS- Protokoll oder dem Ethernet/IP-Protokoll zugeordnet werden. Gespeichert wird die Zuordnung der Schreibberechtigung in der Datei /etc/ea-config.xml. Weicht der reale Knotenaufbau vom konfiguriertem ab, werden alle I/O-Module dem MODBUS-Protokoll zugeordnet und der IO- LED wird Fehlercode 6 mit Fehlerargument 9 ausgeblinkt. Fehlercode 6: Projektierungsfehler Knotenkonfiguration Fehlerargument 9: Fehler beim Mappen der Busklemmen zu einem Feldbus Abhilfe: 1) Überprüfen Sie die Datei /etc/ea-config.xml auf Ihrem Feldbuscontroller. 2) Löschen Sie die Datei /etc/ea-config.xml, zb: mit Online -> Reset(Ursprung). Neben physikalische Ein- und Ausgängen verfügen die programmierbaren Feldbuscontroller über einen remanenten Merkerbereich von typisch 24 kb sowie die PFC-IN- und PFC-OU- Bereiche mit einer Größe von jeweils 256 Worten (512 Byte). Hinweis PFC200 ( x)! Der PFC200 ( x) verfügt über 104 kb Merker und 1000 Worte PFC- IN und PFC-OUT. Der Merkerbereich kann sowohl über das MODBUS-Protokoll als auch durch das SPS-Programm gelesen und geschrieben werden. Hauptanwendungsgebiet des PFC-IN und PFC-OUT Bereiches ist die Realisierung von Schnittstellen zu anderen Steuerungen über das MODBUS- Protokoll. Der PFC-IN-Bereich kann nur von außen, d.h. über das MODBUS-Protokoll beschrieben werden. Aus Sicht der SPS handelt es sich bei dem PFC-IN- Bereich um lokale Eingänge, die nur gelesen werden können. Der PFC-OUT-Bereich gleicht physikalischen Ausgängen; er lässt sich nur aus dem SPS-Programm heraus beschreiben.

16 16 WAGO Controller x als MODBUS-Slave 3.1 Beispiel FC15(Force multiple coils) Der MODBUS-Dienst FC15 Force multiple coils erlaubt, bis zu 512 digitale Ausgänge mit einem Telegramm zu verändern : MODBUS vs. IEC Addresses for FC15 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF Physical-Output- Area (1) First 512 digital outputs Da es sich um einen digitalen MODBUS-Dienst handelt, werden die komplexen I/O-Module bei der Berechnung der MODBUS-Adresse ignoriert. Die MODBUS-Adresse entspricht der Kanalnummer des digitalen Ausgangs. Die MODBUS-Adresse des dritten Kanals der ersten Digitalausgangsklemme lautet damit 2. (MODBUS-Adressen beginnen mit Null. 3.2 Beispiel: FC22 (Mask write) Eher akademisch ist der MODBUS-Dienst FC22 Mask write, es handelt sich um einen Registerdienst, der es ermöglicht, einzelne Bits in einem Register gezielt zu verändern. Neben der MODBUS-Adresse des Registers wird eine UND-Maske und eine ODER-Maske übergeben und an den MODBUS-Slave gesendet. Die Bestimmung der MODBUS-Adresse beginnt mit der Auswertung des Knotenaufbaus bzw. mit dem Aufbau des Prozessabbildes der Ausgänge. Dies kann wie im voran gegangenen Kapitel gezeigt, zu Fuß oder bei programmierbaren Feldbuscontrollern mit Unterstützung der CODESYS- Steuerungskonfiguration erfolgen. Beide Verfahren sollten %QX4.2 als IEC-Adresse des 3ten digitalen Ausgangs der ersten liefern. Somit befindet sich der 3te digitale Ausgang der ersten im MODBUS-Register mit der Adresse 4. Die beiden Maskenregister arbeiten nach folgender Regel: Result = (Content AND AndMask) OR (OrMask AND (NOT AndMask)) Um den 3. Ausgang zu setzen und alle anderen Ausgänge unverändert zu lassen, verwenden Sie 0xFFFB als UND-Maske und 0x0004 als ODER-Maske. Um den 3. Ausgang zurück zu setzen und alle anderen Ausgänge unverändert zu lassen, verwenden Sie 0xFFFB als UND-Maske und 0x0000 als ODER- Maske.

17 WAGO Controller x als MODBUS-Slave Beispiel FC16(Write multiple register) Bei dem MODBUS-Dienst FC16 Write multiple register handelt es sich um einen Registerdienst, der es ermöglicht, bis zu 120 Register mit einem Telegramm zu verändern. Neben der MODBUS-Adresse des Registers wird mit NumberOfPoints die Anzahl der zu verändernder Register sowie die Daten selbst an den MODBUS-Slave gesendet. Die Bestimmung der MODBUS-Adresse beginnt mit der Auswertung des Knotenaufbaus bzw. mit dem Aufbau des Prozessabbildes der Ausgänge. Dies kann wie im vorangegangenen Kapitel gezeigt zu Fuß oder bei programmierbaren Feldbuscontrollern mit Unterstützung der CODESYS- Steuerungskonfiguration erfolgen. Beide Verfahren sollten %QX4.2 als IEC-Adresse des 3ten digitalen Ausgangs der ersten liefern. Die MODBUS-Adresse kann nun der Adresszuordnungstabelle des entnommen werden : MODBUS vs. IEC Addresses for FC6, FC16, FC22 and FC23 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address 0x0000 %QW0... 0x00FF... %QW Physical Output Area (1) First 256 Words of physical output data Die Lesart der Adresszuordnungstabelle ist wie folgt: Das Ausgangswort %QW0 erreichen wir über die MODBUS-Adresse 0. Damit ergibt sich MODBUS-Adresse 4 für %QW4. Mit diesem Funktionscode kann der digitale Ausgang nicht unabhängig von den anderen gesetzt werden, was bei Verwendung einer State machine im SPS-Programm kein Nachteil sein muss. So können Ausgangsmuster definiert werden und die Anlage/Maschine ist immer in einem bekannten State. Wird nur der dritte Kanal der verwendet, so lässt sich der digitale Ausgang mit dem Datum 0x0004 einschalten und mit dem Datum 0x0000 zurücksetzen.

18 18 WAGO-Controller als MODBUS-Master 4 WAGO-Controller als MODBUS-Master Neben der Nutzung als MODBUS-Slave können die programmierbaren Feldbuscontroller auch als MODBUS-Master genutzt werden. Die MODBUS- Master-Funktionalität kann mittels der Programmierumgebung CODESYS konfiguriert werden. Dazu gibt es grundsätzlich zwei Vorgehensweisen, welche in den folgenden Kapiteln beschrieben werden. 4.1 MODBUS-Master-Konfigurator Der MODBUS-Master-Konfigurator ist eine Erweiterungsanwendung für die Programmierumgebung CODESYS 2.3 und wird direkt innerhalb dieser Programmierumgebung eingesetzt. Der MODBUS-Master-Konfigurator ist Bestandteil der WAGO-I/O-PRO-Software ( ) ab Version Der MODBUS-Master-Konfigurator ermöglicht die einfache Konfiguration eines MODBUS-Netzwerkes. Eine entsprechende Kompatibilitätsliste ist der Dokumentation des MODBUS-Master-Konfigurators zu entnehmen. Das Anlegen des Netzwerkes in dem MODBUS-Master-Konfigurator erfolgt über Dialogfenster. Für alle MODBUS-fähigen WAGO-Geräte im Netzwerk kann die Konfiguration mittels Knotenscan erzeugt werde, dabei werden die angeschlossene IO- Module identifizieren und alle Datenpunkte bestimmt. Eine detaillierte Beschreibung des MODBUS-Master-Konfigurators finden Sie auf der WAGO-Homepage: m _xxxxxxxx_0_de.pdf

19 WAGO-Controller als MODBUS-Master CODESYS-Bibliotheken Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die MODBUS-Master-Funktionalität mithilfe von vorgefertigten Bibliotheken zu implementieren. Zwar bietet diese Methode weniger Komfortfunktionen (kein Knotenscan möglich), jedoch stellt die Bibliothek Funktionen bereit, die der MODBUS-Master-Konfigurator nicht bietet (z.b. Funktionscode 23). Für die programmierbaren Feldbuscontroller stehen folgende Bibliotheken zur Verfügung: Bibliothek Abhängigkeit zu Systembibliothek Unterstützte Zielsysteme WagoLibMODBUS_IP_01.lib SysLibSockets.lib x x x MODBUSEthernet_04.lib Ethernet.lib Das folgende Minimalprojekt schreibt mit dem Functioncode Worte in den MODBUS-Slave mit der IP-Adresse Mit im selben Telegramm werden zusätzlich 100 Worte aus dem MODBUS-Slave gelesen. Eine Anleitung zur Bedienung des Beispiels finden Sie im Beispielprogramm.

20 20 PC-Anwendung als MODBUS-Master 5 PC-Anwendung als MODBUS-Master Für die Erstellung von Windows-Anwendungen stellt WAGO, unter der Bestellnummer , zwei MODBUS-Master Implementierungen zur Verfügung. WagoModbusNet.cs, eine C# kodierte DotNet-Code-Klasse. MBT.dll, eine prozedurale 32Bit-DLL (Nicht auf 64Bit Betriebssystemen lauffähig) Während WagoModbusNet das DotNet-Framework 2 oder größer erfordert, kann die MBT.dll in nahezu allen Programmiersprachen verwendet werden. 5.1 WagoModbusNet Mit WagoModbusNet stellt WAGO eine C# kodierte DotNet- Code-Klassen-Bibliothek zur Verfügung, die die Funktion eines MODBUS- Masters kapselt. WagoModbusNet kann in allen Versionen größer oder gleich VisualStudio2005 verwendet werden. In C#-Projekten fügen Sie lediglich die Datei WagoModbusNet.cs zum Projekt hinzu. Für alle anderen DotNet-Sprachen wie vb.net fügen Sie eine Refferenz auf die WagoModbusNet.dll zum Projekt hinzu. Folgende Klassen stehen zur Verfügung:: - wmnmodbusmastertcp - wmnmodbusmasterudp - wmnmodbusmaster-rtu(seriell) - wmnmodbusmaster-ascii(seriell). Vom Open-MODBUS-TCP-Protokoll V1.3 werden die Kommandos FC1, FC2, FC3, FC4, FC5, FC6, FC11, FC15, FC16, FC22, und FC23 unterstützt. Beispiele finden Sie auf der Auslieferungs-CD mit der Bestellnummer

21 PC-Anwendung als MODBUS-Master MBT.dll Mit der MBT.dll stellt WAGO eine prozedurale DLL zur Verfügung, die das MODBUS-TCP-Protokoll implementiert. Die MBT.dll unterstützt 32-Bit-Betriebssysteme wie Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0 (absp5), Windows 2000 und Windows XP. Für Windows 95 ist eine Aktualisierung auf Windows Socket 2.0 erforderlich. Als Transportprotokoll kann wahlweise TCP oder UDP gewählt werden. WAGO empfiehlt die Verwendung UDP als Transportprotokoll, da dieses ein verbessertes Time-out-Handling ermöglicht. Die MBT.dll kann aus einer Vielzahl von Programmiersprachen verwendet werden. Auf der Auslieferungs-CD finden sich Beispiele für VBA(Excel), VB6, LabView, C, VC++ 6, Delphi, vb.net und C#. Vom Open-MODBUS-TCP-Protokoll V1.3 werden die Kommandos FC1, FC2, FC3, FC4, FC7, FC15 und FC16 unterstützt. Eine Installation oder Registrierung der MBT.dll ist nicht erforderlich. Es genügt, die DLL in das Windows-Standardverzeichnis \system32 zu kopieren. Wird ein anderes Verzeichnis gewählt, so muss in der Windows- Systemsteuerung bei den Umgebungsvariablen der Pfad zur MBT.dll hinzugefügt werden. Die MBT.dll stellt die folgenden Funktionen bereit: MBTInit(); MBTExit() MBTConnect(); MBTDisconnect() MBTReadRegisters();MBTWriteRegisters() MBTReadCoils();MBTWriteCoils() MBTSwapWord(); MBTSwapDWord() Alle Funktionen der MBT-Library haben Rückgabewerte, die dem HRESULT- Format entsprechen. Die Funktionen des Socket-APIs geben keine Rückgabewerte dieses Formates zurück. Die MBT-Library konvertiert diese Rückgabewerte mittels des Makros HRESULT_FROM_WIN32. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird dies mittels HR von gekennzeichnet. In einem Programm sollte bei Programmstart MBTInit() einmalig aufgerufen werden; die Funktion beschafft benötigte Ressourcen und initialisiert die DLL. Mit MBTConnect() wird eine Verbindung zu einem entfernten MODBUS-Slave (Server) aufgebaut. Der Datenaustausch erfolgt mit den Funktionen MBTWriteRegisters(), MBTReadRegisters(), MBTWriteCoils() und MBTReadCoils(). Sind alle Daten ausgetauscht, wird mit der Funktion MBTDisconnect() die Verbindung abgebaut. Nachfolgen kann ein erneuter Verbindungsaufbau oder das Programmende. Zur sicheren Freigabe der Ressourcen sollte bei Programmende aber auch beim Abbruch des Programmes die Funktion MBTExit() einmalig ausgeführt werden.

22 22 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll Das seit 1979 bekannte MODBUS Protokoll ist mit MODBUS-TCP heute ein offener Internet Draft Standard der IETF (Internet Engineering Task Force). Die seit der Ursprungsvariante bewährten MODBUS-Dienste und das Objektmodell wurden unverändert beibehalten und auf TCP/IP als Übertragungsmedium abgebildet. Kommuniziert wird über den well known Port 502, der für MODBUS reserviert ist. Damit besteht die MODBUS-Familie aus den klassischen MODBUS-RTU und MODBUS-ASCII (asynchrone Übertragung über RS-232 oder RS-485) und MODBUS-TCP (verbindungsorientierte Client-Server-Kommunikation über ETHERNET). Die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG erweitert die MODBUS Familie um MODBUS/UDP. Diese Variante verwendet eine verbindungslose asynchrone Client Server-Kommunikation über ETHERNET. MODBUS/UDP löst ein Problem, das entsteht, wenn ein MODBUS-Slave (Server) nicht verfügbar ist (z.b. Versorgungsspannung getrennt). Bei MODBUS-TCP greifen in diesem Fall die Retransmissionsmechanismen des TCP-Stacks, die dazu führen, dass der MODBUS-Master(Client) erst sehr spät feststellt, dass die Gegenstelle nicht verfügbar ist. Bei MODBUS-UDP erfolgt die Time-out-Überwachung auf Applikationsebene (OSI-Schicht 7) und kann dadurch umgehend auf ein fehlendes Response- Telegramm reagieren. Aus diesem Grund empfehlen wir, wenn möglich, den Einsatz der MODBUS- UDP-Variante. Die MODBUS-Kommunikation erfolgt mit Hilfe von Dienstaufrufen; dazu sendet der MODBUS-Master(Client) ein Request-Telegramm an Port 502 des MODBUS-Slave(Server). Der MODBUS-Slave liefert das Ergebnis des Dienstaufrufes in einem Response-Telegramm an den MODBUS-Master zurück. Die wesentlichsten Elemente eines MODBUS-Telegrammes sind: Item Function Code (FC) Address Count [Data] Description Dienstkennung: Lese- oder Schreiboperation auf Bits oder WORDs Startadresse der Operation Dienstabhängig die Anzahl Bits oder WORDs(Bytes) Prozessdaten Die Dienstkennung bzw. der Funktionscode (FC) bestimmt zunächst, ob es sich um eine Lese- oder Schreiboperation handelt; zusätzlich bestimmt sie den Grunddatentyp, auf den die Operation angewendet werden soll. Damit ist auch die Bedeutung der Parameter Address und Count abhängig vom Function Code. So kann Address :=3 für das vierte Bit oder Word im Ein- oder Ausgangsprozessabbild stehen.

23 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 23 Das MODBUS-Protokoll basiert auf den folgenden Grunddatentypen: Data Type Length Description Discrete Inputs 1 Bit Digitale Eingänge Coils 1 Bit Digitale Ausgänge Input Register 16 Bit Analoge Eingangsdaten Holding Register 16 Bit Analoge Ausgangsdaten Für jeden Grunddatentyp sind ein oder mehr Funktionscodes definiert. FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analoger Eingänge(und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analoger Eingänge(und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein/Ausgänge Obwohl digitale und analoge Prozessdaten der WAGO-Feldbuskoppler und programmierbaren Feldbuscontroller in einem Prozessabbild zusammengefasst sind, erreichen Sie mit den digitalen MODBUS-Diensten an Adresse 0 immer den ersten digitalen Ausgang bzw. Eingang. Das heißt, die digitalen MODBUS-Dienste ignorieren die komplexen IO-Module. Auf der anderen Seite lässt sich jedoch der Zustand der digitalen Ein- und Ausgänge auch über die sogenannten Register -Dienste ermitteln bzw. verändern. Alle WAGO-Feldbuskoppler und programmierbaren Feldbuscontroller unterscheiden nicht zwischen den Funktionscodes FC1 und FC2. Beide MODBUS-Dienste nutzen die gleiche Implementierung und erlauben den Zugriff auf digitale Ein- und Ausgangsmodule, sowie dem Merker- Bereich. Alle WAGO-Feldbuskoppler und programmierbaren Feldbuscontroller unterscheiden nicht zwischen den Funktionscodes FC3 und FC4. Beide MODBUS- Dienste verwenden die gleiche Implementierung. Die maximale Telegrammlänge wird durch den Datentyp BYTE des Feldes Byte count bestimmt, der lediglich Werte zwischen 0 und 255 annehmen kann. Damit lassen sich, abhängig vom MODBUS-Dienst, ca. 120 WORDs Nutzdaten transportieren. Im Anhang B finden Sie die gerätebezogene Gegenüberstellungen von MODBUS-Adressen zu IEC-Adressen.

24 24 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.1 FC1 (Read Coils) Diese Funktion liest den Inhalt mehrerer Eingangs- oder Ausgangsbits. Aufbau des Requests Beispiel: Eine Anfrage, durch die die Bits 0 bis 7 gelesen werden sollen. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x01 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Bit count 0x0008 Aufbau der Response Die aktuellen Werte der abgefragten Bits werden in das Datenfeld gepackt. Eine 1 entspricht dabei dem Zustand ON und eine 0 dem Zustand OFF. Das niederwertigste Bit des ersten Datenbytes enthält das erste Bit der Anfrage. Die anderen folgen aufsteigend. Falls die Anzahl der Eingänge kein Vielfaches von 8 ist, werden die restlichen Bits des letzten Datenbytes mit Nullen aufgefüllt. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x01 Byte 8 Byte count 0x01 Byte 9 Bit values 0x12 Der Status der Eingänge 0 bis 7 wird als Bytewert 0x12 oder binär angezeigt. Eingang 7 ist das höchstwertige Bit dieses Bytes und Eingang 0 das niederwertigste. Die Zuordnung erfolgt damit von 7 bis 0 mit OFF-OFF-OFF-ON-OFF-OFF-ON-OFF. Bit: Coil: Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x81 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

25 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC2 (Read Input Discretes) Diese Funktion liest den Inhalt mehrerer Eingangsbits (digitaler Eingänge). Aufbau des Requests Die Anfrage bestimmt die Startadresse und die Anzahl der Bits, die gelesen werden sollen. Beispiel: Eine Anfrage, durch die die Bits 0 bis 7 gelesen werden sollen. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x02 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Bit count 0x0008 Aufbau der Response Die aktuellen Werte der abgefragten Bits werden in das Datenfeld gepackt. Eine 1 entspricht dabei dem Zustand ON und eine 0 dem Zustand OFF. Das niederwertigste Bit des ersten Datenbytes enthält das erste Bit der Anfrage. Die anderen folgen aufsteigend. Falls die Anzahl der Eingänge kein Vielfaches von 8 ist, werden die restlichen Bits des letzten Datenbytes mit Nullen aufgefüllt. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x02 Byte 8 Byte count 0x01 Byte 9 Bit values 0x12 Der Status der Eingänge 7 bis 0 wird als Byte-Wert 0x12 oder binär angezeigt. Eingang 7 ist das höchstwertige Bit dieses Bytes und Eingang 0 das niederwertigste. Die Zuordnung erfolgt damit von 7 bis 0 mit OFF-OFF-OFF-ON-OFF-OFF-ON-OFF. Bit: Coil: Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x82 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

26 26 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.3 FC3 (Read multiple registers) Diese Funktion dient dazu, eine Anzahl von Eingangsworten (auch Eingangsregister ) zu lesen. Aufbau des Requests Die Anfrage bestimmt die Adresse des Startwortes (Startregister) und die Anzahl der Register, die gelesen werden sollen. Die Adressierung beginnt mit 0. Beispiel: Abfrage der Register 0 und 1. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x03 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Word count 0x0002 Aufbau der Response Die Registerdaten der Antwort werden als 2 Bytes pro Register gepackt. Das erste Byte enthält dabei die höherwertigen Bits, das zweite die niederwertigen. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x03 Byte 8 Byte count 0x04 Byte 9, 10 Value register 0 0x1234 Byte 11, 12 Value register 1 0x2345 Aus der Antwort ergibt sich, dass Register 0 den Wert 0x1234 und Register 1 den Wert 0x2345 enthält. Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x83 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

27 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC4 (Read input registers) Diese Funktion dient dazu, eine Anzahl von Eingangsworten (auch Eingangsregister ) zu lesen. Aufbau des Requests Die Anfrage bestimmt die Adresse des Startwortes (Startregister) und die Anzahl der Register, die gelesen werden sollen. Die Adressierung beginnt mit 0. Beispiel: Abfrage der Register 0 und 1. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x04 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Word count 0x0002 Aufbau der Response Die Registerdaten der Antwort werden als 2 Bytes pro Register gepackt. Das erste Byte enthält dabei die höherwertigen Bits, das zweite die niederwertigen. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x04 Byte 8 Byte count 0x04 Byte 9, 10 Value register 0 0x1234 Byte 11, 12 Value register 1 0x2345 Aus der Antwort ergibt sich, dass Register 0 den Wert 0x1234 und Register 1 den Wert 0x2345 enthält. Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x84 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

28 28 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.5 FC5 (Write Coil) Diese Funktion dient dazu, ein digitales Ausgangsbit zu schreiben. Aufbau des Requests Die Anfrage bestimmt die Adresse des Ausgangsbits. Die Adressierung beginnt mit 0. Beispiel: Setzen des 2. Ausgangsbits (Adresse 1). Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x05 Byte 8, 9 Reference number 0x0001 Byte 10 ON/OFF 0xFF Byte 11 Aufbau der Response 0x00 Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x05 Byte 8, 9 Reference number 0x0001 Byte 10 Value 0xFF Byte 11 Aufbau der Exception 0x00 Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x85 Byte 8 Exception code 0x01, 0x02 oder 0x03

29 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC6 (Write single register) Diese Funktion schreibt einen Wert in ein einzelnes Ausgangswort (auch Ausgangsregister ). Aufbau des Requests Die Adressierung beginnt mit 0. Die Anfrage bestimmt die Adresse des ersten Ausgangswortes, das gesetzt werden soll. Der zu setzende Wert wird im Anfragedatenfeld bestimmt. Beispiel: Setzen des zweiten Ausgangskanal (Adresse 0) auf den Wert 0x1234. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0006 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x06 Byte 8, 9 Reference number 0x0001 Byte 10, 11 Register value 0x1234 Aufbau der Response Die Antwort ist ein Echo der Anfrage. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x06 Byte 8, 9 Reference number 0x0001 Byte 10, 11 Register value 0x1234 Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x85 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

30 30 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.7 FC11 (Get comm event counter) Diese Funktion gibt ein Statuswort und einen Ereigniszähler aus dem Kommunikationsereigniszähler des Controllers zurück. Die übergeordnete Steuerung kann mit diesem Zähler feststellen, ob der Controller die Nachrichten fehlerlos behandelt hat. Nach jeder erfolgreichen Nachrichtenverarbeitung wird der Zähler hochgezählt. Dieses Zählen erfolgt nicht bei Ausnahmeantworten oder Zählerabfragen. Aufbau des Requests Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0002 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x0B Aufbau der Response Die Antwort enthält ein 2-Byte-Statuswort und einen 2 -yte-ereigniszähler. Das Statuswort besteht aus Nullen. Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x10 Byte 8, 9 Status 0x0000 Byte 10, 11 Event count 0x0003 Der Ereigniszähler zeigt, dass 3 (0x0003) Ereignisse gezählt wurden. Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x85 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

31 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC15 (Force Multiple Coils) Durch diese Funktion wird eine Anzahl Ausgangsbits auf 1 oder 0 gesetzt. Die maximale Anzahl ist 256 Bits. Aufbau des Requests Der erste Bit wird mit 0 adressiert. Die Anfragenachricht spezifiziert die Bits, die gesetzt werden sollen. Die geforderten 1- oder 0-Zustände werden durch die Inhalte des Anfragedatenfelds bestimmt. In diesem Beispiel werden 16 Bits, beginnend mit Adresse 0 gesetzt. Die Anfrage enthält 2 Bytes mit dem Wert 0xA5F0 also binär. Das erste Byte überträgt die 0xA5 an die Adresse 7 bis 0, wobei 0 das niederwertigste Bit ist. Das nächste Byte überträgt 0xF0 an die Adresse 15 bis 8, wobei das niederwertigste Bit 8 ist. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x0009 Byte 6 unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x0F Byte 8, 9 reference number 0x0000 Byte 10, 11 Bit count 0x0010 Byte 12 Byte count 0x02 Byte 13 Data byte1 0xA5 Byte 14 Data byte2 0xF0 Aufbau der Response Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x0F Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Bit count 0x0010 Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x8F Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

32 32 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.9 FC16 (Write multiple registers) Diese Funktion schreibt Werte in eine Anzahl von Ausgangsworten (auch Ausgangsregister ). Aufbau des Requests Das erste Register wird mit 0 adressiert. Die Anfragenachricht bestimmt die Register, die gesetzt werden sollen. Die Daten werden als 2 Bytes pro Register gesendet. Beispiel: Die Daten in den beiden Registern 0 und 1 werden gesetzt. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x000B Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x10 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Word count 0x0002 Byte 12 Byte count 0x04 Byte 13, 14 Register value 1 0x1234 Byte 15, 16 Register value 2 0x2345 Aufbau der Response Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x10 Byte 8, 9 Reference number 0x0000 Byte 10, 11 Word count 0x0002 Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x85 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

33 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll FC22 (Mask Write Register) Diese Funktion dient dazu einzelne Bits innerhalb eines Registers zu manipulieren. Aufbau des Requests Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 length field 0x0002 Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x16 Byte 8-9 Reference number 0x0000 Byte AND mask 0x0000 Byte OR mask 0xAAAA Aufbau der Response Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x10 Byte 8-9 Reference number 0x0000 Byte AND mask 0x0000 Byte OR mask 0xAAAA Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x85 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

34 34 Anhang A: Das MODBUS-Protokoll 6.11 FC23 (Read/Write multiple registers) Diese Funktion liest Registerwerte aus und schreibt Werte in eine Anzahl von Ausgangsworten (auch Ausgangsregister ). Aufbau des Requests Beispiel: Die Daten in dem Register 3 werden auf den Wert 0x0123 gesetzt und aus den beiden Registern 0 und 1 werden die Werte 0x0004 und 0x5678 gelesen. Byte Field name Example Byte 0, 1 Transaction identifier 0x0000 Byte 2, 3 Protocol identifier 0x0000 Byte 4, 5 Length field 0x000F Byte 6 Unit identifier 0x01 nicht verwendet Byte 7 MODBUS function code 0x17 Byte 8-9 Reference number for read 0x0000 Byte Word count for read (1-125) 0x0002 Byte Reference number for write 0x0003 Byte Word count for write (1-100) 0x0001 Byte 16 Byte count (B = 2 x word count for write) 0x02 Byte 17-(B+16) Register values Aufbau der Response 0x0123 Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x17 Byte 8 Byte 9- (B+1) Byte count (B = 2 x word count for read) Register values 0x04 0x0004 0x5678 Aufbau der Exception Byte Field name Example... Byte 7 MODBUS function code 0x97 Byte 8 Exception code 0x01 oder 0x02

35 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 35 7 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 7.1 Feldbuskoppler Prozessabbild des Der kann maximal 3 eingehende MODBUS-TCP-Verbindungen bearbeiten. Der MODBUS-Verbindungs-Watchdog ist im Auslieferungszustand deaktiviert. Neben der WAGO-Grundausstattung an MODBUS-Diensten unterstützt der zusätzlich den Funktionscode FC7 Read exception status FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC7 Read exception status Rücklesen der ersten 8 digitalen Ausgänge FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge

36 36 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Registerdienste des Über die Registerdienste lassen sich die Zustände von komplexen und digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern Register lesen mit FC3 und FC4: : MODBUS vs IEC Addresses for FC3 and FC4 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address 0 0x0000 %IW0 Physical Input Area x00FF... %IW x x01FF - MODBUS Exception: 512 0x0200 %QW0 Physical Output Area x02FF... %QW x x0FFF - MODBUS Exception: x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x xFFFF - MODBUS Exception: Register schreiben mit FC6 und FC16: : MODBUS vs IEC Addresses for FC6 and FC16 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address 0 0x0000 %QW0 Physical Output Area x00FF... %QW x x01FF - MODBUS Exception: 512 0x0200 %QW0 Physical Output Area x02FF... %QW x x0FFF - MODBUS Exception: x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x xFFFF - MODBUS Exception:

37 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Digitale MODBUS-Dienste des Mit den digitalen MODBUS-Diensten lassen sich ausschließlich die Zustände von digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern. Komplexe I/O-Module werden ignoriert bzw. sind unerreichbar Coils lesen mit FC1 und FC2: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Input Area First 512 digital inputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area First 512 digital outputs x03FF x xFFFF MODBUS Exception: Coils schreiben mit FC5 und FC15: : MODBUS Addresses for FC5 and FC15 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Output Area max 512 digital outputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area max. 512 digital outputs x03FF x xFFFF MODBUS Exception:

38 38 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder MODBUS-Konfigurationsregister des Über die Konfigurationsregister lassen sich die Eigenschaften des ermitteln und teilweise verändern : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R/W MODBUS Watchdog Time (Vielfaches von 100 ms) x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Trigger x R Minimale Triggerzeit x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0xAAAA und 0x5555) x R MODBUS-Watchdog-Status x R/W MODBUS-Watchdog restart (0x0001) x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0x55AA oder 0xAA55) x R/W MODBUS- und HTTP-Port schließen nach Timeout x100A 1 R/W MODBUSWatchdog im Modicon Mode starten x100B 1 W MODBUS-Watchdog-Parameter speichern x R LED-Error-Code x R LED-Error-Argument x R Anzahl analoger Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl analoger Eingänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Eingänge im PA [Bit] x R Klemmenbuszyklus ausführen x R/W IP-Konfiguration: BootP(1) or FIX(0) x R MODBUS-TCP-Statistik x R/W MODBUS-Verbindungsüberwachung aktivieren x R MAC-ID der ETHERNET-Schnittstelle x R 0x0000 (Constant) x R 0xFFFF (Constant) x R 0x1234 (Constant) x R 0xAAAA (Constant) x R 0x5555 (Constant) x R 0x7FFF (Constant) x R 0x8000 (Constant) x R 0x3FFF (Constant) x R 0x4000 (Constant) x R Firmware release x R Seriencode (750) x R Gerätecode (342) x R Spezielle Firmwareversion (0xFFFF) x R Spezielle Firmwareversion (0xFFFF) x R Gerätekurzbeschreibung

39 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R Compile-Zeit der Firmwareversion x R Compile-Datum der Firmwareversion x R Version des Firmwareloaders (FWL) x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R/W Einstellung Prozessabbild (Table 0 register 3) x R Diagnoseinformation Gerät x W Software Reset (write 0x55AA or 0xAA55) x W Delete MODBUS Configuration file (write 0x55AA)

40 40 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 7.2 Feldbuskoppler Prozessabbild des Der kann maximal 15 eingehende MODBUS-TCP-Verbindungen bearbeiten. Der MODBUS-Verbindungs-Watchdog ist im Auslieferungszustand deaktiviert. Neben der WAGO-Grundausstattung an MODBUS-Diensten unterstützt der zusätzlich den Funktionscode FC22 Mask write. FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC22 Mask write Manipulation einzelner Bits eines Registers FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge

41 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Registerdienste des Register lesen mit FC3 und FC4: : MODBUS vs. IEC Addresses for FC3 and FC4 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %IW0... %IW255 Physical Input Area (1) First 256 words of physical input data x x01FF - MODBUS Exception: x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x0FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x62FB %IW %IW1020 Physical Input Area (2) Additional 764 words physical input data x62FC... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FC... 0xFFFF - MODBUS Exception: Illegal data address Register schreiben mit FC6 und FC16: : MODBUS vs. IEC Addresses for FC6 and FC16 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x01FF - MODBUS Exception: x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x0FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x62FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x62FC... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FC... 0xFFFF - MODBUS Exception: Illegal data address

42 42 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Digitale MODBUS-Dienste des Mit den digitalen MODBUS-Diensten lassen sich ausschließlich die Zustände von digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern. Komplexe I/O-Module werden ignoriert bzw. sind unerreichbar Coils lesen mit FC1 und FC2: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Input Area (1) First 512 digital inputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x7FFF - MODBUS Exception: x x85F7 Physical Input Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital input x85F8... 0x8FFF MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF MODBUS Exception: Coils schreiben mit FC5 und FC15: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x7FFF - MODBUS Exception: x x85F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x85F8... 0x8FFF MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF MODBUS Exception:

43 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Feldbuskoppler Prozessabbild des Der kann maximal 15 eingehende MODBUS-TCP-Verbindungen bearbeiten. Der MODBUS-Verbindungs-Watchdog ist im Auslieferungszustand deaktiviert. Der verfügt über zwei Betriebsarten für den MODBUS: V1 und V2. Im Auslieferungszustand ist V1 aktiv, welche sich analog zu der MODBUS- Implementierung in der Serie 750 verhält. V2 ist aus Kompatibilitätsgründen zum Firmware-Release 1 des Kopplers enthalten und kann bei Bedarf über das Web-Based-Management aktiviert werden. FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC22 Mask write Manipulation einzelner Bits eines Registers FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge

44 44 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Registerdienste des Register lesen mit FC3, FC4 und FC23: : MODBUS vs. IEC Addresses for FC3, FC4 and FC23 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %IW0... %IW255 Physical Input Area (1) First 256 words of physical input data x x01FF - MODBUS Exception: x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x0FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x62FB %IW %IW1020 Physical Input Area (2) Additional 764 words physical input data x62FC... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FC... 0xFFFF - MODBUS Exception: Illegal data address Register schreiben mit FC6, FC16, FC22, FC23: : MODBUS vs. IEC Addresses for FC6, FC16, FC22, FC23 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x01FF - MODBUS Exception: x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x0FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x62FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x62FC... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FB %QW %QW1020 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FC... 0xFFFF - MODBUS Exception: Illegal data address

45 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Digitale MODBUS-Dienste des Mit den digitalen MODBUS-Diensten lassen sich ausschließlich die Zustände von digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern. Komplexe I/O-Module werden ignoriert bzw. sind unerreichbar Coils lesen mit FC1 und FC2: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Input Area (1) First 512 digital inputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x7FFF - MODBUS Exception: x x85F7 Physical Input Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital input x85F8... 0x8FFF MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF MODBUS Exception: Coils schreiben mit FC5 und FC15: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x7FFF - MODBUS Exception: x x85F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x85F8... 0x8FFF MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF MODBUS Exception:

46 46 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder MODBUS Konfigurationsregister des Über die Konfigurationsregister lassen sich die Eigenschaften des ermitteln und teilweise verändern : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R/W MODBUS Watchdog Time (Vielfaches von 100ms) x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Trigger x R Minimale Triggerzeit x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0xAAAA und 0x5555) x R MODBUS-Watchdog-Status x R/W MODBUS-Watchdog restart (0x0001) x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0x55AA oder 0xAA55) x R/W MODBUS- und HTTP-Port schließen nach Timeout x100A 1 R/W MODBUS-Watchdog im Modicon Mode starten x100B 1 W MODBUS-Watchdog-Parameter speichern x R LED Error-Code, LED Error Argument x R LED Error Argument x R Anzahl analoger Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl analoger Eingänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Eingänge im PA [Bit] x R/W IP Configuration: BootP(1), DHCP(2) or FIX(4) x R MODBUS-TCP-Statistik x102A 1 R Anzahl aufgebauter MODBUS-TCP-Verbindungen x R/W MODBUS-TCP-Time-out (Vielfaches von 100 ms) x R MAC-ID der ETHERNET-Schnittstelle x R 0x0000 (Constant) x R 0xFFFF (Constant) x R 0x1234 (Constant) x R 0xAAAA (Constant) x R 0x5555 (Constant) x R 0x7FFF (Constant) x R 0x8000 (Constant) x R 0x3FFF (Constant) x R 0x4000 (Constant) x R Firmwareindex x R Serienbezeichnung (767) x R Gerätebezeichnung (1301) x R Major Firmware version x R Minor Firmware version x R Gerätekurzbeschreibung

47 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R Compile-Zeit der Firmwareversion x R Compile-Datum der Firmwareversion x R Version des Firmware-Loaders (FWL) x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x W Software Reset (write 0x55AA or 0xAA55) x W Formatieren des Dateisystems x W Extrahieren des Dateisystems x x R/W MODBUS-Kompatibilitätsmodus 1 = MODBUS V1 (analog zur Serie 750) 2 = MODBUS V2

48 48 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 7.4 Programmierbarer Feldbuscontroller Prozessabbild des Der kann maximal 3 eingehende MODBUS-TCP-Verbindungen gleichzeitig bearbeiten. Der MODBUS-Verbindungs-Watchdog ist im Auslieferungszustand deaktiviert. Aus dem SPS-Programm lassen sich maximal zwei TCP-Verbindungen zu entfernten Servern herstellen. Der unterstützt folgende MODBUS-Dienste: FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analogen Eingänge (und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analogen Eingänge (und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC7 Read exception status Rücklesen der ersten 8 digitalen Ausgänge FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analogen Ausgänge FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge

49 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 49 Mit den Funktionbausteinen SET_DIGITAL_INPUT_OFFSET und SET_DIGITAL_OUTPUT_OFFSET aus der Bibliothek mod_com.lib können die Startadressen der ersten digitalen I/O-Module an WAGO- ETHERNET-Controllern fest vorgegeben werden. Dies erlaubt, Platz für spätere Erweiterungen einzuplanen. Die Angabe des OFFSETs erfolgt in Bytes. Memory area MODBUS access PLC access Description Physical. Input read read Physikalische Eingänge (%IW0... %IW255) Physical Output read/write read/write Physikalische Ausgänge (%QW0... %QW255) PFC-IN- read/write read Flüchtige SPS-Eingangsvariablen (%IW %IW511) PFC-OUT read read/write Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen (%QW %QW511) Configuration register read/(write) --- Konfigurationsregister RETAIN- (NOVRAM) read/write read/write 8kB remanenter Speicher (%MW0... %MW4095) Beachten Sie, dass die physikalischen Ausgänge sowohl über MODBUS- Dienste als auch aus dem SPS-Programm verändert werden können. Ein Merksatz für dieses Verhalten könnte lauten: Der Letzte gewinnt. Im teilen sich Merkervariablen und Retain-Variablen den gleichen Speicherplatz im NOVRAM. Dies kann bei Überschneidungen zu unvorhersagbaren Verhalten führen. Verwenden Sie nur einen der beiden Typen in Ihrem CODESYS-Projekt.

50 50 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Registerdienste des Register lesen mit FC3, FC4 und FC23: : MODBUS vs IEC Addresses for FC3, FC4 and FC23 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address 0 0x0000 %IW0 Physical Input Area x00FF... %IW x x01FF %QW %QW511 PFC-OUT-Area Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen 512 0x0200 %QW0 Physical Output Area x02FF... %QW x x03FF %IW %IW511 PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x0FFF - MODBUS Exception: x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x3FFF %MW0... %MW4095 NOVRAM 8kB retain memory x xFFFF - MODBUS Exception: Register schreiben mit FC6, FC16 und FC23: : MODBUS vs IEC Addresses for FC6, FC16 MODBUS Address IEC Description [dec] [hex] Address 0 0x0000 %QW0 Physical Output Area x00FF... %QW x x01FF %IW %IW511 PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen 512 0x0200 %QW0 Physical Output Area x02FF... %QW x x03FF %IW %IW511 PFC-OUT-Area Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen x x0FFF - MODBUS Exception: x x1FFF - Configuration Register (see manual for details) x x2FFF - MODBUS Exception: x x3FFF %MW0... %MW4095 NOVRAM 8kB retain memory x xFFFF - MODBUS Exception:

51 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Digitale MODBUS-Dienste des Mit den digitalen MODBUS-Diensten lassen sich ausschließlich die Zustände von digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern. Komplexe I/O-Module werden ignoriert bzw. sind unerreichbar. Im PFC-IN- und PFC-OUT -ereich sowie im Merkerbereich(NVRAM) wirken Coil-Dienste und Registerdienste auf die gleichen Speicherstellen. Aufgrund des durch den Datentyp WORD eingeschränkten Adressraumes lassen sich nicht alle Bits im 8kB-Merkerbereich durch Coil-Dienste adressieren Coils lesen mit FC1 und FC2: : MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Input Area First 512 digital inputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area First 512 digital outputs x03FF x x0FFF - MODBUS Exception: x x1FFF %QX %QX PFC-OUT-Area Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen x x2FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x xFFFF %MX %MX NOVRAM Retain memory Coils schreiben mit FC5 und FC15: : MODBUS Addresses for FC5 and FC15 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Output Area max 512 digital outputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area max 512 digital outputs x03FF x x0FFF - MODBUS Exception: x x1FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x2FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x xFFFF %MX %MX NOVRAM Retain memory

52 52 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder MODBUS-Konfigurationsregister des Über die Konfigurationsregister lassen sich die Eigenschaften des ermitteln und teilweise verändern : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R/W MODBUS Watchdog Time (Vielfaches von 100ms) x R/W MODBUS-Watchdog-Kodiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Kodiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Trigger x R Minimale Triggerzeit x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0xAAAA und 0x5555) x R MODBUS-Watchdog-Status x R/W MODBUS-Watchdog restart (0x0001) x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0x55AA oder 0xAA55) x R/W MODBUS- und HTTP-Port schließen nach Timeout x100A 1 R/W MODBUS-Watchdog im Modicon Mode starten x100B 1 W MODBUSWatchdog-Parameter speichern x R LED Error-Code x R LED Error-Argument x R Anzahl analoger Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl analoger Eingänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Eingänge im PA [Bit] x R Klemmenbuszyklus ausführen x R/W IP-Konfiguration: BootP(1) or FIX(0) x R MODBUS-TCP-Statistik x R/W MODBUS-Verbindungsüberwachung aktivieren x R MAC-ID der ETHERNET-Schnittstelle x R/W Prozessdaten-Interface x R 0x0000 (Constant) x R 0xFFFF (Constant) x R 0x1234 (Constant) x R 0xAAAA (Constant) x R 0x5555 (Constant) x R 0x7FFF (Constant) x R 0x8000 (Constant) x R 0x3FFF (Constant) x R 0x4000 (Constant) x R Firmware release x R Seriencode (750) x R Gerätecode (842) x R Spezielle Firmwareversion (0xFFFF) x R Spezielle Firmwareversion (0xFFFF)

53 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder : MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R Gerätekurzbeschreibung x R Compile-Zeit der Firmwareversion x R Compile-Datum der Firmwareversion x R Version des Firmware-Loaders (FWL) x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R/W Einstellung Prozessabbild (Table 0 register 3) x R Diagnoseinformation Gerät x W Software Reset (write 0x55AA or 0xAA55) x W Delete MODBUS Configuration file (write 0x55AA)

54 54 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 7.5 Programmierbarer Feldbuscontroller x Prozessabbild des x Die Controller der Serie x ( , , , ) können maximal 15 eingehende MODBUS-TCP-Verbindungen gleichzeitig bearbeiten. Der MODBUS-Verbindungs-Watchdog ist im Auslieferungszustand deaktiviert. Der Remanentspeicher (RETAIN Memory) ist ein nicht flüchtiger Speicher, d. h. nach einem Spannungsausfall bleiben alle Werte der Merker und Variablen beibehalten, die explizit mit VAR RETAIN definiert werden.

55 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 55 Der 32 kbyte große Speicherbereich teilt sich standardmäßig in einen 16 kbyte großen adressierbaren Bereich für die Merker (%MW0... %MW8191) und einen 16 kbyte großen Retain-Bereich für Variablen ohne Speicherbereichsadressierung, die mit VAR RETAIN definiert werden. Sollen mehr als 16 kbyte als adressierbarer Speicher für Merker genutzt werden, kann über die Zielsystemeinstellung im CODESYS eine entsprechende Anpassung der Speicheraufteilung vorgenommen werden: 1 Größe des adressierbaren Merkerbereichs (16# kbyte 8192 Merkerwörter) 2 Größe des nicht adressierbaren Retainspeichers (16# kbyte Retain-Speicher) 3 Startadresse des adressierbaren Merkerbereichs (nicht editierbar) 4 Startadresse des nicht adressierbaren Retain-Speichers Startadresse Merker + Größe Merker 16# #4000 = 16#

56 56 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Beispielkonfiguration mit 24 kbyte adressierbarem Merkerspeicher: 1 Größe des adressierbaren Merkerbereichs (16# kbyte Merkerwörter) 2 Größe des nicht adressierbaren Retain-Speichers (16# kbyte Retain-Speicher) 3 Startadresse des adressierbaren Merkerbereichs (nicht editierbar) 4 Startadresse des nicht adressierbaren Retain-Speichers Startadresse Merker + Größe Merker 16# #6000 = 16# Information Größe des remanenten Speichers nicht überschreiten! Die Summe aus der für den Merkerbereich und für den Retain-Bereich vergebenen Größen darf die Gesamtgröße des Speichers nicht überschreiben: Größe Merker + Größe Retain muss immer 32 kbyte (16#8000) ergeben!

57 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 57 Die Controller der Reihe x unterstützten folgende MODBUS-Dienste: FC Name Description FC1 Read coils Rücklesen mehrerer digitaler Ausgänge FC2 Read inputs discrete Lesen mehrerer digitaler Eingänge FC3 Read holding registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC4 Read input registers Lesen mehrerer analoger Eingänge (und Ausgänge) FC5 Write coil Schreiben eines einzelnen digitalen Ausgangs FC6 Write single register Schreiben eines einzelnen analogen Ausgangs FC11 Get comm event counter Kommunikationsereigniszähler FC15 Force multiple coils Schreiben mehrerer digitaler Ausgänge FC16 Write multiple registers Schreiben mehrerer analoger Ausgänge FC22 Mask write Manipulation einzelner Bits eines Registers FC23 Read/write multiple registers Schreib-Lese-Operation auf analoge Ein-/Ausgänge Mit den Funktionbausteinen SET_DIGITAL_INPUT_OFFSET und SET_DIGITAL_OUTPUT_OFFSET aus der Bibliothek mod_com.lib können die Startadressen der ersten digitalen I/O-Module an WAGO- EHERNET-Controllern fest vorgegeben werden. Dies erlaubt Platz für spätere Erweiterungen einzuplanen. Die Angabe des OFFSETs erfolgt in Bytes. Jedoch ist die Wirksamkeit auf die SPS begrenzt. Der MODBUS-Slave ignoriert den digitalen Offset. Memory area MODBUS access PLC access Description Physical. Input(1) read read Physikalische Eingänge (%IW0... %IW255) Physical Output(1) read/[write] *1) read/[write] *1) Physikalische Ausgänge (%QW0... %QW255) PFC-IN- read/write read Flüchtige SPS-Eingangsvariablen (%IW %IW511) PFC-OUT read read/write Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen (%QW %QW511) Configuration read/(write) --- Konfigurationsregister register NOVRAM Retain memory read/write read/write 8 kb remanenter Speicher (max 32 kb) (%MW0... %MW8191) Physical. Input(2) read read Physikalische Eingänge (%IW %IW1275) Physical Output(2) read/[write] *1) read/[write] *1) Physikalische Ausgänge (%QW %QW1275) [] *1) Schreibrecht wird festgelegt durch die Datei /etc/ea-conf.xml Eine weitere Besonderheit der Controller x ist es, dass jedem I/O- Modul eine Schreibberechtigung zugeordnet werden kann bzw. muss. Die physikalischen Ausgänge lassen sich entweder über MODBUS-Dienste oder durch das SPS-Programm verändern. Die Schreibberechtigung wird durch die Existenz bzw. den Inhalt der Datei /etc/ea-conf.xml festgelegt. Fehlt die Datei oder stimmt die Anzahl der konfigurierten I/O-Module nicht mit der tatsächlichen Zahl angeschlossener I/O-Module überein, dann wird die Schreibberechtigung den MODBUS-Diensten zugeordnet. Die Datei /etc/ea-conf.xml wird automatisch beim Anlegen einer CODESYS-Steuerungskonfiguration erzeugt und regelt das Schreibrecht auf

58 58 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder I/O-Modulebene. Ein Merksatz für dieses Verhalten könnte lauten: Es kann nur einen geben. Im x sind Merkervariablen und Retain-Variablen im 32 kb großen NOVRAM untergebracht. Für die Merker sind im Auslieferungszustand 16 kb, für die Retain-Variablen 16 kb konfiguriert. Dadurch sind Überschneidungen wie im nicht möglich. Die Aufteilung des 32 kb großen NOVRAMs kann in den CODESYS- Zielsystemeinstellungen verändert werden. Bei Verwendung der SysLibSocket ist die maximale Anzahl von TCP- Socket-Verbindungen, die aus einem SPS-Programm heraus erzeugt werden können, nahezu unbegrenzt. In der Ethernet.lib ist die maximale Anzahl von TCP-Socket-Verbindungen auf 5 begrenzt Registerdienste des x Register lesen mit FC3, FC4 und FC23: x: MODBUS vs IEC Addresses for FC3, FC4 and FC23 MODBUS Address IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %IW0... %IW255 Physical Input Area (1) First 256 words of physical input data x x01FF %QW %QW511 PFC-OUT-Area Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x03FF %IW %IW511 PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x0FFF - MODBUS Exception: x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF %MW0... %MW12287 NOVRAM 24kB x x62FC %IW %IW1275 Physical Input Area (2) Additional 764 words physical input data x62FD... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FB %QW %QW1275 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FC... 0x7FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x8000 0x8FFF %MW %MW16383 NOVRAM 8 kb x xFFFF MODBUS-Exception:

59 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Register schreiben mit FC6, FC16, FC22 und FC23: x: MODBUS vs IEC Addresses for FC6, FC16, FC22 and FC23 MODBUSAddress IEC Description [dec] [hex] Address x x00FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x01FF %IW %IW511 PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x02FF %QW0... %QW255 Physical Output Area (1) First 256 words of physical output data x x03FF %IW %IW511 PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x0FFF - MODBUS Exception: x x2FFF - Configuration Register (see manual for details) x x5FFF %MW0... %MW12287 NOVRAM 8 kb retain memory (max. 24kB) x x62FC %QW %QW1275 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x62FD... 0x6FFF - MODBUS Exception: Illegal data address x x72FC %QW %QW1275 Physical Output Area (2) Additional 764 words physical output data x72FD... 0x7FFF MODBUS Exception: Illegal data address x x8FFF %MW %MW16383 NOVRAM 8 kb x xFFFF MODBUS-Exception:

60 60 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Digitale MODBUS-Dienste des x Mit den digitalen MODBUS-Diensten lassen sich ausschließlich die Zustände von digitalen I/O-Modulen ermitteln oder verändern. Komplexe I/O-Module werden ignoriert bzw. sind unerreichbar Coils lesen mit FC1 und FC2: x: MODBUS Addresses for FC1 and FC2 MODBUSAddress Memory Description [dec] [hex] Area x0000 Physical Input Area (1) First 512 digital inputs... 0x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x0FFF - MODBUS Exception: x x1FFF %QX %QX PFC-OUT-Area Flüchtige SPS-Ausgangsvariablen x x2FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x3000 %MX0.0 NOVRAM x7FFF... %MX Retain-Area (8 kb default) x x85F7 Physical Input Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital input x85F8... 0x8FFF - MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF - MODBUS Exception:

61 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Coils schreiben mit FC5 und FC15: x: MODBUS Addresses for FC5 and FC15 MODBUS Address Memory Description [dec] [hex] Area 0 0x0000 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x01FF 512 0x0200 Physical Output Area (1) First 512 digital outputs x03FF x x0FFF - MODBUS Exception: x x1FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x x2FFF %IX %IX PFC-IN-Area Flüchtige SPS-Eingangsvariablen x3000 %MX0.0 NOVRAM x7FFF... %MX Retain-Area x x85F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x85F8... 0x8FFF - MODBUS Exception: x x95F7 Physical Output Area (2) Starts with the 513 th and ends with the 2039 th digital output x95F8... 0xFFFF - MODBUS Exception:

62 62 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder MODBUS-Konfigurationsregister des x Über die Konfigurationsregister lassen sich die Eigenschaften des x ermitteln und teilweise verändern x: MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R/W MODBUS Watchdog Time (Vielfaches von 100ms) x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Codiermaske x R/W MODBUS-Watchdog-Trigger x R Minimale Triggerzeit x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0xAAAA und 0x5555) x R MODBUS-Watchdog-Status x R/W MODBUS-Watchdog restart (0x0001) x R/W MODBUS-Watchdog stoppen (0x55AA oder 0xAA55) x R/W MODBUS- und HTTP-Port schließen nach Timeout x100A 1 R/W MODBUS-Watchdog im Modicon Mode starten x100B 1 W MODBUS-Watchdog-Parameter speichern x R LED Error-Code x R LED Error-Argument x R Anzahl analoger Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl analoger Eingänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Ausgänge im PA [Bit] x R Anzahl digitaler Eingänge im PA [Bit] x R/W IP Configuration: BootP(1), DHCP(2) or FIX(4) x R MODBUS-TCP-Statistik x102A 1 R Anzahl aufgebauter MODBUS-TCP-Verbindungen x102B 1 W K-BUS-Reset x R/W MODBUS-Verbindungsüberwachung aktivieren x R MAC-ID der ETHERNET-Schnittstelle x R/W Time offset RTC (Real Time Clock) x R/W Daylight Saving x MODBUS Response Delay (ms) x R Diagnoseinformationen angeschlossener I/O- Module x R 0x0000 (Constant) x R 0xFFFF (Constant) x R 0x1234 (Constant) x R 0xAAAA (Constant) x R 0x5555 (Constant) x R 0x7FFF (Constant) x R 0x8000 (Constant) x R 0x3FFF (Constant) x R 0x4000 (Constant)

63 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder x: MODBUS Configuration Register for FC3, FC4, FC6 and FC16 MODBUSAddress Length Access Description [dec] [hex] [Word] x R Firmware release x R Seriencode (750) x R Gerätecode (841) x R Major Firmware version x R Minor Firmware version x R Gerätekurzbeschreibung x R Compile-Zeit der Firmwareversion x R Compile-Datum der Firmwareversion x R Version des Firmware-Loaders (FWL) x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R Beschreibung angeschlossener I/O-Module: x R/W Einstellung Prozessabbild (Table 0 register 3) x R Diagnoseinformation Gerät x W Software Reset (write 0x55AA or 0xAA55) x W Format Flash x W Extract file system x W Werkseinstellungen

64 64 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder 7.6 Programmierbare Feldbuscontroller PFC200 Dieses Kapitel umfasst die Geräte der Serie PFC200 ( , , , ) mit CODESYS-2.3-Laufzeitsystem. Der im PFC200 integrierte MODBUS-Slave muss über die CODESYS- Steuerungskonfiguration aktiviert und parametriert werden. Die MODBUS-Funktion ist nur aktiv, wenn auf dem PFC200 ein CODESYS- Projekt mit aktiviertem MODBUS vorhanden ist. Ein direkter Zugriff auf das Prozessabbild der IO-Module über MODBUS ist nicht möglich Weitere Informationen zur Konfiguration des PFC200-MODBUS-Slaves sind im Handbuch des jeweiligen PFC200-Modells zu finden. Hinweis I/O-Module nicht direkt über MODBUS erreichbar. Ein direkter Zugriff auf das Prozessabbild der IO-Module über MODBUS ist nicht möglich. Nur die PFC-Variablen sowie die Merker sind über MODBUS zugänglich. Mit Hilfe eines entsprechenden SPS-Programmes können Datenpunkte des Klemmbusses dem MODBUS-Bereich zugeordnet werden.

65 Anhang B: Gerätespezifische Prozessabbilder Prozessabbild des PFC200