SIMATIC S5 SIEMENS. MODBUS-Protokoll RTU-FORMAT SIMATIC S5 ist Slave. Kurzinformation. Sondertreiber für CP 524 / CP (S5-DOS) S5R007

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1 SIEMENS SIMATIC S5 Sondertreiber für CP 524 / CP (S5-DOS) S5R007 MODBUS-Protokoll RTU-FORMAT SIMATIC S5 ist Slave Kurzinformation Bestell - Nr.: 6ES QA11 Stand 2/92

2 Der Sondertreiber ist auf dem CP525-2 (6ES UA21 mit Speichermodul 6ES AA41 oder 6ES AB21) oder dem CP524 (6ES UA13 mit Schnittstellenmodul 6ES AAx2 und Speichermodul 6ES AA41) in SIMATIC S5-Geräten der U-Reihe (115U, 135U, 150U, 155U) einsetzbar. Der Sondertreiber ist im Teleperm M AS215 nicht einsetzbar. Außerdem benötigen Sie die COM525-Software (6ES SA11 für S5-DOS PG's) mit COM525-Handbuch (6ES DB11) und die Standardhantierungsbausteine für Ihr AG. Zur Kopplung an Fremdgeräte stehen keine Standard-Kabel zur Verfügung. CP525 oder CP524 CP525 CP524 Geräteschnittstellen V24 / TTY Geräteschnittstelle V24 / TTY /RS 422 EPROM- Speichermodul S5-DOS Programmiergerät Sondertreiberdiskette 2

3 1. Allgemeines Mit dem Sondertreiber S5R007 für die Kommunikationsprozessoren CP524/CP525-2 wurde eine Kopplungssoftware entwickelt, die es ermöglicht "modbusfähige" Steuerungssysteme (z. B. Honeywell TDC 3000, Modicon-, Hartmann & Braun- und Fisher-Provox- Steuerungen) an SIMATIC S5-Geräte der U-Reihe anzuschließen. Die Übertragung erfolgt asynchron, halbduplex und wird an einer RS 232 (= V24)-, TTY (20mA) oder RS422/RS485 (nur bei CP524) - Schnittstelle betrieben. Steuersignale der V24-Schnittstelle werden bei diesem Treiber nicht ausgewertet. Wenn der Koppelpartner keine dieser Schnittstellen verwendet, muß die Schnittstelle vor dem Anschluß umgesetzt werden (z. B. Honeywell Data-Hiway-Port). Der Slave (SIMATIC) sendet nur auf Anforderung, der Master (Fremdgerät) hat somit die Initative. Ein Telegrammverkehr von Slave zu Slave ist nicht möglich. 3

4 1.1. Kommunikation Um die in Bus-Systemen geforderten schnellen Antwortzeiten einhalten zu können, müssen alle Daten auf dem CP in einem Kommunikationsbereich vorliegen. Alle Funktionen (Datenübertragung zum Master oder zur CPU) beziehen sich auf diesen Kommunikationsbereich. Dieser Bereich kann 1 oder 2 Datenbausteine lang sein und muß von der CPU ständig mit den aktuellen Daten versorgt werden, bzw. die CPU muß die aktuellen Daten vom Master dort auslesen (siehe auch Punkt 2.3 Kommunikationsbereich). SIMATIC S5 Fremdsystem CPU CP525 DW 0 DBn DW 1 : : : : DW251 Kommunikations- DBn+1 bereich Daten- DW 0 austausch DW 1 : : : : DW 251 4

5 1.2. Kommunikation Fremdsystem - CP Ein Register entspricht einem Datenwort. Die max. verwendbare Registeradresse ist 503 (bzw. 251 bei nur einem DB); die max. Bitadresse ist 8063 (bzw bei 1 DB). Funktioscode Funktion 01 oder 02 Bitbereich lesen max Bit je Telegramm 03 oder 04 Registerbereich lesen max. 127 Register je Telegramm 05 ein Bit ändern 06 ein Register ändern 08 "Loop Back Test" Telegramm wird unverändert zurückgeschickt 15 Bitbereich schreiben max Bit je Telegramm 16 Registerbereich schreiben max. 127 Register je Telegramm 1.3. Kommunikation CPU - Kommunikationsbereich auf dem CP Die schreibenden Zugriffe erfolgen über SEND-Aufträge, die lesenden über FETCH-Aufträge. Die Kommunikation CPU-CP wurde ähnlich wie die Kommunikation Master-CP aufgebaut und arbeitet mit Funktionscodes. Über einen SEND-Auftrag, der den Funktionscode 05 (und die Bitadresse mit Wert) übergibt, kann ein einzelnes Bit geändert werden. Über einen SEND-Auftrag, der den Funktionscode 16 (und die Registeranfangsadresse mit den Werten) übergibt, kann ein Registerbereich (bis zu 126 Datenworte mit einem Auftrag) geändert werden. Über einen FETCH-Auftrag, der die Registeranfangsadresse und die Registeranzahl übergibt, kann ein Registerbereich (bis zu 504 Datenworte) gelesen werden. 5

6 Technische Daten: -MODBUS-Protokoll mit RTU-Format -Master-Slave-System: SIMATIC ist Slave -realisierte Funktionscodes: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 08, 15, 16 -Fehlercodes 01, 02, 03, 04 (06 parametrierbar) -kein Hardewarehandshake (keine V24-Begleitsignale) -CP524: TTY, V24 (=RS232), RS422/RS485 CP525: TTY, V24 (=RS232) -max. Länge pro Telegramm: 127 Register; dies sind max. 264 Byte in Sende- und Empfangsrichtung - CRC mit dem Polynom: X 16 + X 15 + X Parametrierbar sind: -Baudrate von 50 Bd bis zu Bd (TTY max Bd) -Zeichenrahmen -Slaveadresse -mit oder ohne Koordinierungmerker -ohne oder mit Fehlercode 06 Wartezeit KTTIM vor Fehlertelegramm 06 -Quell-DB(s) für Kommunikationsbereich -Länge des Kommunikationsbereichs (252DW-1DB / 504DW-2DB) -mit oder ohne AG-Überwachunszeit (20 ms bis 5040 ms) -Faktor für Zeichenverzugszeit 6

7 2. Treiber parametrieren Der Sondertreiber wird über einen Auftragsblock mit geänderter Bedeutung parametriert. Die Prozedurparameter werden über die Maske "PROZEDUR PARAMETRIE- REN" der COM525 eingestellt. Die Parametrierung kann nur mit dem COM525 durch erneutes Übertragen des Auftragsblocks oder durch ein neues EPROM geändert werden Prozedurparameter Es kann zwischen folgenden Baudraten gewählt werden: 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 600, 300, 200, 150, 110, 100, 75, 50 Bd. Die Summenbaudrate des CP525 sowie die maximale Übertragungsgeschwindigkeit des CP524 betragen Baud. Die max. Baudrate der TTY-Schnittstellen ist 9600 Bd. Asynchroner Zeichenrahmen: START BIT RUHE OPTIONAL PARITÄTS BIT STOPP BIT V V <DATA BITS> V V < ZEICHENRAHMEN > < ZEICHENRAHMEN > Für den Zeichenrahmen gelten folgende Vereinbarungen: - Es gibt immer ein Startbit (logisch 0) - Es kann zwischen 5, 6, 7 und 8 Datenbits gewählt werden - Es kann ohne, mit gerader oder mit ungerader Parität gearbeitet werden. Dabei wird die Anzahl der Einsen eines Zeichens auf gerade oder ungerade Anzahl ergänzt. - Es kann zwischen 0,75 / 1 / 1,5 oder 2 Stoppbits (logisch 1) gewählt werden, wobei z. B. 1,5 Stoppbits bedeutet, daß die Übertragungszeit für 1,5 Bits (berechnet aus der Baudrate) genommen wird. 7

8 2.2. Slaveadresse Jedes Telegramm vom Master ist mit einer Slaveadresse versehen. Der CP antwortet nur auf Telegramme mit der eigenen parametrierbaren Slaveadresse Kommunikationsbereich Der Kommunikationsbereich liegt auf dem CP. Um schnell genug antworten zu können, werden alle Telegramme vom Master über den Kommunikationsbereich und nicht über Zugriffe auf Datenbausteine bearbeitet. Daten, die der Master anfordert, werden aus dem Kommuinkationsbereich ausgelesen. Daten, die der Master sendet werden in den Kommunikationsbereich eingetragen. Der Kommunikationsbereich wird nach dem Anlauf durch einen SEND-ALL ausgelesen und entspricht dem Abbild eines (oder zweier) DB. Der (erste) auszulesende Datenbaustein ist parametrierbar. Im laufenden Betrieb muß der S5- Anwender dafür sorgen, daß der Kommunikationsbereich immer dem Abbild der CPU entspricht. Die in der CPU geänderten Daten müssen in den Kommunikationsbereich geschrieben (SEND) werden und die von Master geänderten Daten müssen durch Lesen (FETCH) aus dem Bereich ausgelesen werden. Bei Betriebsart "1 DB" sind Registeradressen von 0 bis 251 und Bitadressen von 0 bis 4031 möglich; bei Betriebsart "2 DBs" sind Registeradressen von 0 bis 503 und Bitadressen von 0 bis 8063 möglich. Wenn es keine Datenworte gibt, auf die sowohl die CPU als auch der Koppelpartner schreibend zugreifen, kann es nicht vorkommen, daß Daten überschrieben werden und es ist kein Schutz vor Überschreiben nötig. Der Kommunikationsbereich kann dann in einen Bereich, auf den nur lesend und einen Bereich auf den nur schreibend zugeriffen wird, aufgeteilt werden (die einzelnen Bereiche müssen nicht am Stück hintereinander liegen) Koordinierungsmerker Wenn es Datenworte gibt, auf die sowohl die CPU als auch der Koppelpartner schreibend zugreifen, kann es vorkommen, daß Daten überschrieben werden. Es ist ein Schutz vor Überschreiben nötig (Parametierung mit Koordinierungsmerker und Fehlercode 06 zum Sperren von schreibenden Zugriffen). Der Kommunikationsbereich kann dann nicht in einen Bereich, auf den nur lesend und einen Bereich auf den nur schreibend zugeriffen wird, aufgeteilt werden. Der verwendet Koordinierungmerker (Koppelmerkerbereich des CP) kann parametriert werden. 8

9 Wenn ein Überschreibschutz nötig ist, ist nur eine Parametrierung mit Koordinierungsmerker, mit Fehlercode 06 möglich. Durch die parametrierbare Wartezeit vor dem Fehlercode 06 (100ms bis 25500ms), kann dieser Fehlercode jedoch im laufenden Betrieb unterdrückt werden, da der Fehlercode nur gesendet wird, wenn die Wartezeit abläuft, ohne daß der Koordinierungsmerker rückgesetzt wurde (Für Koppelpartner, die den Fehlercode 06 nicht kennen, nötig) Melden durch Koordinierungsmerker Wird mit Koordinierungsmerker, aber ohne Fehlercode 06 gearbeitet, so wird der Koordinierungsmerker zum Melden der schreibenden Zugriffe des Masters verwendet. Dadurch kann das Aktualisieren des Kommunikationsbereichs (Lesen mit FETCH-Auftrag) bedingt aufgerufen werden AG-Überwachung Wenn der Master die Information, ob die S5 im Stop-Zustand ist, benötigt, kann mit einer AG-Überwachung gearbeitet werden. Dazu wird die Überwachungszeit parametriert (ca. AG-Zyklus-Zeit). Wenn innerhalb dieser Zeit kein Auftrag von der CPU bearbeitet wird, startet der CP einen "Dummy"- ALL-Auftrag, um ein Lebenszeichen vom AG zu erhalten. Wenn der Auftrag nicht rechtzeitig bearbeitet wird, beantwortet der CP alle Anfragen des Masters mit dem Fehlercode 04 (AG im Stop). Die AG-Überwachungszeit ist von 20ms bis 5040ms parametrierbar, bzw. ganz abwählbar Faktor für die Zeichenverzugszeit Die Zeichenverzugszeit "ZVZ" ist die Zeit, die zwischen dem Empfang zweier Zeichen max. verstreichen darf. Der Eingang der Zeichen innerhalb eines Telegramms wird mit der parametrierten Zeichenverzugszeit überwacht. Wenn diese Zeit während eines Telegrammes abläuft, bricht der CP die Kommunikation mit Fehler ab. Zwischen Telegrammende und Beginn des nächsten Telegramms muß diese Zeit ablaufen! Die Zeichenverzugszeit ist als die Zeit, die 3 Zeichen zur Übertragung brauchen (baudratenabhängig), festgelegt. Um langsameren Geräten den Anschluß zu ermöglichen, kann die Zeichenverzugszeit mit einem Faktor von 1 bis 7 vergrößert werden. 9

10 3. Beispiel Funktionscode 03: Lesen von Registern Anforderungstelegramm vom Master Bedeutung HEX auf der Leitung Slave-Adresse 5 05 Funktionscode Anfangsadresse High (0040H) Low 40 Wortanzahl High (0002H) Low 02 Prüfsumme CRC Low C4 High 56 Reaktionstelegramm vom CP Bedeutung HEX auf der Leitung Slave-Adresse 5 05 Funktionscode Anzahl der Datenbytes 04 Inhalt Register 64 High 21 " " Low 23 Inhalt Register 65 High 00 " " Low 00 Prüfsumme CRC Low 44 High 05 Es wird nicht auf Daten in der CPU zugriffen! Der Inhalt der Register wird aus dem Kommunikationsbereich der CP ausgelesen. 10

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