Niederspannungs-Energieverteilung und Elektroinstallationstechnik

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1 Kommunikations- und Erweiterungsmodule Gerätehandbuch 02/2011 Niederspannungs-Energieverteilung und Elektroinstallationstechnik Answers for infrastructure.

2 Einleitung 1 Modbus-Modul 2 Modbus Master 3 Niederspannungs-Energieverteilung und Elektroinstallationstechnik Modbus-Protokoll 4 Kommunikations- und Erweiterungsmodule Modbus RTU Kommunikationsmodul Gerätehandbuch 02/2011 3ZW1012-0KT10-0AB0

3 Rechtliche Hinweise Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt. GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT ohne Warndreieck bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. ACHTUNG bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechende Hinweis nicht beachtet wird. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein. Qualifiziertes Personal Das zu dieser Dokumentation zugehörige Produkt/System darf nur von für die jeweilige Aufgabenstellung qualifiziertem Personal gehandhabt werden unter Beachtung der für die jeweilige Aufgabenstellung zugehörigen Dokumentation, insbesondere der darin enthaltenen Sicherheits- und Warnhinweise. Qualifiziertes Personal ist auf Grund seiner Ausbildung und Erfahrung befähigt, im Umgang mit diesen Produkten/Systemen Risiken zu erkennen und mögliche Gefährdungen zu vermeiden. Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes: WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden. Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Siemens AG 3ZW1012-0KT10-0AB0 Copyright Siemens AG Industry Sector P 01/2012 Änderungen vorbehalten Alle Rechte vorbehalten Postfach NÜRNBERG DEUTSCHLAND

4 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Bestimmung des vorliegenden Dokuments Weitere Dokumentationen Download-Adresse für Software und Dokumentation Modbus-Modul Sicherheitshinweise Geräteansicht Beschreibung Funktion Vernetzung des s Kommunikationsstatus Übertragbare Größen Werkseinstellungen Montage Anschließen Maßbilder Modbus Master Übersicht Funktion Hardware-Voraussetzungen Software-Voraussetzungen Inbetriebnahme Modbus-Protokoll Allgemeines Systemarchitektur Defaulteinstellungen Funktionscodes Register Aufbau der Register Registerübersicht Allgemeine Register Konfigurationsregister Messwertregister Messwertregister Dekodierung von float-messwerten (nach IEEE 754:2008) Dekodierung von Integer-Messwerten...31 Index Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 3

5 Inhaltsverzeichnis 4 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

6 Einleitung Bestimmung des vorliegenden Dokuments Zweck Das vorliegende Handbuch beschreibt das, die RS-485 Modbus-Master Software und das Modbus-Protokoll. Zielgruppe Das vorliegende Handbuch richtet sich an Planer, Betreiber, Inbetriebsetzer, Service- und Wartungspersonal. Erforderliche Grundkenntnisse Zum Verständnis des Handbuchs sind allgemeine Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektrotechnik erforderlich. Für Montage und Anschluss wird die Kenntnis der einschlägigen Sicherheitsbestimmungen und Normen vorausgesetzt. 1.2 Weitere Dokumentationen Weitere Informationen finden Sie in folgenden Dokumenten: Bedienungsanleitung Modbus RTU / ASCII Kommunikationsmodul 1.3 Download-Adresse für Software und Dokumentation Downloadadresse ( Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 5

7 Einleitung 1.3 Download-Adresse für Software und Dokumentation 6 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

8 Modbus-Modul Sicherheitshinweise GEFAHR Gefährliche Spannung Nichtbeachtung wird Tod, Körperverletzung oder erheblichen Sachschaden zur Folge haben. Beachten Sie die Sicherheitshinweise auf dem Gerät sowie die Hinweise in der Betriebsanleitung und im Handbuch. Das Gerät darf nur von einer zugelassenen Elektrofachkraft installiert und in Betrieb genommen werden. Die geltenden Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften sind zu beachten. Das Gerät darf nicht geöffnet werden. Bei der Planung und Errichtung von elektrischen Anlagen sind die einschlägigen Richtlinien, Vorschriften und Bestimmungen des jeweiligen Landes zu beachten. Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 7

9 Modbus-Modul 2.2 Geräteansicht 2.2 Geräteansicht Bild Beschreibung Funktion Mit dem können Energieregister und Parameter eines Messgerätes ausgelesen werden. 8 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

10 Modbus-Modul 2.3 Beschreibung Vernetzung des s Die nachstehende Skizze zeigt ein Beispiel für die Verwendung des Modbus RTU Kommunikationsmoduls. Die Mindestkonfiguration besteht aus einem Zähler, einem Kommunikationsmodul und einem Master (ggf. mit einem Konverter RS-232/RS-485). Bild 2-2 Modbus Vernetzung Kommunikationsstatus Eine grüne LED zeigt den Status der Kommunikation an: LED-Signal LED blinkt LED leuchtet permanent Status keine Kommunikation Kommunikation aktiv Übertragbare Größen Die übertragbaren Messgrößen finden Sie in der Beschreibung des Modbus-Protokolls, Kapitel Messwertregister (Seite 28). Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 9

11 Modbus-Modul 2.4 Montage Werkseinstellungen Auf der Oberseite des Geräts befindet sich eine Reset-Taste zum Rücksetzen des Moduls auf Werkseinstellungen. Baudrate: baud Protokoll: Modbus RTU Adresse: 001 Parität: keine Stop-Bits: 1 Datenformat: float (binary32 nach IEEE 754:2008) 2.4 Montage Das Modul wird neben dem E-Zähler in der Aufbaurichtung so platziert, dass deren IrDA- Schnittstellen genau gegenüber liegen. 10 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

12 Modbus-Modul 2.5 Anschließen 2.5 Anschließen Das Gerät wird verdrahtet über 2 Versorgungsklemmen 5 Klemmen für die Datenübertragung Klemme L,N D+/D- RT+/RT- Shield Funktion Phase und Neutralleiter Datenübertragung über RS-485 Abschlusswiderstand RS-485 Wird nur mit den Klemmen D+/D- verbunden, wenn das Modul der erste oder letzte Knoten der Busleitung ist. Klemme für die Kabelabschirmung Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 11

13 Modbus-Modul 2.5 Anschließen Bild 2-3 Verdrahtung 12 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

14 Modbus-Modul 2.6 Maßbilder 2.6 Maßbilder Alle Angaben in mm. Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 13

15 Modbus-Modul 2.6 Maßbilder 14 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

16 Modbus Master Übersicht Funktion Die Modbus Master-Anwendung ermöglicht die schnelle Konfiguration des Modbus RTU Kommunikationsmoduls Hardware-Voraussetzungen Zähler Konverter RS-232/RS-485 oder USB/RS-485 Windows PC mit Modbus Master-Anwendung Software-Voraussetzungen Mindestvoraussetzungen: Windows XP/2000 Framework Microsoft.NET 1.1 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 15

17 Modbus Master 3.2 Inbetriebnahme 3.2 Inbetriebnahme Modbus Master-Anwendung Der Modbus Master ist in drei Registerkarten gegliedert: Registerkarte Zähler Datenübertragung Einstellungen Beschreibung Verwaltung der Module Verwaltung des COM-Ports Konfiguration des angeschlossenen Modbus RTU Kommunikationsmoduls Rücksetzen der Energieregister Vorbereitung Bild 3-1 Registerkarte "Datenübertragung" Zur Konfiguration darf nur ein angeschlossen sein. Zunächst muss im Register "Datenübertragung" der entsprechende COM-Port ausgewählt werden. Die Werte müssen bei erstmaliger Konfiguration oder nach einem Reset auf die Werkseinstellungen gesetzt werden: Baud, 8 Datenbits, keine Parität, 1 Stopp-Bit, Modbus RTU 16 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

18 Modbus Master 3.2 Inbetriebnahme Hinzufügen einer Schnittstelle Bild 3-2 Registerkarte "Zähler" Ein neues Modul wird folgendermaßen in das Modbus-Netzwerk eingebunden: Registerkarte "Zähler" öffnen Auf die Schaltfläche "Neu" klicken Einen Namen im Feld "Alias" für das Modul eingeben Die Modbus-Adresse eingeben Die Default-Adresse für eine noch nicht konfigurierte Schnittstelle ist "001" Auf die Schaltfläche "Hinzfügen" klicken Alle hinzugefügten Module werden in einer.xml-datei im Anwendungsverzeichnis gespeichert. Über die Schaltfläche "Exportieren" kann die.xml-datei in ein frei wählbares Verzeichnis exportiert werden. Mit der Funktion "Importieren" kann eine exportierte.xml-datei wieder eingebunden werden. ACHTUNG Die Änderung der Modbus-Adresse auf der Registerkarte "Zähler" ändert nur den Eintrag in der.xml-datei. Sie wird NICHT an das übertragen. Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 17

19 Modbus Master 3.2 Inbetriebnahme Einstellungen Bild 3-3 Registerkarte "Einstellungen" Auf der Registerkarte "Einstellungen" können die Parameter des Modbus RTU Kommunikationsmoduls konfiguriert werden. Zur Auswahl stehen: Übertragungsart: Modbus RTU / ASCII Baudrate: Baud Modbus-Adresse des Kommunikationsmoduls: Parität: keine, gerade, ungerade Stopp-Bits: 1, 2 Ausleseformat: float (binary32 nach IEEE 754:2008) oder Integer (64 bit) Zurücksetzen der Zähler Auf der Registerkarte "Einstellungen" können die Energieregister (Wirk- und/oder Blindenergie) des angeschlossenen Zählers zurückgesetzt werden (nur bei nicht geeichten Zählern). 18 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

20 Modbus-Protokoll Allgemeines Systemarchitektur Im Folgenden wird der Einsatz des Modbus-Protokolls für die Modbus- Kommunikationsschnittstelle 7KT1 907 beschrieben. Die Kommunikationsmodule unterstützen die Datenübertragung für Modbus RTU und Modbus ASCII Defaulteinstellungen Die Default-Einstellungen sind: Protokoll Modbus RTU Modbus-Adresse 001 Baud-Rate bit/s Parität keine Stop-Bits 1 Datenübertragung float (binary32 nach IEE 754:2008) 4.2 Funktionscodes Funktionscodes Die Schnittstelle unterstützt die Modbus-Funktionscodes 03 (Read holding registers/register auslesen) und 06 (Write single register/in ein Register schreiben). Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 19

21 Modbus-Protokoll 4.2 Funktionscodes Auslesen von Registern (Funktionscode 03) Dieser Funktionscode wird zum Auslesen eines Registerblocks verwendet. Im Telegramm werden das Startregister und die Anzahl der auszulesenden Register angegeben. Hinweis Aufgrund der endlichen Länge des Modbus-Telegramms sind zur Auslesung aller Register mehrere Anfragen notwendig. Die Startadresse und die Anzahl der auszulesenden Register sind entsprechend anzupassen: Beispiel: Poll-Nr. 1 Startadresse 4099 Anzahl auszulesender Register 100 Poll-Nr. 2 Startadresse 4197 Anzahl auszulesender Register 100 Poll-Nr. 3 Startadresse 4297 Anzahl auszulesender Register 10 Anfragetelegramm ADR 0x03 STh STl NRh NRl CRCh CRCl ADR 0x03 STh STl NRh NRl CRCh CRCl Modbus-Adresse (0x01 0xF7) Funktionscode für das Auslesen Startadresse (High Byte) Startadresse (Low Byte) Anzahl auszulesender Register (High Byte) Anzahl auszulesender Register (Low Byte) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (High Byte) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (Low Byte) Beispiel (hex): F0 D6 Adresse: 0x02 = Geräteadresse 2 Funktionscode: 0x03 = Lesen Startadresse: 0x1017 = Register 4119dec Anzahl auszulesender Register: 0x0064 = 100dec CRC-16: 0xF0D6 = Prüfsumme für das Telegramm 20 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

22 Modbus-Protokoll 4.2 Funktionscodes Antworttelegramm ADR 0x03 BC RegCont CRCh CRCl ADR 0x03 BC RegCont CRCh CRCl Modbus-Adresse (0x01 0xF7) Funktionscode für das Auslesen Byte Count (Anzahl der Nutzdaten-Bytes) Registerinhalte (Daten) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (High Byte) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (Low Byte) Schreiben in ein Register (Funktionscode 06) Dieser Funktionscode wird zum Schreiben in einzelne Register verwendet. Im Telegramm werden die Adresse des zu beschreibenden Registers und der zu schreibende Wert angegeben. Bei korrekter Übertragung liefert der Slave das Anfragetelegramm als Antwort (Echo). Anfragetelegramm ADR 0x06 RAh RAl RVh RVl CRCh CRCl ADR 0x06 RAh RAl RVh RVl CRCh CRCl Modbus-Adresse (0x01 0xF7) Funktionscode "Schreiben in ein Register" Registeradresse (High Byte) Registeradresse (Low Byte) zu schreibender Wert (High Byte) zu schreibender Wert (Low Byte) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (High Byte) Checksumme Modbus CRC-16 Modbus (Low Byte) Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 21

23 Modbus-Protokoll 4.2 Funktionscodes Beispiel: Ändern des Datenformates von float (binary32 default) auf Integer im Slave mit der Modbus-Adresse 1 Telegramm Master: D 0E Modbus-Gerät Adresse: 0x01 = Geräteadresse 1 Funktionscode: 0x06 = Schreiben zu beschreibendes Register: 0x1015 = Register 4117dec zu schreibender Wert: 0x0001 = 1dec (Auslesung auf "Int" siehe Tabelle in Kap. Konfigurationsregister (Seite 27)) CRC-16: 0x5D0E = Prüfsumme für das Telegramm Antworttelegramm Slave (bei korrekter Übertragung): D 0E Hinweis Bevor die Änderung der Konfiguration(en) wirksam wird, muss ein "Verify"-Telegramm gesendet werden. Dazu ist das Register 4116dec auf "1" zu setzen. Das entsprechende Telegramm in diesem Beispiel lautet: C CE Auch hier liefert der Slave das Echo des Anfragetelegramms zurück, wenn die Übertragung erfolgreich war: C CE 22 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

24 Modbus-Protokoll 4.3 Register 4.3 Register Aufbau der Register Die Konfigurationsparameter und Messwerte werden in den Modulen in Registern (1 Register = 2 Bytes) gespeichert. Übertragen werden die Werte im "big-endian"-format, d. h. zuerst wird das High-Byte und dann das Low-Byte gesendet. Da die Messwerte der Zähler entweder in 2 oder 4 Registern abgelegt sind, muss die Datenrekonstruktion registerübergreifend erfolgen: Beispiel 1: Integer-Format der Wirkenergie L1, T1, _Bezug 8 Bytes Register Beispiel 2: Integer-Format der Wirkleistung L1 4 Bytes Register Ob ein Messwert in 2 oder 4 Registern abgespeichert wird, ist zum Einen vom Messwert selbst und zum Anderen vom Datentyp abhängig. Es besteht die Möglichkeit, die Werte im float- (default) oder im Integer-Format zu speichern und zu übertragen. Im float-format sind die Daten immer in 2 Registern (binary32 nach IEEE 754:2008) abgelegt, im Integer-Format ist es abhängig vom Messwert (siehe Tabelle in Kap. Messwertregister (Seite 28)). Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 23

25 Modbus-Protokoll 4.3 Register Registerübersicht Register Beschreibung Zählertyp Anmerkungen Dec Hex 3-phasig 1-phasig x1003 Gerätetyp x x x1004 Firmware-Version x x x1005 Überlauf-Alarm x x x1006 Stromtarif x x x1008 PID (Produktidentifikation) Bytes 1 und 2 x x x1009 PID Bytes 3 und 4 x x x100A PID Bytes 5 und 6 x x x100B PID Bytes 7 und 8 x x x100C PID Bytes 9 und 10 x x x100D PID Bytes 11 und 12 x x x100E PID Bytes 13 und 14 x x x100F Protokolltyp x x x1010 Übertragungsgeschwindigkeit x x x1011 Parität x x x1012 Stop-Bits x x x1013 Modbus-Adresse x x x1014 Steuerbefehl Schnittstellenrücksetzung x x x1015 Datenformat x x x1016 Steuerbefehl Rücksetzung Energiezähler x x x1017 Wirkenergie L1, T1, _Bezug (kwh) x x x101B Wirkenergie L2, T1, _Bezug (kwh) x x101F Wirkenergie L3, T1, _Bezug (kwh) x x1023 Wirkenergie Σ T1, _Bezug (kwh) x x1027 Wirkenergie L1, T2, _Bezug (kwh) x x x102B Wirkenergie L2, T2, _Bezug (kwh) x x102F Wirkenergie L3, T2, _Bezug (kwh) x x1033 Wirkenergie Σ T2, _Bezug (kwh) x x1037 Wirkleistung L1 (kw) x x x1039 Wirkleistung L2 (kw) x x103B Wirkleistung L3 (kw) x x103D Wirkleistung Σ (kw) x x1041 Wirkenergie L1, T1, _Lieferung (kwh) x x x1045 Wirkenergie L2, T1, _Lieferung (kwh) x x1049 Wirkenergie L3, T1, _Lieferung (kwh) x x104D Wirkenergie Σ T1, _Lieferung (kwh) x x1051 Wirkenergie L1, T2, _Lieferung (kwh) x x x1055 Wirkenergie L2, T2, _Lieferung (kwh) x x1059 Wirkenergie L3, T2, _Lieferung (kwh) x x105D Wirkenergie Σ T2, _Lieferung (kwh) x Allgemeine Register (Funktionscode 03) Kap. Allgemeine Register (Seite 26) Konfigurationsregister (Funktionscode 06) Kap. Konfigurationsregister (Seite 27) Messwertregister (Funktionscode 03) Kap. Messwertregister (Seite 28) 24 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

26 Modbus-Protokoll 4.3 Register Register Beschreibung Zählertyp Anmerkungen Dec Hex 3-phasig 1-phasig x1061 Blindenergie L1, T1, _Bezug (kvarh) x x x1065 Blindenergie L2, T1, _Bezug (kvarh) x x1069 Blindenergie L3, T1, _Bezug (kvarh) x x106D Blindenergie Σ T1, _Bezug (kvarh) x x1071 Blindenergie L1, T2, _Bezug (kvarh) x x x1075 Blindenergie L2, T2, _Bezug (kvarh) x x1079 Blindenergie L3, T2, _Bezug (kvarh) x x107D Blindenergie Σ T2, _Bezug (kvarh) x x1081 Blindenergie L1, T1, _Lieferung (kvarh) x x x1085 Blindenergie L2, T1, _Lieferung (kvarh) x x1089 Blindenergie L3, T1, _Lieferung (kvarh) x x108D Blindenergie Σ T1, _Lieferung (kvarh) x x1091 Blindenergie L1, T2, _Lieferung (kvarh) x x x1095 Blindenergie L2, T2, _Lieferung (kvarh) x x1099 Blindenergie L3, T2, _Lieferung (kvarh) x x109D Blindenergie Σ T2, _Lieferung (kvarh) x x10A1 Blindleistung L1 (kvar) x x x10A3 Blindleistung L2 (kvar) x x10A5 Blindleistung L3 (kvar) x x10A7 Blindleistung Σ (kvar) x x10AB Spannung L1-N (V) x x x10AD Spannung L2-N (V) x x10AF Spannung L3-N (V) x x10B1 Spannung L1-L2 (V) x x10B3 Spannung L2-L3 (V) x x10B5 Spannung L3-L1 (V) x x10B7 Strom L1 (A) x x x10B9 Strom L2 (A) x x10BA Strom L3 (A) x x10BD Scheinleistung L1 (kva) x x x10BF Scheinleistung L2 (kva) x x10C1 Scheinleistung L3 (kva) x x10C3 Scheinleistung Σ (kva) x x10C7 Leistungsfaktor cos φ L1 x x x10C9 Leistungsfaktor cos φ L2 x x10CB Leistungsfaktor cos φ L3 x x10CD Leistungsfaktor cos φ Σ x x10CF Frequenz (Hz) x x Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 25

27 Modbus-Protokoll 4.3 Register Allgemeine Register Register (dec) Bezeichnung Beschreibung 4099 Gerätetyp Code zur Kommunikationsüberwachung 0dec 1dec 3dec keine IR-Kommunikation mit dem Zähler Zähler 3-phasig Zähler 1-phasig 4100 Firmware-Version Firmware-Version Version der Schnittstelle 4101 Alarm-Überlauf Dieses Register nimmt einen anderen Wert als Null an, wenn der Zähler Spannungs- oder Stromwerte ermittelt, welche die nominalen Grenzwerte überschreiten. Das Low-Byte dieses Registers ist wie folgt codiert (siehe nachfolgend) *) Dabei gilt: OFV x OFI x n.u Stromtarif 0 1 Spannung überschritten (auf Phase x mit x є [1, 2, 3]) Strom überschritten (auf Phase x mit x є [1, 2, 3]) nicht benutzt Tarif 1 im Einsatz Tarif 2 im Einsatz PID Zeichenfolge zur Produktidentifikation (max. 14 Bytes) *) 4101 Alarm-Überlauf. Das Low-Byte dieses Registers ist wie folgt codiert: n.u. n.u. OFV 3 OFI 3 OFV 2 OFI 2 OFV 1 OFI 1 26 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

28 Modbus-Protokoll 4.3 Register Konfigurationsregister Diese Register dienen der Konfiguration der Schnittstelle und zur Rücksetzung der Energiewerte des Zählers (nur bei nicht-mid-zählern möglich). Hinweis Damit die Konfigurationsänderungen wirksam werden, muss zum Schluss das Register 4116 auf "1" gesetzt werden. Dies gilt nicht für Register Hier werden die Modifikationen unmittelbar umgesetzt. Register (dec) Bezeichnung Beschreibung 4111 Protokolltyp 4112 Baudrate 4113 Parität 0dec 1dec Modbus-Protokoll RTU Modbus-Protokoll ASCII Es stehen folgende Übertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung: x04B x x12C x x4B x9600 0dec 1dec 2dec Keine gerade ungerade 4114 Stopp-Bits 1 oder Modbus-Adresse 1 247dec (0x0001 0x00F7) 4116 Schnittstellen- 0dec Alle Modifikationen unwirksam rücksetzung 1dec Alle Modifikationen wirksam 4117 Datenformat 4118 Rücksetzung Energiezähler 0dec 1dec 1dec 2dec 3dec Messgrößen kodiert als 32 bit float-werte (siehe Kap. Dekodierung von float-messwerten (nach IEEE 754:2008) (Seite 30)) Messgrößen kodiert als ganze Zahlen (siehe Kap. Dekodierung von Integer-Messwerten (Seite 31)) Rücksetzung der auf die Wirkenergie bezogenen Zähler- Register Rücksetzung der auf die Blindenergie bezogenen Zähler- Register Rücksetzung aller Register Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 27

29 Modbus-Protokoll 4.3 Register Messwertregister Messwertregister Diese Register enthalten alle Messgrößen, die der Zähler über die IR-Schnittstelle an das Kommunikations-Modul sendet. Standardmäßig sind alle Messgrößen im 32 Bit Fließkommaformat (IEEE 754:2008) kodiert, d. h. jeder Messwert ist in 2 Registern abgelegt: Beispiel: "Wirkenergie L1, T1, _Bezug (kwh)" à Register 4119 und 4120; die Register 4121 und 4122 werden hier nicht verwendet, bleiben aber reserviert für die Integer-Auslesung. Um die Integer-Darstellung zu erhalten, muss das Register 4117 gesetzt werden (siehe Kap. Konfigurationsregister (Seite 27)). Im Integer-Mode gilt folgende Tabelle: Register dec Definition Verfügbarkeit in Abhängigkeit des angeschlossenen Zählertyps Länge in Bytes (Integer-Format) 3-phasig 1-phasig 4119 Wirkenergie L1, T1, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie L2, T1, _Bezug (kwh) x Wirkenergie L3, T1, _Bezug (kwh) x Wirkenergie Σ T1, _Bezug (kwh) x Wirkenergie L1, T2, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie L2, T2, _Bezug (kwh) x Wirkenergie L3, T2, _Bezug (kwh) x Wirkenergie Σ T2, _Bezug (kwh) x Wirkleistung L1 (kw) x x Wirkleistung L2 (kw) x Wirkleistung L3 (kw) x Wirkleistung Σ (kw) x Wirkenergie L1, T1, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie L2, T1, _Lieferung (kwh) x Wirkenergie L3, T1, _Lieferung (kwh) x Wirkenergie Σ T1, _Lieferung (kwh) x Wirkenergie L1, T2, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie L2, T2, _Lieferung (kwh) x Wirkenergie L3, T2, _Lieferung (kwh) x Wirkenergie Σ T2, _Lieferung (kwh) x Blindenergie L1, T1, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L2, T1, _Bezug (kvarh) x Blindenergie L3, T1, _Bezug (kvarh) x Blindenergie Σ T1, _Bezug (kvarh) x Blindenergie L1, T2, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L2, T2, _Bezug (kvarh) x 8 28 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

30 Modbus-Protokoll 4.3 Register Register dec Definition Verfügbarkeit in Abhängigkeit des angeschlossenen Zählertyps Länge in Bytes (Integer-Format) 3-phasig 1-phasig 4217 Blindenergie L3, T2, _Bezug (kvarh) x Blindenergie Σ T2, _Bezug (kvarh) x Blindenergie L1, T1, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie L2, T1, _Lieferung (kvarh) x Blindenergie L3, T1, _Lieferung (kvarh) x Blindenergie Σ T1, _Lieferung (kvarh) x Blindenergie L1, T2, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie L2, T2, _Lieferung (kvarh) x Blindenergie L3, T2, _Lieferung (kvarh) x Blindenergie Σ T2, _Lieferung (kvarh) x Blindleistung L1 (kvar) x x Blindleistung L2 (kvar) x Blindleistung L3 (kvar) x Blindleistung Σ (kvar) x Spannung L1-N (V) x x Spannung L2-N (V) x Spannung L3-N (V) x Spannung L1-L2 (V) x Spannung L2-L3 (V) x Spannung L3-L1 (V) x Strom L1 (A) x x Strom L2 (A) x Strom L3 (A) x Scheinleistung L1 (kva) x x Scheinleistung L2 (kva) x Scheinleistung L3 (kva) x Scheinleistung Σ (kva) x Leistungsfaktor cos φ L1 x x Leistungsfaktor cos φ L2 x Leistungsfaktor cos φ L3 x Leistungsfaktor cos φ Σ x Frequenz (Hz) x x 4 Abkürzungen: T1/T2 steht für Tarif 1 und Tarif 2. Das Symbol Σ steht für Summe (über alle drei Phasen) Lieferung / Bezug: Gibt an, ob die Energie erzeugt (abgegeben) oder verbraucht (bezogen) wird. Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 29

31 Modbus-Protokoll 4.3 Register Dekodierung von float-messwerten (nach IEEE 754:2008) Die Datenrekonstruktion ist in der IEEE 754:2008 geregelt. Hier soll nur ein kurzes Beispiel gegeben werden: Beispiel: Wirkenergie L1, T1, _Bezug, 4 Byte (2 Register) Die Wirkenergie L1, T1, _Bezug ist in den Registern 4119 und 4120 kodiert (4121 und 4122 werden im float-mode nicht verwendet). Messwert : Vorzeichen: Exponent: Mantisse 30 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

32 Modbus-Protokoll 4.3 Register Dekodierung von Integer-Messwerten Zur Rekonstruktion der Daten, die im Integer-Mode übertragen werden, ist nachstehende Regel definiert: Messwerte kodiert in 4 Bytes (2 Register) Die in diesen Registern gespeicherten Werte müssen zur Rekonstruktion des ursprünglichen Wertes durch dec dividiert werden. Beispiel: Wirkleistung L1 (kw) Die Wirkleistung für Phase L1 ist in den Registern 4151 und 4152 kodiert (vgl. Tabelle in Kap. Registerübersicht (Seite 24)) Byte A: Byte B: Byte C: Byte D: 0x00 0x01 0xDE 0x4F Übertragener Wert: 0x001DE4F Ganzzahlwert (vorzeichenlos): dec Messwert: Messwerte kodiert in 8 Bytes (4 Register) In diesem Fall ist die Rekonstruktion des ursprünglichen Wertes etwas komplizierter: Der in den oberen 4 Bytes kodierte Int-Wert muss mit 10 9 ( dec) multipliziert werden. Zu diesem Ergebnis ist der Wert der unteren 4 Bytes hinzuaddieren. Der sich ergebende Wert muss dann noch durch dec dividiert werden, um den Messwert zu erhalten. Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 31

33 Modbus-Protokoll 4.3 Register Beispiel: Wirkenergie L1, T1, _Bezug Die Wirkenergie L1, T1, _Bezug ist in den Registern kodiert. Übertragener Datenstrom (hex): E9 C4 Byte A: 0x00 Byte E: 0x12 Byte B: 0x00 Byte F: 0x98 Byte C: 0x00 Byte G: 0xE9 Byte D: 0x04 Byte H: 0xC4 obere 4 Bytes (oberes Double-Word): 0x = 4dec, dec untere 4 Bytes (unteres Double-Word): 0x1298E9C4 = dec Ganzzahlwert (vorzeichenlos): dec dec = dec Messwert: 32 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

34 Index Register, Zurücksetzen der Energiewerte, 27 Montage, 10 A Anschließen, 11 E Erforderliche Grundkenntnisse, 5 G Geräteansicht, 8 Größen, übertragbare, 28 K Kommunikationsstatus, 9 L S Sicherheitshinweise, 7 U Übertragbare Größen, 28 V Verdrahten, 11 Vernetzung, 9 W Weitere Informationen, 5 Werkseinstellungen, 10 LED, 9 M Maßbild, 13 Mindestkonfiguration, 9 Modbus Master-Anwendung Datenübertragung, 16 Einstellungen, 18 Funktion, 15 Hardware-Voraussetzungen, 15 Schnittstelle hinzufügen, 17 Software-Voraussetzungen, 15 Zähler, 17 Zähler zurücksetzen, 18 Modbus-Protokoll Default-Einstellungen, 19 Dekodierung von float-messwerten, 30 Dekodierung von Integer-Messwerten, 31 Funktionscodes, 19 Register, Aufbau, 23 Register, Konfiguration, 27 Register, Messgrößen, 28 Register, Übersicht, 24 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0 33

35 Index 34 Gerätehandbuch, 02/2011, 3ZW1012-0KT10-0AB0

36 Service & Support Kataloge und Infomaterial einfach downloaden: Newsletter immer up to date: E-Business in der Industry Mall: Online Support: Bei technischen Fragen wenden Sie sich an: Technical Support Siemens AG Infrastructure & Cities Sector Low and Medium Voltage Division Low Voltage Distribution Postfach Regensburg DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: 3ZW1012-0KT10-0AB0 Siemens AG 2011