Anleitung MOD-Bus Modul für WBZ NZR Ihr Partner für Energiemessung

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1 Nordwestdeutsche Zählerrevision Anleitung NZR Ihr Partner für Energiemessung

2 Inhaltsverzeichnis 1. Inhalt 2 2. Allgemeines Systemarchitektur Voraussetzung auf Hardwareebene Voraussetzung auf Softwareebene 3 Technische Daten 3 3. Abmessungen 4 4. Verdrahtung 4 5. Konf iguration Default Konf iguration Schnittstellenarten 5 6. Geräteoberseite 6 7. Kurzstartanleitung Vorausgehende Kontrollen Aktivierung der Anwendung Netzeinbindung Hinzufügen einer neuen Schnittstelle Ablesung der Messerte 7 8. Funktionsbeschreibung Bildschirmfenster Zähler Verwaltung Schnittstellenliste Konf iguration COM-Port Zyklische Abfrage (Polling) Einstellungen Nullrücksetzung der Energiezähler Modbus-Parameter Datenarchivierung Wichtigste Steuerbefehle Erweiterte Funktionen Modbus-Steuerbefehle Verzeichnisablesung (Funktionscode 03) Frame-Format Eintragung einzelner Verzeichnisse (Funktionscode 06) Frame-Format Interne Verzeichnisse Schnittstellentypen und Zähler Allgemeine Verzecihnisse zur Ablesung Verzeichnisse zur Eintragung Messgrössen in Ablesung Als ganze Zahlen kodif izierte Messgrössen Bezugnahmen Support 17 2

3 S t a n d 2. Allgemeine Informationen 2.1. Systemarchitektur In der vorliegenden Unterlage wird der Einsatz der Modbus Master-Anwendung beschrieben. Das Modbus Master-Anwendungsprogramm ermöglicht die einfache Steuerung einer Modbus-Datenübertragungseinheit. Auch wenn alle Funktionen der Einheit mit einer nicht spezifischen Modbus-Anwendung verwaltet werden können, bietet die im vorliegenden Handbuch beschriebene Anwendung den Vorteil einer vereinfachten Konfiguration des M-Bus-Protokolls und ermöglicht die einfa - che Dekodifizierung der von den an die Einheit angeschlossenen Zählern übertragenen Meßgrößen. Schließlich bietet die Anwendung eine Diagnostikfunktion und die Möglichkeit der Speicherung der erfaßten Daten. RS485 MOD-Bus Netz Konverter RS232 RS485 RS232 Schnittstelle MOD-Bus Modul Zähler WBZ IR-Schnittstelle Technische Daten nach IEC 60950, EN , EN , EN und EN Gehäuse DIN Modul Befestigung EN Aufgenomme Leistung Nennspannung (Un) Erlaubte Spannungsschwankungen Nennfrequenz Erlaubter Frequenzbereich MOD-Bus Schnittstelle HW-Schnittstelle (RS 485) Eingangswiderstand (UL) Abschlusswiderstand SW-Protokoll (wählbar über SW) Übertragungsgeschwindigkeit (wählbar über SW) Parität Schnittstelle zu Messgerät Sicherheit nach IEC mm, DIN-Verteilerschiene 10 VA 230 V (AC) (0,8 und 1,2) V (AC) x Un 50/60 Hz Hz 3 Klemmen (+/-, abgesch. Kabel) 1 (12) ký 180 Ý MOD-Bus/ASCII MOD-Bus/RTU Baud Default= Baud keine/gleich. (Default= keine) Adresse HW-Schnittstelle (IR-Optik) SW-Protokoll 2 (Tx, Rx) proprietär Verschmutzungsgrad 2 Überspannungskategorie Betriebsspannung Luftstrecken Kriechstrecken Flammbeständigkeit (UL94) Prüfstoßspannung Impulse (1.2/50 μs) mit Ws. Versorgung mit Busverbindung II 300 V 4 mm 4 mm Klasse V0 2,5 kv 1,5 kv 50 Hz 1 Min. 2,5 kv 2.2. Voraussetzung auf Hardwareebene Zur Implementierung der Anwendung müssen folgende Komponenten vorhanden sein: Datenübertragungseinheit Einheit zur Meßwerterfassung (Zähler) Konverter RS232/RS485 (oder USB/RS485) PC Windows 2.3. Voraussetzung auf Softwareebene Die Anwendung wurde für Windows entwickelt und besteht in einer einfachen, ausführbaren Datei (Programmdatei); es sind keine Maßnahmen der Installation erforderlich. Die Mindestvoraussetzungen auf Software-Ebene sind: Windows XP/2000 Framework Microsoft.NET, Fassung 1.1 Technische Daten nach IEC 60950, EN , EN , EN und EN Schraubklemmen (Schr.kopf Z +/-) PZ1 POZIDRIV Leitungsquerschn. starr min. (max.) 0,15 (2,5) mm 2 Leit.q. flexibel, mit Hülse min. (max.) 0,15 (4) mm 2 Umgebungsbedingungen Betriebstemperatur Lagertemperatur C C relative Luftfeuchte 80 % Vibrationen Schutzklasse ± 0,25 mm Schutzart (eingebautes Gerät Front) IP 20 II 3

4 3. Abmessungen 4. Verdrahtung Der Anschluss des Moduls erfolgt an den 2 Versorgungsklemmen sowie an 5 Klemmen zur Datenübertragung: L,N D+/D- RT+/RT- Shield Phase und Neutralleiter Klemmen zur Datenübertragung über Bus Rs485 Abschlusswiderstand Bus RS485 Wird nur mit der Klemme D+/D- verbunden, wenn die Schnittstelle der erste oder letzte Knoten der Busleitung ist. Klemme zur Anbringung der Kabelabschirmung. Die nachstehende Zeichnung zeigt ein Beispiel der Verdrahtung des Moduls. 4

5 5. Konf iguration 5.1. Default-Konf iguration Baudrate Protokoll Adresse 001 Parität Stop-Bits bit/s Modbus RTU keine 5.2. Schnittstellenarten Es stehen zwei Schnittstellenarten zur Verfügung: Typ basic (Energiezähler) zur Fernablesung aller Verzeichnisse der von den Meßgeräten ermittelten Energiegrößen. Zur Ablesung zusätzlicher Verzeichnisse mit den Augenblickswerten (Spannung, Strom, Leistung, usw.) können Schnittstellen vom Typ full (Analysatoren) eingesetzt werden. Beide Schnittstellentypen geben zusätzliche Angaben zu den aktuell vorliegenden Lasten und den geltenden Tarifen aus. Jeder Typ ist in zwei Versionen erhältlich: BE LE Die floating point Werte sind im Big-Endian-Format übertragen Die floating point Werte sind im Little-Endian-Format übertragen Übertragbare Grössen bei Anschluss an einphasige Zähler: Schnittstelle Typ basic (Energiezähler) Wirkenergie, Tarif 1, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, Bezug Wirkleistung Wirkenergie, Tarif 1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, Bezug Blindenergie, Tarif 2, Bezug Blindleistung Blindenergie, Tarif 1, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, Lieferung Geltender Tarif Status Schnittstelle Typ full (Netzanalysator) Wirkenergie, Tarif 1, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, Bezug Wirkleistung Wirkenergie, Tarif 1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, Bezug Blindenergie, Tarif 2, Bezug Blindleistung Blindenergie, Tarif 1, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, Lieferung Spannung Strom Leistungsfaktor Frequenz Geltender Tarif Status 5

6 Übertragbare/Erfassbare Grössen bei Anschluss an Drehstromzähler: Schnittstelle Typ basic (Energiezähler) Wirkenergie, Tarif 1, L1, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, L2, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, L3, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, gesamt Wirkenergie, Tarif 2, L1, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, L2, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, L3, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, gesamt Wirkleistung L1 Wirkleistung L2 Wirkleistung L3 Wirkleistung, gesamt Wirkenergie, Tarif 1, L1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, L2, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, L3, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, gesamt Wirkenergie, Tarif 2, L1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, L2, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, L3, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, gesamt Blindenergie, Tarif 1, L1, Bezug Blindenergie, Tarif 1, L2, Bezug Blindenergie, Tarif 1, L3, Bezug Blindenergie, Tarif 1, gesamt Blindenergie, Tarif 2, L1, Bezug Blindenergie, Tarif 2, L2, Bezug Blindenergie, Tarif 2, L3, Bezug Blindenergie, Tarif 2, gesamt BlindleistungL1 Blindleistung L2 BlindleistungL3 Blindleistung, gesamt Blindenergie, Tarif 1, L1, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, L2, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, L3, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, gesamt Blindenergie, Tarif 2, L1, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, L2, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, L3, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, gesamt Geltender Tarif Status 6. Geräteoberseite Eine grüne LED zeigt den Status der Kommunikation mit dem Zähler an: LED blinkt LED leuchtet dauerhaft = keine Kommunikation = Kommunikation aktiv Auf der Oberseite befindet sich eine RESET-Taste zur Rücksetzung des Kommunikationsmoduls auf die Default- Konfiguration (siehe Pkt. 5.1). Schnittstelle Typ full (Netzanalysator) Wirkenergie, Tarif 1, L1, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, L2, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, L3, Bezug Wirkenergie, Tarif 1, gesamt Wirkenergie, Tarif 2, L1, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, L2, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, L3, Bezug Wirkenergie, Tarif 2, gesamt Wirkleistung L1 Wirkleistung L2 Wirkleistung L3 Wirkleistung, gesamt Wirkenergie, Tarif 1, L1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, L2, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, L3, Lieferung Wirkenergie, Tarif 1, gesamt Wirkenergie, Tarif 2, L1, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, L2, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, L3, Lieferung Wirkenergie, Tarif 2, gesamt Blindenergie, Tarif 1, L1, Bezug Blindenergie, Tarif 1, L2, Bezug Blindenergie, Tarif 1, L3, Bezug Blindenergie, Tarif 1, gesamt Blindenergie, Tarif 2, L1, Bezug Blindenergie, Tarif 2, L2, Bezug Blindenergie, Tarif 2, L3, Bezug Blindenergie, Tarif 2, gesamt BlindleistungL1 Blindleistung L2 BlindleistungL3 Blindleistung, gesamt Blindenergie, Tarif 1, L1, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, L2, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, L3, Lieferung Blindenergie, Tarif 1, gesamt Blindenergie, Tarif 2, L1, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, L2, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, L3, Lieferung Blindenergie, Tarif 2, gesamt Spannung L1 Spannung L2 Spannung L3 Strom L1 Strom L2 Strom L3 Leistungsfaktor L1 Leistungsfaktor L2 Leistungsfaktor L3 Leistungsfaktor gesamt Geltender Tarif Status 6

7 7. Kurzstartanleitung 7.1. Vorausgehende Kontrollen Um die optimale Funktion der vorliegenden Anwendung zu gewährleisten, wird von einer Systemkonfiguration entsprechend dem vorstehenden Punkt 2.1 ausgegangen. Kontrollieren Sie vor Inbetriebnahme der Anwendung: alle Verbindungen und Anschlüsse des Systems; Anschluß und Einschaltung des Konverters RS232/RS485 Einschaltung der Datenübertragungseinheit und des Zählers Ablesung der Messwerte Das Fenster Datenübertragung aufrufen. Aus der Liste der Schnittstellen die gewünschte Schnittstelle selektionieren. Zur Aktivierung der Ablesezyklen den Button Lesen anklicken. Bei jedem Ablesezyklus wird eine andere Schnittstelle abgefragt Aktivierung der Anwendung Kopieren Sie die exe-datei der Anwendung in das gewünschte Verzeichnis, und starten Sie das Programm. Das Programm gibt eine Abfolge mit den nachstehend beschriebenen Bildschirmfenstern aus. Fenster Zähler Datenübertragung Steuerbefehle Funktionsbeschreibung Verwaltung der Schnittstellen-Database Abbildung der übertragenen Daten Rücksetzung der Energiezähler. Einstellung der Parameter zur Datenübertragung per Modbus. Verwaltung der Meßgrößenarchivierung 7.3. Netzeinbindung Als erstes muß der Port zur Datenübertragung (COM-Port) selektioniert werden. Wählen Sie im Bildschirmfenster den COM-Port aus, der zum Dialog mit dem Konverter Rs232/Rs485 eingesetzt werden soll. Anschließend müssen die Parameter zur Datenübertragung eingegeben werden (Übertragungsgeschwindigkeit, Parität und Stop-Bits; jeweils 8 Datenbits). Als Default ist die Schnittstelle zur Übertragung bei Baud ohne Parität mit 1 Stop-Bit eingestellt. Als zweiter Schritt muß das Protokoll ausgesucht werden. Geben Sie an, ob das System mit einen Netz Modbus/RTU oder Modbus/Ascii arbeitet Hinzufügen einer neuen Schnittstelle Gehen Sie zur Einbindung eines neuen Moduls in das Modbus- Netz wie folgt vor: Das Fenster Zähler aufrufen. Einen Namen (Alias) zur Identifikation der Schnittstelle eingeben. Die Modbus-Adresse eingeben (Default für noch nicht konfigurierte Schnittstellen: 001) Den Button Hinzufügen anklicken. Zu beachten: Wenn mehr als eine Modbus-Schnittstelle vernetzt werden soll, können Sie diese nach und nach einfügen und konfigurieren, da noch nicht konfigurierte Schnittstellen als Default die gleiche Modbus-Adresse (001) haben. 7

8 8. Funktionsbeschreibung Das Programm ermöglicht: Verwaltung der lokalen Database der Einheiten zur Datenübertragung; Meßwerterfassung der Größen, die von den an die Einheiten zur Datenübertragung angeschlossenen Zählern übertragen werden; Konfiguration der wichtigsten Parameter für alle Modbus-Einheiten; Archivierung der abgelesenen Meßgrößen Bildschirmfenster Zähler Verwaltung Alle nachstehend beschriebenen Schritte werden in der lokalen Database der Schnittstellen gespeichert (als einfache XML- Datei, die im Betriebsverzeichnis der Anwendung angelegt wird). Die Kommunikation mit dem Rs485-Modbus-Netz ist von diesen Vorgängen nicht betroffen. Neue Schnittstelle Der Button Neue Schnittstelle dient zur Einbindung einer neuen Schnittstelle. Nach Anklicken des Buttons werden Sie aufgefordert, einen Namen sowie den ID-Code zur Identifikation der Schnittstelle und die Modbus-Adresse einzugeben. Es wird daran erinnert, daß die Default-Adresse noch nicht konfigurierter Module 001 ist. Zu beachten: Wenn mehr als eine Modbus-Schnittstelle vernetzt werden soll, können Sie diese nach und nach einfügen und konfigurieren, da noch nicht konfigurierte Schnittstellen als Default die gleiche Modbus-Adresse (001) haben. Schnittstelle eliminieren Mit diesem Button können Schnittstellen aus der lokalen Database nach Selektion der zu eliminierenden Schnittstelle (in der Schnittstellenliste) gelöscht werden. Database modif izieren Mit dem Button Modif ikation können Eintragungen in der lokalen Database modifiziert werden. Ferngesteuerte Schnittstellen sind von dieser Modifikation nicht betroffen Schnittstellenliste Wie bereits erwähnt, ist die lokale Database der Schnittstellen zur Datenübertragung in einer XML-Datei lokal gespeichert. Soll die Modbus Master-Anwendung auf einem anderen PC installiert werden, so kann die Database exportiert, d.h. in einer in einer anderen Arbeitsstation installiert werden. Klicken Sie dazu den Button EXPORT an, um die XML-Datei in einem anderen Verzeichnis zu speichern. Anschließend vom dem PC aus, in dem die Datei gespeichert werden soll, den Button IMPORT anklicken und die gleiche Stelle suchen, an der sich die XML-Datei vor dem Export-Vorgang befand. 8

9 8.2. Konf iguration COM-Port Im ersten Feld des Konfigurationsfensters wird festgelegt, über welchen COM-Port die Datenübertragung erfolgen soll. Zur Datenübertragung über das Modbus-Netz müssen folgende Parameter selektioniert werden: Übertragungsgeschwindigkeit, Parität und Stop-Bit (jeweils 8 Datenbits). Als Default sind die Schnittstellen zur Übertragung bei Baud ohne Parität mit 1 Stop-Bit eingestellt. Hinweis: Zur Selektion der Angaben in den Fenstern Ablesungen und Diagnostik mit der rechten Maustaste das gewünschte Fenster anklicken und die Option Copy to Clipboard wählen. Das selektionierte Fenster wird in das Clipboard von Windows kopiert, das anschließend mit allen anderen externen Anwendungen eingesehen werden kann Zyklische Abfrage (Polling) In der Polling-Liste sind die in der lokalen Database gespeicherten Schnittstellen angegeben. Zur Einfügung einer Schnittstelle in die Polling-Liste den Namen (Alias) der betroffenen Schnittstelle anklicken. Im Feld Polling-Intervall kann der Zeitraum zwischen zwei Abfragezyklen definiert werden (in Sekunden; Default: 5 Sek.). Wenn in der Polling-Liste mehrere Schnittstellen selektioniert sind, wird jede Schnittstelle alle N * t Sekunden abgefragt (wobei N die Kennzahl der von der Abfrage betroffenen Schnittstellen und t das Polling-Intervall ist). Denken Sie daran, die Art des Protokolls zur Datenübertragung auszusuchen (Modbus RTU oder Modbus ASCII). Zum Starten der zyklischen Abfrage den Button Start anklicken. Im Hauptfenster werden auf gelbem Untergrund die abgelesenen Meßwerte angegeben, während auf grauem Untergrund die unverarbeiteten Daten (Rohdaten zur Diagnostik) sowie Meldungen zu bestimmten Schaltvorgängen angegeben werden. Zur Beendigung des Abfragevorgangs den Button Stop anklicken. Beziehen Sie sich hinsichtlich genauer Angaben zur Datenarchivierung auf das Kapitel Einstellungen. 9

10 8.3. Einstellungen Im Fenster Steuerbefehle werden die Funktionen aufgeführt, die bei normalem Betrieb des Systems nützlich sein können, um das Verhalten der Modbus-Schnittstelle und der angeschlossenen Einheit zur Meßwerterfassung zu definieren. Hinsichtlich der Einheit zur Meßwerterfassung besteht folgende Möglichkeit: Steuerbefehl zur Rücksetzung der kontrollierten Energiezähler (Wirk- und Blindenergie). Hinsichtlich der Modbus-Schnittstelle werden folgende Möglichkeiten angeboten: Modifikation der Modbus-Adresse Auswahl des Datenübertragungsprotokolls (RTU/ASCII) Modifikation der Parameter zur Datenübertragung (Übertragungsgeschwindigkeit, Parität und Stop-Bit) Vor Aktivierung der Steuerbefehle muß aus der entsprechenden Liste die jeweils betroffene Schnittstelle ausgesucht werden; in jedem Fall gibt das System vor Ausführung des Steuerbefehls eine Anfrage zur Bestätigung aus. Des weiteren dient dieser Bereich des Fensters zur Verwaltung des Vorgangs der Archivierung der abgelesenen Daten Nullrücksetzung der Energiezähler Im ersten Feld des Fensters können die Verzeichnisse der an die Modbus-Schnittstelle angeschlossenen Einheiten zur Meßwerterfassung auf Null zurückgesetzt werden. Dazu reicht es aus, die Art der Verzeichnisse zu selektionieren, die rückgesetzt werden sollen (Wirk- oder Blindenergie), und anschließend den Button Nullrücksetzung anzuklicken Modbus-Parameter Bestimmte Modbus-Parameter müssen konfiguriert werden. In diesem Bereich des Fensters können für die jeweils selektionierte Schnittstelle folgende Parameter eingestellt werden: Protokolltyp (RTU/ASCII) Modbus-Adresse Baud-Rate ( ) Parität (keine, gleich, ungleich) Stop-Bits (1 oder 2) 10

11 Datenarchivierung In diesem Bereich wird die Art der Archivierung der über die Anwendung erfaßten Meßwerte definiert. Die Meßwerte können in.csv-dateien (comma separated values) gespeichert werden, welche von den gängigen Anwendungsprogrammen gelesen und editiert werden können (z.b. Microsoft Access oder Microsoft Excel). Die Archivierung erfolgt in Kombination mit den Funktionen der Meßwerterfassung: Das Fenster Archiviation aufrufen und die Funktion freigeben (genauere Angaben: siehe nachstehend). Das Fenster Meßwerterfassung aufrufen, die gewünschte Schnittstelle selektionieren und den Button Lesen anklicken (ggf. zur Aktivierung der Funktion kontinuierliche Meßwerterfassung das Kästchen Wiederholen ankreuzen). Hinweis: Je nach Nation bzw. Sprache kann die Dezimalstelle wahlweise als Punkt oder als Komma abgebildet werden. Diese Definition betrifft lediglich die in den.csv-dateien gespeicherten Daten. Pfad der Datenübertragung Konverter RS232 RS485 RS485 MOD-Bus Netz MOD-Bus Modul Messgrössen Zähler WBZ RS232 Schnittstelle IR-Schnittstelle CSV-Datei Alle.csv-Dateien werden im Verzeichnis der Modbus Master- Anwendung gespeichert. Die Zuordnung des Dateinamens erfolgt automatisch entsprechend des in der lokalen Database gespeicherten Namens Wichtigste Steuerbefehle Button Start Button Beenden Start der Datenarchivierung Ende der Datenarchivierung Links unten im Fenster wird der aktuelle Status des Vorgangs der Datenarchivierung angezeigt Erweiterte Funktion Das Programm sieht die Möglichkeit der Datenarchivierung (Start und Ende) zu einem bestimmter Datum / zu einer bestimmtem Uhrzeit vor. Zur Aktivierung dieser Option im Bereich erweiterte Funktion in den Feldern rechts das Datum / die Uhrzeit zum Start und zum Ende der Datenarchivierung eingeben (bei Eingabe des gleichen Werts erfolgt die Speicherung ohne zeitliche Beschränkung). Des weiteren kann das Speicherintervall definiert werden. Da die Datenübertragung seitens jeder angeschlossenen Meßeinheit etwa alle 1 3 Sekunden erfolgt, kann es zweckmäßig sein, lediglich eine Untergruppe der erfaßten Werte zu speichern, um auf diese Weise Speicherplatz zu sparen. Zum Aufruf der Option erweiterte Funktion das Kästchen Freigabe ankreuzen. 11

12 9. Modbus-Steuerbefehle Die Schnittstelle unterstützt zwei Steuerbefehltypen, von denen der eine der Ablesung der Werte aus den Verzeichnissen und der andere der Werteingabe in den Konfigurationsverzeichnissen dient. Die Ablesung ist nur im Block möglich (Steuerbefehle zur Ablesung einzelner Verzeichnisse werden nicht unterstützt) Verzeichnisablesung (Funktionscode 03) Dieser Funktionscode wird zur Erfassung des Inhalts eines Verzeichnisblocks eines ferngesteuerten Geräts eingesetzt. Im Anfrage-Frame wird die Initialadresse und die Verzeichniskennzahl angegeben. Die Verzeichnisdaten werden in der Rückmeldung in zwei Byte-Pakete pro Verzeichnis gegliedert, wobei die Binärdaten links von jedem Byte angegeben werden. Für jedes Verzeichnis werden im ersten Byte-Paket die weniger wichtigen Bits und im zweiten die wichtigsten angegeben. Für jedes Register, das erste Byte die weniger wichtigen Bits enthält und die zweite enthält die wichtigsten Bits; beachten Sie dass die Schnittstelle (Basic und Full) mit Register 4117 = 0 (Wert Format 32 Bit Floating Point)ist eine Ausnahme von dieser Regel: Für jedes Register, das erste Byte die wichtigsten Bits enthält und die zweite enthält die weniger wichtigen Bits. In vielen Fällen werden, um die korrekte Darstellung des Werts zu gewährleisten, zur Abbildung der gleichen Größe mehrere Verzeichnisse eingesetzt (Beispiel: Zur Darstellung der Wirkenergie werden 4 Verzeichnisse 8 Bytes eingesetzt). Beziehen Sie sich für weitere Angaben auf das Kapitel Interne Verzeichnisse Eintragung einzelner Verzeichnisse (Funktionscode 06) Der Funktionscode wird zur Eintragung eines einzelnen Verzeichnisses auf einem ferngesteuerten Gerät eingesetzt. In der Anfrage ist die Adresse des einzutragenden Verzeichnisse angegeben. Die Rückmeldung ist in der Regel das Echo der Anfrage und wird nach der Eintragung des Verzeichnisinhaltes ausgetauscht Frame-Format ADR 06 RAh RAl RVh RVl CRCh CRCl ADR Modbus-Adresse 06 Funktionscode Eintragung Einzelverzeichnis (fixer Code) RAh RAl RVh RVl CRCh CRCl Verzeichnisadresse (wichtigste Bits) Verzeichnisadresse (weniger wichtige Bits) Verzeichniswert (wichtigste Bits) Verzeichniswert (weniger wichtige Bits) Checksum Modbus (wichtigste Bits) Checksum Modbus (weniger wichtige Bits) Zu beachten: Aufgrund der hinsichtlich der Größe der Modbus- Frames bestehenden Einschränkungen ist die Übertragung aller internen Verzeichnisse über eine einzige Ablesungsanfrage nicht möglich. Dies bedeutet, daß die Erfassung der Gesamtheit der verfügbaren Werte nur über mehrere (drei) Ablesungsanfragen mit jeweils unterschiedlicher Initialadresse erfolgen kann. Beispiel: Poll-Nr. 1 Initialadresse 4099 Verzeichnisanzahl 100 Poll-Nr. 2 Initialadresse 4197 Verzeichnisanzahl 100 Poll-Nr. 3 Initialadresse 4297 Verzeichnisanzahl Frame-Format ADR 03 STh STl NRh NRl CRCh CRCl ADR Modbus-Adresse 03 Funktionscode Verzeichnisablesung (fixer Code) STh Initialadresse (wichtigste Bits) STl Initialadresse (weniger wichtige Bits) NRh Verzeichniskennzahl (wichtigste Bits) NRl Verzeichniskennzahl (weniger wichtige Bits) CRCh Checksum Modbus (wichtigste Bits) CRCl Checksum Modbus (weniger wichtige Bits) 12

13 10. Interne Verzeichnisse In der nachstehenden Liste sind alle internen Verzeichnisse angegeben. Adresse Schnittstellentyp / Zähler Def inition Verzeichnisse TA TE SA SE 4099 Gerätetyp x x x x 4100 Firmware-Fassung x x x x 4101 Overflow-Alarm x x x x 4102 Stromtarif x x x x 4104 PID (Produktidentifikation) Bytes 1 und 2 x x x x 4105 PID Bytes 3 und 4 x x x x 4106 PID Bytes 5 und 6 x x x x 4107 PID Bytes 7 und 8 x x x x 4108 PID Bytes 9 und 10 x x x x 4109 PID Bytes 11 und 12 x x x x 4110 PID Bytes 13 und 14 x x x x 4111 Protokolltyp x x x x 4112 Übertragungsgeschwindigkeit x x x x 4113 Parität x x x x 4114 Stop-Bits x x x x 4115 Modbus-Adresse x x x x 4116 Steuerbefehl Schnittstellenrücksetzung x x x x 4117 Datenformat x x x x 4118 Steuerbefehl Rücksetzung Energiezähler x x x x 4119 Wirkenergie L1, T1, _Bezug (kwh) x x x x 4123 Wirkenergie L2, T1, _Bezug (kwh) x x 4127 Wirkenergie L3, T1, _Bezug (kwh) x x 4131 Wirkenergie Ʃ T1, _Bezug (kwh) x x 4135 Wirkenergie L1, T2, _Bezug (kwh) x x x x 4139 Wirkenergie L2, T2, _Bezug (kwh) x x 4143 Wirkenergie L3, T2, _Bezug (kwh) x x 4147 Wirkenergie Σ T2, _Bezug (kwh) x x 4151 Wirkleistung L1 (kw) x x x x 4153 Wirkleistung L2 (kw) x x 4155 Wirkleistung L3 (kw) x x 4157 Wirkleistung Σ (kw) x x 4161 Wirkenergie L1, T1, _Lieferung (kwh) x x x x 4165 Wirkenergie L2, T1, _Lieferung (kwh) x x 4169 Wirkenergie L3, T1, _Lieferung (kwh) x x 4173 Wirkenergie Σ T1, _Lieferung (kwh) x x 4177 Wirkenergie L1, T2, _Lieferung (kwh) x x x x 4181 Wirkenergie L2, T2, _Lieferung (kwh) x x 4185 Wirkenergie L3, T2, _Lieferung (kwh) x x 4189 Wirkenergie Σ T2, _Lieferung (kwh) x x 4193 Blindenergie L1, T1, _Bezug (kvarh) x x x x 4197 Blindenergie L2, T1, _Bezug (kvarh) x x 4201 Blindenergie L3, T1, _Bezug (kvarh) x x 4205 Blindenergie Σ T1, _Bezug (kvarh) x x 4209 Blindenergie L1, T2, _Bezug (kvarh) x x x x 4213 Blindenergie L2, T2, _Bezug (kvarh) x x 4217 Blindenergie L3, T2, _Bezug (kvarh) x x 4221 Blindenergie Σ T2, _Bezug (kvarh) x x 4225 Blindenergie L1, T1, _Lieferung (kvarh) x x x x 4229 Blindenergie L2, T1, _Lieferung (kvarh) x x 4233 Blindenergie L3, T1, _Lieferung (kvarh) x x 4237 Blindenergie Σ T1, _Lieferung (kvarh) x x 4241 Blindenergie L1, T2, _Lieferung (kvarh) x x x x 4245 Blindenergie L2, T2, _Lieferung (kvarh) x x 4249 Blindenergie L3, T2, _Lieferung (kvarh) x x 4253 Blindenergie Σ T2, _Lieferung (kvarh) x x 4257 Blindleistung L1 (kvar) x x x x 4259 Blindleistung L2 (kvar) x x 4261 Blindleistung L3 (kvar) x x 4263 Blindleistung Σ (kvar) x x 4267 Spannung L1-N (V) x x 4269 Spannung L2-N (V) x 4271 Spannung L3-N (V) x 4273 Spannung L1-L2 (V) x 4275 Spannung L2-L3 (V) x 4277 Spannung L3-L1 (V) x 4279 Strom L1 (A) x x 4281 Strom L2 (A) x 4283 Strom L3 (A) x 4285 Scheinleistung L1 (kva) x x 4287 Scheinleistung L2 (kva) x 4289 Scheinleistung L3 (kva) x 4291 Scheinleistung Σ (kva) x 4295 Leistungsfaktor cos φ L1 x x 4297 Leistungsfaktor cos φ L2 x 4299 Leistungsfaktor cos φ L3 x 4301 Leistungsfaktor cos φ Σ x 4303 Frequenz (Hz) x x Anmerkungen Allgemeine Verzeichnisse Ablesung Verzeichnisse Eintragung Verzeichnisse Ablesegrößen 13

14 10.1. Schnittstellentypen und Zähler Je nach der Art der Modbus-Schnittstelle und des an diese angeschlossenen Zählertyps werden verschiedene Verzeichnisgruppen angeboten. In den vier Spalten rechts der obigen Tabelle sind alle möglichen Kombinationen angegeben: TA TE SA SE Drehstromzähler und Typ full-schnittstelle. Alle Meßgrößen. Drehstromzähler und Typ basic-schnittstelle. Energie auf allen Phasen. Einphasenzähler und Typ full-schnittstelle. Alle Meßgrößen auf jeder einzelnen Phase. Einphasenzähler und Typ basic-schnittstelle. Energie auf jeder einzelnen Phase. In jedem Falle können zu Ablesung alle Verzeichnisse aufgerufen werden, wobei bei bestimmten, in einer Zähler-Schnittstellenkombination nicht unterstützten Verzeichnissen der Wert 0 ausgegeben wird. Beispiel: Bei der Ablesung des Verzeichnisses 4267 (Spannung auf L1) in der Kombination Drehstromzähler / Schnittstelle Energiezähler (Spalte TE) wird immer 0 ausgegeben, da die Schnittstelle zur Übertragung dieser Meßgrößenart nicht freigegeben ist Allgemeine Verzeichnisse zur Ablesung In dieser Verzeichnisgruppe sind alle allgemeinen auf die Schnittstelle bezogenen Daten enthalten. Alle Verzeichnisse können unabhängig zur Kombination Schnittstelle / Zähler immer aufgerufen werden. Verzeichnis Def inition Funktionsbeschreibung 4099 Gerätetyp Code zur Identifikation der Kombination Zähler / Schnittstelle 0 Keine Kommunikation mit dem Zähler auf IR-Port 1 Typ full Drehstromzähler 2 Typ basic Drehstromzähler 3 Typ full Einphasenzähler 4 Typ basic Einphasenzähler 4100 Firmware-Fassung Firmware-Version der Schnittstelle 4101 Overflow-Alarm Stromtarif Dieses Verzeichnis nimmt einen anderen Wert als Null an, wenn der Zähler Spannungs- oder Stromwerte ermittelt, die den nominalen Grenzwert überschreiten. Das weniger wichtige Byte des Verzeichnisses ist in den verschiedenen Bits wie folgt kodifiziert: Dabei gilt: n.u. n.u. OFV3 OFI3 OFV2 OFI2 OFV1 OFI1 OFV Überschreiten der Spannung (auf Phasen 1, 2 und 3) OFI Überschreiten des Stromes (auf Phasen 1, 2 und 3) n.u. nicht benutzt 0 Tarif 1 im Einsatz 1 Tarif 2 im Einsatz PID Zeichenfolge zur Produktidentifikation (max. 14 Bytes) 14

15 10.3. Verzeichnisse zur Eintragung Diese Verzeichnisgruppe dient der Konfiguration der Schnittstelle. Ein Verzeichnis (4118) ist auf die Rücksetzung der Verzeichnisse der internen Energie des Zählers bezogen. Alle Verzeichnisse können unabhängig zur Kombination Schnittstelle / Zähler immer aufgerufen werden Die Verzeichnisse 4111 bis 4115 werden vom Verzeichnis zur Rücksetzung der Schnittstelle (4116) kontrolliert. Alle auf die ersten Verzeichnisse bezogenen Modifikationen werden nur aktiviert, wenn die Anfrage zur Rücksetzung der Schnittstelle ausgegeben wird und dieser der Wert 1 erteilt wird. Alle Modifikationen der Verzeichnisse 4117 und 4118 sind unmittelbar wirksam. Verzeichnis Def inition Funktionsbeschreibung 4111 Protokolltyp 4112 Übertragungsgeschwindigkeit 4113 Parität 4114 Stop-Bits 1 oder Modbus-Adresse Steuerbefehl Schnittstellenrücksetzung 4117 Datenformat 4118 Steuerbefehl Rücksetzung Energiezähler 0 Modbus-Protokoll RTU 1 Modbus-Protokoll ASCII Es stehen folgende Übertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung: 1.200, 2.400, 4.800, 9.600, , Baud 0 Keine 1 Gleich 2 Ungleich 0 Alle auf die Verzeichnisse bezogenen Modifikationen sind unwirksam 1 Alle auf die Verzeichnisse bezogenen Modifikationen sind wirksam 0 Meßgrößen kodifiziert als Fließkommadaten 32 bit 1 Meßgrößen kodifiziert als ganze Zahlen (siehe Par. 4.4) 1 Rücksetzung der auf die Wirkenergie bezogenen Verzeichnisse 2 Rücksetzung der auf die Blindenergie bezogenen Verzeichnisse 3 Rücksetzung aller Verzeichnisse Hinweis Das Verzeichnis 4118 wird als transparentes Verzeichnis bezeichnet, da sich die Endbestimmung des Steuerbefehls auf den an die Schnittstelle angeschlossenen Zähler richtet. Wenn der Verzeichniswert modifiziert wird, wird ein Steuerbefehl an den Zähler übertragen, der die Nullrücksetzung der internen Verzeichnisse des Zählers bewirkt. Alle anderen Verzeichnisse sehen die Modifikation des Verhaltens der Schnittstelle vor Messgrössen in Ablesung Diese Verzeichnisgruppe dient der Konfiguration der Schnittstelle. Ein Verzeichnis (4118) ist auf die Rücksetzung der Verzeichnisse der internen Energie des Zählers bezogen. Alle Verzeichnisse können unabhängig zur Kombination Schnittstelle / Zähler immer aufgerufen werden Die Verzeichnisse 4111 bis 4115 werden vom Verzeichnis zur Rücksetzung der Schnittstelle (4116) kontrolliert. Alle auf die ersten Verzeichnisse bezogenen Modifikationen werden nur aktiviert, wenn die Anfrage zur Rücksetzung der Schnittstelle ausgegeben wird und dieser der Wert 1 erteilt wird. Alle Modifikationen der Verzeichnisse 4117 und 4118 sind unmittelbar wirksam. Verzeichniss Def inition Schnittstellentyp / Zähler TA TE SA SE Länge (Bytes) 4119 Wirkenergie L1, T1, _Bezug (kwh) x x x x Wirkenergie L2, T1, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie L3, T1, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie Ʃ T1, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie L1, T2, _Bezug (kwh) x x x x Wirkenergie L2, T2, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie L3, T2, _Bezug (kwh) x x Wirkenergie Σ T2, _Bezug (kwh) x x Wirkleistung L1 (kw) x x x x Wirkleistung L2 (kw) x x Wirkleistung L3 (kw) x x Wirkleistung Σ (kw) x x Wirkenergie L1, T1, _Lieferung (kwh) x x x x Wirkenergie L2, T1, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie L3, T1, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie Σ T1, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie L1, T2, _Lieferung (kwh) x x x x Wirkenergie L2, T2, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie L3, T2, _Lieferung (kwh) x x Wirkenergie Σ T2, _Lieferung (kwh) x x Blindenergie L1, T1, _Bezug (kvarh) x x x x 8 15

16 Verzeichniss Def inition Schnittstellentyp / Zähler TA TE SA SE Länge (Bytes) 4197 Blindenergie L2, T1, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L3, T1, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie Σ T1, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L1, T2, _Bezug (kvarh) x x x x Blindenergie L2, T2, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L3, T2, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie Σ T2, _Bezug (kvarh) x x Blindenergie L1, T1, _Lieferung (kvarh) x x x x Blindenergie L2, T1, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie L3, T1, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie Σ T1, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie L1, T2, _Lieferung (kvarh) x x x x Blindenergie L2, T2, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie L3, T2, _Lieferung (kvarh) x x Blindenergie Σ T2, _Lieferung (kvarh) x x Blindleistung L1 (kvar) x x x x Blindleistung L2 (kvar) x x Blindleistung L3 (kvar) x x Blindleistung Σ (kvar) x 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 T1/T2 steht für Tarif 1 und Tarif 2. Das Symbol Σ steht für die Gesamtzählung (Beispiel: Der Wert der Blindleistung Σ (kvar) ist der Gesamtwert der Blindleistung auf allen drei Phasen. Dies gilt selbstverständlich nur, wenn an die Schnittstelle ein Drehstromzähler angeschlossen ist). Abgegeben / bezogen: Gibt an, ob die Energie erzeugt (abgegeben) oder verbraucht wird (bezogen). Länge in Bytes der Meßgröße: Da ein Modbus-Verzeichnis 2 Bytes einnimmt, werden alle Meßgrößen auf mehrere Verzeichnisse verteilt (4 Bytes: 2 Verzeichnisse; 8 Bytes: 4 Verzeichnisse). Denken Sie daran, daß alle Meßgrößen als Default auf 32 bit Fließkommadaten gesetzt sind. Jede Schnittstelle Typ ist in zwei Versionen erhältlich: BE - Die floating point Werte sind im Big-Endian-Format übertragen LE - Die floating point Werte sind im Little-Endian-Format übertragen Um die Darstellung ganzer Zahlen zu ermöglichen, muß das Konfigurationsverzeichnis 4117 modifiziert werden (s. Par. 10.3) Als ganze Zahlen kodif izierte Messgrössen Während die Darstellung als Fließkommadaten 32 bit alle Fehlinterpretationen und Unsicherheiten ausschließt, muß bei einem Übergang zur Abbildung ganzer Zahlen die Regel definiert werden, die die Rekonstruktion des ursprünglichen Wertes ermöglicht. Messgrössenlänge 4 Bytes Die in diesen Verzeichnissen (2) als ganze Zahlen gespeicherten Werte müssen zur Rekonstruktion des ursprünglichen Wertes durch dividiert werden. Beispiel: Wirkleistung 1. Phase Ganzzahlwert: Ursprünglicher Wert: / = 12,2447 (kw) Messgrössenlänge 8 Bytes In diesem Fall ist die Rekonstruktion des ursprünglichen Wertes etwas komplizierter. Der in den ersten 4 Bytes enthaltene Wert muß mit 10^9 ( ) multipliziert werden. Zum Ergebnis muß der in den nächsten 4 Bytes enthaltene Wert hinzuaddiert werden. Zum Schluß muß dieses Ergebnis durch dividiert werden. Beispiel: Wirkleistung gesamt Ganzzahlwert (die wichtigsten 4 Bytes): Ganzzahlwert (die weniger wichtigen 4 Bytes): Ursprünglicher Wert: (12.344* )/ = ,5532 (kw) 16

17 11. Bezugnahmen Für alle weiteren Informationen hinsichtlich des Einsatzes des Modbus-Protokolls stehen folgende Unterlagen bzw. Webseiten zur Verfügung: Modbus application protocol specifications V 1.1b: Modbus over serial line Specification and implementation guide V. 1.02: Support Technischer Support Für technischen Support nehmen Sie bitte Kontakt mit ihrem ortsansässigen NZR Vertreter oder direkt mit NZR auf. Hotline NZR: info@nzr.de +49 (0) Sicherheitshinweis Die Installation muss von einer Elektrofachkraft oder unter deren Leitung und Aufsicht durchgeführt und geprüft werden. 17