Vorwort, Inhaltsverzeichnis

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1 Vorwort, Inhaltsverzeichnis SICAM RTUs MODBUS TCP/IP Interoperabilität Einleitung 1 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) 2 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) 3 MODBUS Datenformate A Literaturverzeichnis DC

2 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 diesem Handbuch werden regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Technische Änderungen bleiben vorbehalten. Document Label: SICRTUs-HBIntopMODBUSTCPIP-ENG_V2.01 Ausgabedatum: Copyright Copyright Siemens AG 2017 Weitergabe und Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts ist nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patenterteilung oder GM-Eintragung. Siemens AG Bestellnr.: DC

3 Vorwort Dieses Dokument gilt für folgende Produkte SICAM RTUs (SICAM AK 3, SICAM AK, SICAM TM, SICAM BC) Zweck des Handbuchs Dieses Handbuch beschreibt die Interoperabilität von SICAM RTUs in Verbindung mit Protokollelementen gemäß MODBUS TCP/IP. Es richtet sich an Anwender der unten angeführten Zielgruppe und beinhaltet im Wesentlichen Interoperabilität MODBUS TCP/IP Zielgruppe Das vorliegende Dokument richtet sich an Anwender, die mit folgenden Aufgaben betraut sind: Angebotsausarbeitung und technische Abklärung Konzeptive Tätigkeiten, wie zum Beispiel Design und Konfiguration SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 3 DC , Ausgabe

4 Vorwort 4 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

5 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Gültigkeitsbereich Allgemeines Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) Netz Konfiguration Physikalische Schicht Elektrische Schnittstelle Übertragungsgeschwindigkeit TCP Port Verbindungen Verbindungsschicht (MODBUS) TCP Mode Verbindungsschicht Telegrammlänge Adresse der Verbindungsschicht Anwendungsschicht MODBUS Function Codes MODBUS Exception Status Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) Netz Konfiguration Physikalische Schicht Elektrische Schnittstelle Übertragungsgeschwindigkeit TCP Port Verbindungen Verbindungsschicht (MODBUS) TCP Mode Verbindungsschicht Telegrammlänge Adresse der Verbindungsschicht Anwendungsschicht MODBUS Function Codes MODBUS Exception Status A. MODBUS Datenformate SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 5 DC , Ausgabe

6 Inhaltsverzeichnis 6 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

7 1. Einleitung Inhalt 1.1. Gültigkeitsbereich Allgemeines... 9 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 7 DC , Ausgabe

8 Einleitung 1.1. Gültigkeitsbereich In dieser Dokumentation werden alle Festlegungen beschrieben, welche zur Kommunikation zwischen Automatisierungseinheiten bzw. zwischen Automatisierungseinheiten und Wartenleitsystemen nach dem Standard für MODBUS Protokoll notwendig sind. 8 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

9 Einleitung 1.2. Allgemeines Legende Funktion wird nicht unterstützt T Funktion wird unterstützt Funktion für diese Anwendung nicht möglich! Definition MASTER / SLAVE (Client / Server) Protokoll Elemente zur Kommunikation mit Fremdsystemen gemäß MODBUS Protokoll entsprechend den Festlegungen in diesem Interoperabilität Dokument. Systemelement Anmerkung MODBUS TCP/IP Client (=Master) MBCiA0 SM-2558/MBCiA0 SICAM AK 3, SICAM AK, SICAM TM, SICAM BC MODBUS TCP/IP Server (=Slave) MBSiA0 SM-2558/MBSiA0 SICAM AK 3, SICAM AK, SICAM TM, SICAM BC SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 9 DC , Ausgabe

10 Einleitung 10 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

11 2. Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) Inhalt 2.1. Netz Konfiguration Physikalische Schicht Verbindungsschicht (MODBUS) Anwendungsschicht SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 11 DC , Ausgabe

12 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) Die Interoperabilität für MODBUS gibt Parametersätze und Alternativen vor, aus denen Untermengen ausgewählt werden müssen, um ein einzelnes Fernwirksystem zu erstellen. Andere Parameter, wie die aufgelisteten Sätze mit unterschiedlicher MODBUS Funktionscodes und MODBUS Datenformate in Befehls- und Überwachungsrichtung, erlauben die Festlegung des Gesamtumfanges oder von Untermengen, die für die vorgegebene Anwendung geeignet ist. In diesem Abschnitt werden die Parameter der oben angegebenen Norm zusammengefasst, um eine geeignete Auswahl für eine spezielle Anwendung zu ermöglichen. Wenn ein System aus mehreren Systemkomponenten von unterschiedlichen Herstellern zusammengesetzt wird, ist die Zustimmung von allen Partnern zu den ausgewählten Parametern notwendig. Die ausgewählten Parameter werden in den weißen Quadraten wie folgt ausgefüllt: Hinweis Die gesamte Festlegung eines Systems kann zusätzlich die individuelle Auswahl bestimmter Parameter für bestimmte Systemteile, wie z.b. die individuelle Auswahl von Skalierungsfaktoren für individuell adressierbare Messwerte erfordern. 12 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

13 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) 2.1. Netz Konfiguration Konfiguration Anmerkung T LAN / WAN SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 13 DC , Ausgabe

14 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) 2.2. Physikalische Schicht Elektrische Schnittstelle Auswahl Anmerkung Ethernet (elektrisch) Ethernet (optisch) *) *) In manchen Anwendungen sind externe Konverter (elektrisch - optisch) erforderlich! Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungs- Geschwindigkeit Anmerkung T 10 MBit/s T 100 MBit/s 1000 MBit/s TCP Port TCP Port T 502 *) Anmerkung registriert für MODBUS/TCP *) Die Port Nummer für MODBUS TCP IP ist fest eingestellt und kann nicht parametriert werden! Verbindungen Anzahl der Connections Anmerkung T max. 100 Anmerkung: Jede Connection kann als "Server" mit eigenständigem Prozessabbild je eindeutiger MODBUS Unit-ID Adresse und eindeutiger IP Adresse für den Client eingesetzt werden. 14 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

15 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) 2.3. Verbindungsschicht (MODBUS) Transmission Mode ASCII Mode RTU Mode T TCP/IP Mode UDP Mode TCP Mode Byte Rahmen Anmerkung T 8 Data Bits MODBUS Festlegungen T MODBUS Transaction Number (16 Bit) T Protocol Identifier = "0" (16 Bit) T Length (16 Bit) T Unit Identifier (8 Bit) Anmerkung MBAP Header MBAP Header MBAP Header MBAP Header MODBUS Slave Adresse (8 Bit) T MODBUS Funktion Code (8 Bit) T MODBUS Register Adresse (16 Bit) Cyclical Redundancy Check "CRC" (16 Bit) Die MODBUS Adresse adressiert ein 16 Bit MODBUS Register CRC wird bei MODBUS/TCP nicht verwendet (CRC des TCP/IP Rahmens wird benutzt) MBAP Header MODBUS Application Protocol Header Verbindungsschicht Beschreibung Anmerkung T Unsymetrische Übertragung Master/Slave T MODBUS TCP/IP Master (=Client) MODBUS TCP/IP Server (=Server) SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 15 DC , Ausgabe

16 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) Telegrammlänge Beschreibung Anmerkung T TCP Mode: Maximale Telegrammlänge 253 Bytes Adresse der Verbindungsschicht Beschreibung Anmerkung T 1 Zeichen (8 Bit) Unit Identifier Unit Identifier (1-247, 255) BROADCAST Adressierung (MODBUS Slave Adresse 1-247) 16 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

17 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) 2.4. Anwendungsschicht MODBUS Function Codes MODBUS Function Code - Beschreibung Datenzugriff (Bit Lesen/Schreiben) T 01 = READ COILS T 02 = READ DISCRETE INPUTS T 05 = WRITE SINGLE COIL T 15 = WRITE MULTIPLE COILS Datenformate <0a> SPI, <0b> DPI <0a> SPI, <0b> DPI <0a> SPI <0c> SC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) <0a> SPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) Datenzugriff (16 Bit Lesen/Schreiben) T 03 = READ HOLDING REGISTERS <0a> SPI, <0b> DPI <20> SPI + IV, <21,22> DPI + IV <1> INT16, <2> UINT16 <23> INT16 + IV, <24> UINT16 + IV <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) <16> Bitstring 16 Bit T 04 = READ INPUT REGISTERS <0a> SPI, <0b> DPI <20> SPI + IV, <21,22> DPI + IV <1> INT16, <2> UINT16 <23> INT16 + IV, <24> UINT16 + IV <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) <16> Bitstring 16 Bit T 06 = WRITE SINGLE REGISTER T 16 = WRITE MULTIPLE REGISTERS <0a> SPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) <1> INT16, <2> UINT16 <16> Bitstring 16 Bit <0a> SPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) <1> INT16, <2> UINT16 <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) <16> Bitstring 16 Bit <1xx> DTx 22 = MASK WRITE REGISTER 23 = READ / WRITE MULTIPLE REGISTERS SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 17 DC , Ausgabe

18 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Master Client (MBCiA0) MODBUS Function Code - Beschreibung Datenformate 24 = READ FIFO QUEUE Datenzugriff (Datei Lesen/Schreiben) 20 = READ FILE RECORD 21 = WRITE FILE RECORD Diagnose 07 = READ EXCEPTION STATUS 08 = DIAGNOSTICS (SUB Code 00-18,20) 11 = GET COM EVENT COUNTER 12 = GET COM EVENT LOG 17 = REPORT SLAVE ID 43 = READ DEVCE Identification (SUB Code = 14) Andere 43 = Encapsulated Interface Transport (SUB Code = 13,14) MODBUS Exception Status MODBUS Exception Code - Beschreibung T 01 = ILLEGAL FUNCTION T 02 = ILLEGAL DATA ADDRESS Anmerkung MODBUS Funktion Code nicht unterstützt Abgefragte Daten nicht implementiert (nicht verfügbar) T 03 = ILLEGAL DATA VALUE 04 = SERVER (Slave) DEVICE FAILURE 05 = ACKNOWLEDGE 06 = SERVER (Slave) DEVICE BUSY 07 = NEGATIVE ACKNOWLEDGE (NAK) 08 = MEMORY PARITY ERROR 10 (0x0A) = GATEWAY PATH UNAVAILABLE Retry durch den MODBUS TCP/IP 11 (0x0B) = GATEWAY TARGET DEVICE FAILED TO RESPOND Master für serielle MODBUS Slaves (angeschlossen über Gateway) Retry durch den MODBUS TCP/IP Master für serielle Slaves (angeschlossen über Gateway) Anmerkung: - Abgefragte Daten die vom MODBUS TCP/IP Slave mit Exception Code beantwortet werden (ausgenommen 10,11), werden in SICAM RTUs mit NT=1 (not topical) nachgebildet - keine Retries auf MODBUS TCP/IP Ebene. 18 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

19 3. Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) Inhalt 3.1. Netz Konfiguration Physikalische Schicht Verbindungsschicht (MODBUS) Anwendungsschicht SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 19 DC , Ausgabe

20 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) Die Interoperabilität für MODBUS gibt Parametersätze und Alternativen vor, aus denen Untermengen ausgewählt werden müssen, um ein einzelnes Fernwirksystem zu erstellen. Andere Parameter, wie die aufgelisteten Sätze mit unterschiedlicher MODBUS Funktionscodes und MODBUS Datenformate in Befehls- und Überwachungsrichtung, erlauben die Festlegung des Gesamtumfanges oder von Untermengen, die für die vorgegebene Anwendung geeignet ist. In diesem Abschnitt werden die Parameter der oben angegebenen Norm zusammengefasst, um eine geeignete Auswahl für eine spezielle Anwendung zu ermöglichen. Wenn ein System aus mehreren Systemkomponenten von unterschiedlichen Herstellern zusammengesetzt wird, ist die Zustimmung von allen Partnern zu den ausgewählten Parametern notwendig. Die ausgewählten Parameter werden in den weißen Quadraten wie folgt ausgefüllt: Hinweis Die gesamte Festlegung eines Systems kann zusätzlich die individuelle Auswahl bestimmter Parameter für bestimmte Systemteile, wie z.b. die individuelle Auswahl von Skalierungsfaktoren für individuell adressierbare Messwerte erfordern. 20 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

21 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) 3.1. Netz Konfiguration Konfiguration Anmerkung T LAN / WAN SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 21 DC , Ausgabe

22 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) 3.2. Physikalische Schicht Elektrische Schnittstelle Auswahl Anmerkung T Ethernet (elektrisch) T Ethernet (optisch) *) *) In manchen Anwendungen sind externe Konverter (elektrisch - optisch) erforderlich! Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungs- Geschwindigkeit Anmerkung T 10 MBit/s T 100 MBit/s 1000 MBit/s TCP Port TCP Port T 502 *) Anmerkung registriert für MODBUS/TCP *) Die Port Nummer für MODBUS TCP IP ist fest eingestellt und kann nicht parametriert werden! Verbindungen Anzahl der Connections Anmerkung T max. 100 Anmerkung: Jede Connection kann als "Server" mit eigenständigem Prozessabbild je eindeutiger MODBUS Unit-ID Adresse und eindeutiger IP Adresse für den Client eingesetzt werden. 22 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

23 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) 3.3. Verbindungsschicht (MODBUS) Transmission Mode ASCII Mode RTU Mode T TCP/IP Mode UDP Mode TCP Mode Byte Rahmen Anmerkung T 8 Data Bits MODBUS Festlegungen T MODBUS Transaction Number (16 Bit) T Protocol Identifier = "0" (16 Bit) T Length (16 Bit) T Unit Identifier (8 Bit) Anmerkung MBAP Header MBAP Header MBAP Header MBAP Header MODBUS Slave Adresse (8 Bit) T MODBUS Funktion Code (8 Bit) T MODBUS Register Adresse (16 Bit) Cyclical Redundancy Check "CRC" (16 Bit) Die MODBUS Adresse adressiert ein 16 Bit MODBUS Register CRC wird bei MODBUS/TCP nicht verwendet (CRC des TCP/IP Rahmens wird benutzt) MBAP Header MODBUS Application Protocol Header Verbindungsschicht Beschreibung Anmerkung T Unsymetrische Übertragung Master/Slave MODBUS TCP/IP Master (=Client) T MODBUS TCP/IP Server (=Server) SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 23 DC , Ausgabe

24 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) Telegrammlänge Beschreibung Anmerkung T TCP Mode: Maximale Telegrammlänge 253 Bytes Adresse der Verbindungsschicht Beschreibung Anmerkung T 1 Zeichen (8 Bit) Unit Identifier Unit Identifier (1-247, 255) BROADCAST Adressierung (MODBUS Slave Adresse 1-247) 24 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

25 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) 3.4. Anwendungsschicht MODBUS Function Codes MODBUS Function Code - Beschreibung Datenzugriff (Bit Lesen/Schreiben) T 01 = READ COILS T 02 = READ DISCRETE INPUTS T 05 = WRITE SINGLE COIL Datenformate <0a> SPI, <0b> DPI <0a> SPI, <0b> DPI <0a> SPI <0c> SC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) T 15 = WRITE MULTIPLE COILS <0a> SPI, <0b> DPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) Datenzugriff (16 Bit Lesen/Schreiben) T 03 = READ HOLDING REGISTERS <0a> SPI, <0b> DPI <20> SPI + IV, <21,22> DPI + IV <1> INT16, <2> UINT16 <23> INT16 + IV, <24> UINT16 + IV <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) <16> Bitstring 16 Bit T 04 = READ INPUT REGISTERS <0a> SPI, <0b> DPI <20> SPI + IV, <21,22> DPI + IV <1> INT16, <2> UINT16 <23> INT16 + IV, <24> UINT16 + IV <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) <16> Bitstring 16 Bit T 06 = WRITE SINGLE REGISTER <0a> SPI, <0b> DPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) <1> INT16, <2> UINT16 T 16 = WRITE MULTIPLE REGISTERS <0a> SPI, <0b> DPI <0c> SC, <0d> DC <0c> SC (pulse), <0d> DC2 (pulse) <1> INT16, <2> UINT16 <3> INT32 (H/L), <4> UINT32 (H/L) <5> INT32 (L/H), <6> UINT32 (L/H) <7a> FLOAT32 <7b> FLOAT32 (swapped) 22 = MASK WRITE REGISTER 23 = READ / WRITE MULTIPLE REGISTERS 24 = READ FIFO QUEUE SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 25 DC , Ausgabe

26 Interoperabilität für SICAM RTUs mit MODBUS TCP/IP Slave "Server" (MBSiA0) MODBUS Function Code - Beschreibung Datenformate Datenzugriff (Datei Lesen/Schreiben) 20 = READ FILE RECORD 21 = WRITE FILE RECORD Diagnose 07 = READ EXCEPTION STATUS 08 = DIAGNOSTICS (SUB Code 00-18,20) 11 = GET COM EVENT COUNTER 12 = GET COM EVENT LOG 17 = REPORT SLAVE ID 43 = READ DEVCE Identification (SUB Code = 14) Andere 43 = Encapsulated Interface Transport (SUB Code = 13,14) MODBUS Exception Status MODBUS Exception Code - Beschreibung T 01 = ILLEGAL FUNCTION T 02 = ILLEGAL DATA ADDRESS Anmerkung MODBUS Funktion Code nicht unterstützt Abgefragte Daten nicht implementiert (nicht verfügbar) oder MODDBUS Datenformate über mehrere Register/Coils (z.b.: FLOAT32, INT32, DP, ) nicht vollständig abgefragt. T 03 = ILLEGAL DATA VALUE T 04 = SLAVE DEVICE FAILURE Wenn der Slave interne Status für abgefragte Daten IV=1 ist, dann: - Altwert/Ersatzwert oder - Exception Code = 4 übertragen (parametrierbar) 05 = ACKNOWLEDGE 06 = SLAVE DEVICE BUSY 07 = NEGATIVE ACKNOWLEDGE (NAK) 08 = MEMORY PARITY ERROR 10 (0x0A) = GATEWAY PATH UNAVAILABLE 11 (0x0B) = GATEWAY TARGET DEVICE FAILED TO RESPOND 26 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

27 A. MODBUS Datenformate Unterstützte MODBUS Datenformate: Format # Format Bezeichnung Coil Register Allgemeine Formate 1 INT16 Signed Integer 16 Bit 2 UINT16 Unsigned Integer 16 Bit 3 INT32 (H/L) Signed Integer 32 Bit ( HIGH vor LOW ) 4 UINT32 (H/L) Unsigned Integer 32 Bit ( HIGH vor LOW ) 5 INT32 (L/H) Signed Integer 32 Bit ( LOW vor HIGH ) 6 UINT32 (L/H) Unsigned Integer 32 Bit ( LOW vor HIGH ) 7a FLOAT32 Short Floating Point (IEEE 754) 7b FLOAT32 (swapped) Short Floating Point (IEEE 754) Swapped 16 Bitstring 16 Bit Bitmuster von 16 Bit 20 SPI Einzelmeldung 21 DPI (1=off, 2=on) Doppelmeldung (AUS vor EIN) 22 DPI (1=on, 2=off) Doppelmeldung (EIN vor AUS) 30 SC Einzelbefehl 31 SC (pulse) Einzelbefehl Impuls 32 DC Doppelbefehl 35 DC2 (pulse) Doppelbefehl Impuls Gerätespezifische Formate 50 SPI + IV Einzelmeldung + "Invalid-Kennung" 51 DPI (1=off, 2=on) + IV Doppelmeldung (AUS vor Ein) + "Invalid-Kennung" 52 DPI (1=on, 2=off) + IV Doppelmeldung (EIN vor AUS) + "Invalid-Kennung" 53 INT16 + IV Signed Integer 16 Bit + "Invalid-Kennung" 54 UINT16 + IV Unsigned Integer 16 Bit + "Invalid-Kennung" 1xx DTx Datum & Zeit (frei parametrierbar) SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 27 DC , Ausgabe

28 MODBUS Datenformate Datenformate in einem MODBUS Register werden immer in Big Endian" (HIGH before LOW order) dargestellt/übertragen. Daten im MODBUS-Register: Datenbyte MSB Datenbyte LSB Das höherwertige Byte (MSB) wird zuerst übertragen! 28 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

29 MODBUS Datenformate Format-1: INT16 Signed Integer 16 Bit Datenbyte 0 VZ Datenbyte VZ: "Vorzeichen" (0="+", 1="-") Wertebereich: Anmerkung: Negative Werte werden im 2'er Komplement übertragen. Format-2: UINT16 Unsigned Integer 16 Bit Datenbyte Datenbyte Wertebereich: Format-3: INT32 (H/L) Signed Integer 32 Bit ("HIGH vor LOW") Datenbyte 0 VZ Datenbyte Datenbyte Datenbyte VZ: "Vorzeichen" (0="+", 1="-") Wertebereich: Anmerkung: Negative Werte werden im 2'er Komplement übertragen. Format-4: UINT32 (H/L) Unsigned Integer 32 Bit ( HIGH vor LOW ) Datenbyte Datenbyte Datenbyte Datenbyte Wertebereich: SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 29 DC , Ausgabe

30 MODBUS Datenformate Format-5: INT32 (L/H) Signed Integer 32 Bit ( LOW vor HIGH ) Datenbyte Datenbyte Datenbyte 2 VZ Datenbyte VZ: "Vorzeichen" (0="+", 1="-") Wertebereich: Anmerkung: Negative Werte werden im 2'er Komplement übertragen. Format-6: UINT32 (L/H) Unsigned Integer 32 Bit ( LOW vor HIGH ) Datenbyte Datenbyte Datenbyte Datenbyte Wertebereich: SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

31 MODBUS Datenformate Format-7: FLOAT32 Short Floating Point (IEEE754) Datenbyte Mantisse Datenbyte Mantisse Datenbyte 2 VZ Exponent, VZ Datenbyte Mantisse Wertebereich: , , Kleinste negative Zahl: = -1, Kleinste positive Zahl: = +1, VZ (Vorzeichen): <0> = + ; <1> = - Format-7b: FLOAT32 (swapped) Short Floating Point (IEEE754) swapped Datenbyte 0 VZ Exponent, VZ Datenbyte Mantisse Datenbyte Mantisse Datenbyte Mantisse Wertebereich: , , Kleinste negative Zahl: = -1, Kleinste positive Zahl: = +1, VZ (Vorzeichen): <0> = + ; <1> = - Format-16: Bitstring 16 Bit Bitmuster von 16 Bit Datenbyte Datenbyte SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 31 DC , Ausgabe

32 MODBUS Datenformate Format-20: SPI Einzelmeldung Einzelmeldung als Coil oder 1 Bit im MODBUS Register. n Coil SPI Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 SPI 15 SPI 14 SPI 13 SPI 12 SPI 11 SPI 10 SPI 9 SPI 8 Datenbyte 1 SPI 7 SPI 6 SPI 5 SPI 4 SPI 3 SPI 2 SPI 1 SPI 0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x SPI je MODBUS Register! Wertebereich: 0, 1 SPI - Einzelmeldung <0> = AUS <1> = EIN Kodierung SPI (IEC /-104) 0 0 AUS 1 1 EIN 32 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

33 MODBUS Datenformate Format-21: DPI (1=off, 2=on) Doppelmeldung (AUS vor EIN) Format-22: DPI (1=on, 2=off) Doppelmeldung (EIN vor AUS) Doppelmeldung in 2 benachbarten Bits im MODBUS Register oder als Coils. Anmerkung: Die Bits einer Doppelmeldung müssen immer im selben Byte eines MODBUS Registers liegen. n+1 n+0 Coil(s) DPI Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 DPI7 DPI6 DPI5 DPI4 Datenbyte 1 DPI3 DPI2 DPI1 DPI0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x DPI je MODBUS Register! Wertebereich: 0 3 DPI - Doppelmeldung (AUS vor EIN) - DPI (1=off, 2=on) <0> = unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung <1> = AUS <2> = EIN <3> = unbestimmter Zustand DPI - Doppelmeldung (EIN vor AUS) - DPI (1=on, 2=off) <0> = unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung <1> = EIN <2> = AUS <3> = unbestimmter Zustand Bit Bit Kodierung Kodierung (n+1) (n+0) AUS vor EIN EIN vor AUS (IEC /-104) DIFF DIFF AUS EIN EIN AUS STÖR STÖR DIFF Differenzstellung (unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung) STÖR. Störstellung (unbestimmter Zustand) SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 33 DC , Ausgabe

34 MODBUS Datenformate Format-30: SC Einzelbefehl 1 Bit Ein Einzelbefehl mit dem Befehlszustand <EIN> oder <AUS> wird entweder als Coil (1 Bit) oder als 1 Bit im MODBUS Register übertragen. n Coil SCS Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 SCS 15 SCS 14 SCS 13 SCS 12 SCS 11 SCS 10 SCS 9 SCS 8 Datenbyte 1 SCS 7 SCS 6 SCS 5 SCS 4 SCS 3 SCS 2 SCS 1 SCS 0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x SC je MODBUS Register! Wertebereich: 0, 1 SCS - Einzelbefehl <0> = AUS <1> = EIN Befehl MODBUS-Format Befehlsübertragung Einzelbefehl EIN SC COIL (n); Register/Bit (n) = EIN Einzelbefehl AUS SC COIL (n); Register/Bit (n) = AUS MODBUS-Format Befehlszustand Befehlsausgabe SC als Coil oder 1 Bit im MODBUS-Register SC SCS=EIN SCS=AUS Coil; Register/Bit.n x x Befehl = <EIN> Coil; Register/Bit.n x Befehl = <AUS> x SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

35 MODBUS Datenformate Format-31: SC (Pulse) Einzelbefehl (Impuls) 1 Bit Ein Einzelbefehl mit dem Befehlszustand <EIN> wird als Impuls mit der eingestellten Befehlsausgabezeit als Coil (1 Bit) oder als Bit im MODBUS Register übertragen. Der Befehlszustand <AUS> wird nicht bewertet. Der Befehlszustand wird nach Ablauf der Befehlsausgabezeit auf inaktiv gesetzt. n Coil SCP Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 SCP 15 SCP 14 SCP 13 SCP 12 SCP 11 SCP 10 SCP 9 SCP 8 Datenbyte 1 SCP 7 SCP 6 SCP 5 SCP 4 SCP 3 SCP 2 SCP 1 SCP 0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x SC (Pulse) je MODBUS Register! Wertebereich: 0, 1 SCP Einzelbefehl (Impuls) <0> = Inaktiv <1> = Aktiv Befehl MODBUS-Format Befehlsübertragung Einzelbefehl EIN SC (pulse) COIL (n); Register/Bit (n) = Impuls MODBUS-Format Befehlszustand Befehlsausgabe SC als Coil oder 1 Bit im MODBUS-Register tp 1 SC (pulse) SCS=EIN Coil; Register/Bit.n tp Befehlsausgabezeit (Impulsdauer) x. Befehl = <EIN> x 0 SCS=AUS Der <AUS> Zustand wird nicht bewertet! SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 35 DC , Ausgabe

36 MODBUS Datenformate Format-32: DC Doppelbefehl (2 Bit) 2 Bit Der Befehlszustand eines Doppelbefehls bzw. Stufenstellbefehls (2 Bit) wird auf 2 unmittelbar hintereinanderliegenden Bits als Coils oder Bits im MODBUS Register übertragen. n+1 n+0 Coil(s) DCS Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 DCS7 DCS6 DCS5 DCS4 Datenbyte 1 DCS3 DCS2 DCS1 DCS0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x DC je MODBUS Register! Wertebereich: 0 3 DCS - Doppelbefehlszustand [MODBUS_Befehlszustand = AUS] <1> = AUS <2> = EIN DCS - Doppelbefehlszustand [MODBUS_Befehlszustand = EIN] <1> = EIN <2> = AUS Bit (n+1) Bit (n+0) Kodierung AUS vor EIN (IEC /-104) [MODBUS_Befehlszustand = AUS] Kodierung EIN vor AUS [MODBUS_Befehlszustand = EIN] nicht zulässig nicht zulässig AUS EIN EIN AUS nicht zulässig nicht zulässig 36 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

37 MODBUS Datenformate MODBUS-Format Befehlszustand Befehlsausgabe 2 Bit als Coil oder 2 Bit im MODBUS-Register DC MODBUS_Befehlszustand = DCS=EIN RCS=Höher Coil; Register/Bit.n x x Coil+1; Register/Bit.n+1 x Befehl = <EIN> EIN DCS=AUS RCS=Tiefer Coil; Register/Bit.n x x Coil+1; Register/Bit.n+1 x Befehl = <AUS> DC MODBUS_Befehlszustand = DCS=EIN RCS=Höher Coil; Register/Bit.n x x Coil+1; Register/Bit.n+1 x Befehl = <EIN> AUS DCS=AUS RCS=Tiefer Coil; Register/Bit.n x x Coil+1; Register/Bit.n+1 x Befehl = <AUS> SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 37 DC , Ausgabe

38 MODBUS Datenformate Format-33: DC1 Doppelbefehl (1 Bit) Ein Doppelbefehl wird mit dem Befehlszustand <EIN> oder <AUS> als Coil (1 Bit) mit Coil-Adresse (n) oder als 1 Bit im MODBUS Register übertragen. n Coil DCS Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 DCS 15 DCS 14 DCS 13 DCS 12 DCS 11 DCS 10 DCS 9 DCS 8 Datenbyte 1 DCS 7 DCS 6 DCS 5 DCS 4 DCS 3 DCS 2 DCS 1 DCS 0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x DC (1 Bit) je MODBUS Register! Wertebereich: 0, 1 DCS Doppelbefehlszustand (1 Bit) <0> = AUS <1> = EIN Befehl MODBUS-Format Befehlsübertragung Doppelbefehl EIN DC1 COIL (n); Register/Bit (n) = EIN Doppelbefehl AUS DC1 COIL (n); Register/Bit (n) = AUS MODBUS-Format Befehlszustand Befehlsausgabe DC als Coil oder 1 Bit im MODBUS-Register DC1 DCS=EIN DCS=AUS Coil; Register/Bit.n x x Befehl = <EIN> Coil; Register/Bit.n x Befehl = <AUS> x SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

39 MODBUS Datenformate Format-34 DC2 (pulse) Doppelbefehl (Impuls) 2 Bit Ein Doppelbefehl bzw. Stufenstellbefehl mit dem Befehlszustand DCS=<EIN>/<AUS> bzw. RCS=<Höher>/<Tiefer> wird am MODBUS als Impuls (2 Bit) mit der eingestellten Befehlsausgabezeit auf 2 Coils oder 2 Bits im MODBUS Register übertragen. Der Befehlszustand <EIN> oder <Höher> wird als 1 Bit Impuls auf Coil Adresse (n+0 oder n+1) bzw. in Register Adresse/Bit (n+0 oder n+1) übertragen. Der Befehlszustand <AUS> oder <Tiefer> wird als 1 Bit Impuls auf Coil Adresse (n+1 oder n+0) bzw. in Register Adresse/Bit (n+1 oder n+0) übertragen. Der Befehlszustand wird nach Ablauf der Befehlsausgabezeit auf inaktiv gesetzt. n+1 n+0 Coil(s) DCP Datenbyte Datenbyte Datenbyte 0 DCP7 DCP6 DCP5 DCP4 Datenbyte 1 DCP3 DCP2 DCP1 DCP0 Hinweis: MODBUS Master Firmware unterstützt in Senderichtung mit Funktionscode FC=6,16 nur 1x DC2 (Pulse) je MODBUS Register! Wertebereich: 0 3 DCP Doppelbefehl (Puls) je Bit <0> = Inaktiv <1> = Aktiv SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 39 DC , Ausgabe

40 MODBUS Datenformate MODBUS-Format Befehlszustand Befehlsausgabe 2 Bit als Coil oder 2 Bit im MODBUS-Register tp 1 DC2 (pulse) MODBUS_Befehlszustand = EIN DCS=EIN RCS=Höher Coil; Register/Bit.n Coil+1; Register/Bit.n+1 tp Befehlsausgabezeit (Impulsdauer) x Befehl = <EIN> x 0 0 DC2 (pulse) MODBUS_Befehlszustand = EIN DCS=AUS RCS=Tiefer Coil; Register/Bit.n Coil+1; Register/Bit.n+1 x tp Befehlsausgabezeit (Impulsdauer) x. Befehl = <AUS> tp DC2 (pulse) MODBUS_Befehlszustand = AUS DCS=EIN RCS=Höher Coil; Register/Bit.n Coil+1; Register/Bit.n+1 x tp Befehlsausgabezeit (Impulsdauer) x. Befehl = <EIN> tp tp 1 DC2 (pulse) MODBUS_Befehlszustand = AUS DCS=AUS RCS=Tiefer Coil; Register/Bit.n Coil+1; Register/Bit.n+1 tp Befehlsausgabezeit (Impulsdauer) x Befehl = <AUS> x SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

41 MODBUS Datenformate Format 50: SPI + IV Einzelmeldung + Invalid-Kennung Datenbyte 0 IV SPI14 SPI13 SPI12 SPI11 SPI10 SPI9 SPI8 Datenbyte 1 SPI7 SPI6 SPI05 SPI04 SPI03 SPI02 SPI01 SPI00 IV ("Invalid-Kennung"): <0> = valid <1> = invalid SPI ( Einzelmeldung ): <0> = AUS <1> = EIN Anmerkungen: - IV-Bit gilt für alle Meldungen im MODBUS-Register. - Unbenutzte SPI s/bits werden mit <0> übertragen. - In einem MODBUS Register können Einzel und Doppelmeldungen gemischt übertragen werden. SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 41 DC , Ausgabe

42 MODBUS Datenformate Format 51: DPI (1=off, 2=on) + IV Doppelmeldung (AUS vor EIN) + Invalid-Kennung Format 52: DPI (1=on, 2=off) + IV Doppelmeldung (EIN vor AUS) + Invalid-Kennung Datenbyte 0 IV DPI6 DPI5 DPI4 Datenbyte 1 DPI3 DPI2 DPI1 DPI0 IV ("Invalid-Kennung"): <0> = valid <1> = invalid Doppelmeldung (EIN vor AUS): "DPI (1=off, 2=on)" <00> = unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung <01> = AUS <10> = EIN <11> = unbestimmter Zustand Doppelmeldung (EIN vor AUS): "DPI (1=on, 2=off)" <00> = unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung <01> = EIN <10> = AUS <11> = unbestimmter Zustand Bit Bit Kodierung Kodierung (n+1) (n+0) AUS vor EIN EIN vor AUS (IEC /-104) DIFF DIFF AUS EIN EIN AUS STÖR STÖR DIFF Differenzstellung (unbestimmter Zustand oder Zwischenstellung) STÖR. Störstellung (unbestimmter Zustand) Anmerkungen: - IV-Bit gilt für alle Meldungen im MODBUS-Register. - Unbenutzte DPI s/bits werden mit <0> übertragen. - In einem MODBUS Register können Einzel und Doppelmeldungen gemischt übertragen werden. - Doppelmeldungen müssen immer vollständig in einem MODBUS-Register Byte übertragen werden. 42 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

43 MODBUS Datenformate Format 53: INT16 + IV Signed Integer 16 Bit + Invalid-Kennung Datenbyte 0 IV VZ Datenbyte IV ("Invalid-Kennung"): <0> = valid <1> = invalid VZ ("Vorzeichen"): <0> = + <1> = - Wertebereich: Anmerkung: Negative Werte werden im 2'er Komplement übertragen. Format 54: UINT16 + IV Unsigned Integer 16 Bit + Invalid- Kennung Datenbyte 0 IV Datenbyte IV ("Invalid-Kennung"): <0> = valid <1> = invalid Wertebereich: SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 43 DC , Ausgabe

44 MODBUS Datenformate Format-1xx: DTx Datum und Zeit (frei parametrierbar) Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Datenbyte HIGH Zeit Element Datenbyte LOW Zeit Element Anmerkung: - Es werden nur die parametrierte Anzahl der MODBUS Register übertragen. Liegt End of Frame im HIGH Datenbyte, dann wird das MODBUS Register nicht übertragen. Liegt End of Frame im LOW Datenbyte, dann wird das MODBUS Register übertragen und im LOW Datenbyte wird 0 übertragen. Sendereihenfolge der Bytes: Datenbyte 0 (MSB des 1. MODBUS Register) wird als 1. Datenbyte gesendet. Datenbyte 1 (LSB des 1. MODBUS Registers) wird als 2. Datenbyte gesendet. Datenbyte 2 (MSB des 2. MODBUS Registers) wird als 3. Datenbyte gesendet. : : Datenbyte n wird als letztes Datenbyte gesendet. 44 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

45 MODBUS Datenformate Zeitelement [Byte] Wertebereich Beispiel nicht verwendet Dummy: UI8 [7..0] <0> Jahr (high) Jahr (high) [7..0] <0..255> Jahr = 2016 = 07E0 [HEX] Jahr (high) = 0x07 [HEX] Jahr (low) Jahr (low) [7..0] <0..255> Jahr = 2016 = 07E0 [HEX] Jahr (low) = 0xE0 [HEX] Jahr (high) Jahr (high) [7..0] <0..255> Jahr = = 16 = 0x0010 [HEX] Jahr (high) = 0x00 [HEX] Jahr (low) Jahr (low) [7..0] <0..255> Jahr = = 16 = 0x0010 [HEX] Jahr (low) = 0x10 [HEX] Monat Monat [7..0] <1..12> Monat = 12 (Dezember) Monat = 0x0C [HEX] MBCiA0 MBSiA0 Tag Tag [7..0] <1..31> Tag = 23 Tag = 0x17 [HEX] Wochentag Wochentag [7..0] <1..7> Wochentag = Dienstag Wochentag = 0x02 [HEX] <1>:= Montag; <2>:= Dienstag; <7>.= Sonntag Tag + Wochentag Tag [4..0] <1..31> Wochentag [7..5] <1..7> <1>:= Montag; <2>:= Dienstag; <7>.= Sonntag Stunde Stunde [7..0] <0..23> Stunde = 21 = 0x15 [HEX] Stunde + SU Stunde [4..0] <0..23> Sommerzeitbit (SU) [7] <0,1> SU <0>:= Standard Zeit (Winterzeit) SU <1>:= Sommerzeit Minute Minute [5..0] <0..59> Minute = 59 = 0x3B [HEX] Minute + IV Minute [6..0] <0..59> Invalid (IV) [7] <0,1> IV <0>:= valid IV <1>:= invalid Sekunde Sekunde [7..0] <0..59> Sekunde =32 = 0x20 [HEX] Millisekunde (high) Millisekunde n*1ms (high) [7..0] <0..255> n < > = Wertebereich inkl. Sekunden Millisekunde (low) Millisekunden n*1ms (low) [7..0] <0..255> n < > = Wertebereich inkl. Sekunden Millisekunden = 998 = 03E6 [HEX] Millisekunde (high) = 0x03 [HEX] Millisekunden = 998 = 03E6 [HEX] Millisekunde (low) = 0xE6 [HEX] Ticks (10ms) Millisekunden n*10ms [7..0] <0..99> Millisekunden = 998 Ticks (10ms) = 99 = 0x63 [HEX] Ticks (100ms) Millisekunden n*100ms [7..0] <0..9> Millisekunden = 998 Millisekunden n*100ms = 9 = 0x09 [HEX] EOF (End of Frame) Anmerkung: Dieses Zeit Element definiert das Ende des frei parametrierbaren Zeitformates dieses Datenbyte wird nicht mehr gesendet! Legende: [7..0] = Bit Position innerhalb des Datenbytes im MODBUS Register < > = zulässiger Wertebereich SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 45 DC , Ausgabe

46 MODBUS Datenformate 46 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC

47 Literaturverzeichnis SICAM RTUs. Ax 1703 Gemeinsame Funktionen MODBUS SICAM RTUs Gemeinsame Funktionen System und Basissystemelemente DC DC Internationale Normen Modicon MODBUS Protocol Reference Guide PI-MBUS-300 (Rev. J) Modbus Application Protocol Specification, V 1.1b Modbus Messaging on TCP Implementation Guide, Rev. 1.0b SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP 47 DC , Ausgabe

48 Literaturverzeichnis 48 SICAM RTUs, Interoperabilität MODBUS TCP/IP Ausgabe , DC