Technische Beschreibung. FBP FieldBusPlug. MODBUS-RTU FieldBusPlug MRP21-FBP MODBUS-RTU

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1 FBP FieldBusPlug G6 MODBUS-RTU FieldBusPlug MRP21-FBP MODBUS-RTU

2 Bitte beachten Sie folgende Hinweise Diese Beschreibung wendet sich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- und Automatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist. Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise und Erklärungen unbedingt notwendig. Was ist neu in dieser Version? Beschreibung der Kommandos, zum Zurücklesen der eingestellten Baudrate, der Binär - und Analogausgänge, hinzugefügt. Verfügbar ab Geräteversion Index f MRP21-FBP - 2 -

3 Content Einführung...5 Hardware-Installationsanweisung...8 Software-Implementierung des FieldBusPlug...20 Erstellung eines Anwendungsprogramms...43 Wartung...49 Technische Daten MRP21-FBP

4 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: MODBUS FieldBusPlug... 5 Abbildung 2: Prinzipieller Aufbau eines seriellen Busses... 8 Abbildung 3: Allgemeine Zweidraht-Topologie... 8 Abbildung 4: Ein Segment mit MODBUS-Master... 9 Abbildung 5: Ein Segment mit MODBUS-Master am Ende der Leitung... 9 Abbildung 6: Zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater, Beispiel Abbildung 7: Zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater, Beispiel Abbildung 8: Zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater, Beispiel Abbildung 9: Beispiel für eingebaute Vorspannungswiderstände Abbildung 10: Steckerbelegung MRP21-FBP Abbildung 11: MODBUS-Rundkabel, Aderbelegung Abbildung 12: Einspeisung von 24 VDC für FieldBusPlugs Abbildung 13: Schirmanschluss von Kabeln Abbildung 14: Prinzipielles Schema für Schirmung der MODBUS FieldBusPlugs Abbildung 15: Anschluss mehrerer FieldBusPlugs am MODBUS-Netzwerk Abbildung 16: Anschluss des MODBUS-Master über RS-232/RS-485-Wandler Abbildung 17: Anschluss der 07KT98 (COM1) über RS-232/RS-485-Wandler Abbildung 19: Beispiel einer Anwendungsübersicht für die Verwendung verschiedener Geräte Abbildung 20: Beispiel eines Anwendungsprogramms für ein Gerät (Teil 1) Abbildung 21: Beispiel eines Anwendungsprogramms für ein Gerät (Teil 2) Abbildung 22: Beispiel eines Anwendungsprogramms für ein Gerät (Teil 3) Abbildung 23: Beispiel eines Anwendungsprogramms für ein Gerät (Teil 4) Abbildung 24: Beispiel eines Anwendungsprogramms für ein Gerät (Teil 5) Abbildung 25: Anzeigen und Bedienelemente auf der Frontplatte Abbildung 26: Mechanische Abmessungen MRP21-FBP MRP21-FBP - 4 -

5 Einführung Terminologie Einführung zum MODBUS FieldBusPlug Terminologie RTU PDU SPS CRC LED FBP MRP MSD MSR MFI UMC LB HB 0xyyyy MODBUS-Übertragungsmodus "Remote Terminal Unit" Protocol Data Unit (Protokolldateneinheit) SpeicherProgrammierbare Steuerung Cyclical Redundancy Check (zyklische Blockprüfung) Light-Emitting Diode (Leuchtdiode) Field Bus Plug (FieldBusPlug) MODBUS RTU FieldBusPlug Motor Starter Direct Motor Starter Reverse Motor Starter Fieldbus Interface Universal Motor Controller Low Byte im 16-Bit-Wort High Byte im 16-Bit-Wort 0x gibt an, dass es sich bei yyyy um einen hexadezimalen Wert handelt Definition der Begriffe "Eingang (Eingangswert)" und "Ausgabe (Ausgangswert)" Eine "Ausgabe (Ausgangswert)" ist ein Datenwert, der an einen MODBUS-Slave gesendet wird. Ein "Eingang (Eingangswert)" ist ein vom MODBUS-Slave generierter Überwachungswert. Einführung in MODBUS FieldBusPlug Feldbusneutrale Schnittstelle zum Endgerät MODBUS-Busstecker zum vorhergehenden FieldBusPlug oder Bus-Master Abbildung 1: MODBUS FieldBusPlug MODBUS-Busstecker des nächsten FieldBusPlug Der MODBUS FieldBusPlug MRP21-FBP stellt die Feldbusverbindung zwischen dem MODBUS und den an diesem Bus angeschlossenen Endgeräten her. MODBUS FieldBusPlugs sind Slaves (Knoten) am MODBUS-Netzwerk. Die Endgeräte müssen über die feldbusneutrale Schnittstelle verfügen (wie z.b. die FBP-Module MSD11-FBP, MSR22-FBP, MFI21-FBP und UMC22-FBP von ABB) MRP21-FBP

6 Der Datenverkehr zwischen dem MODBUS FieldBusPlug und dem Endgerät kann auf zwei verschiedene Arten stattfinden: Parallele Übertragung Die Signale werden direkt über die Anschlüsse der feldbusneutralen Schnittstelle übertragen. Datenumfang: Max. 1 binäres Ausgangssignal (1 Steuersignal für Endgerät) plus 2 binäre Eingangssignale (2 Rückmeldungen vom Endgerät). Dieser Datenaustausch-Modus wird automatisch gewählt, wenn der FieldBusPlug während des Einschaltvorgangs keine Telegramme vom Endgerät erhält. Serielle Übertragung Die Signale werden mit Hilfe eines seriellen Datenprotokolls über die feldbusneutrale Schnittstelle übertragen. Es werden binäre und analoge Daten sowie Parameter- und Diagnosedaten gesendet und empfangen. Dieser Datenaustausch-Modus wird permanent eingestellt, sobald der FieldBusPlug ein gültiges Telegramm vom Endgerät empfängt. Der MODBUS FieldBusPlug MRP21-FBP verhält sich am MODBUS wie ein Ein-/Ausgabemodul. Während der Initialisierungsphase erhält der FBP die gerätespezifischen (Konfigurations-) Daten vom Endgerät. Diese Daten sind identisch mit den entsprechenden Daten im Bus-Master, vorausgesetzt dass dort das richtige Endgerät ausgewählt wurde. Während des Einschaltvorgangs müssen gegebenenfalls optionale Konfigurationsdaten vom Bus-Master an den FieldBusPlug übertragen werden. So wird sichergestellt, dass das richtige serielle Gerät angeschlossen ist. Um sicher zu sein, dass der Bus-Master auf die an der Busleitung angeschlossenen Slaves zugreifen kann, ist eine Einstellung der Slave-Adressen zwingend erforderlich. Hierzu eignet sich das Adressierset CAS21-FBP, welches für den gesamten Adressbereich verwendet werden kann. Einfacher ist die Adresseinstellung jedoch, wenn das Endgerät über Adress-Einstellschalter oder ähnliche Einrichtungen zur Adresseinstellung verfügt. In diesem Fall übernimmt der FieldBusPlug die Adresse während des Einschaltvorgangs vom Endgerät. Die eingestellte Adresse bleibt im FieldBusPlug spannungsausfallsicher erhalten. Gemäß MODBUS-Standard können die Adressen 1 bis 247 verwendet werden. Die Adresse 0 ist reserviert und darf nicht für Slaves verwendet werden. Zu Diagnosezwecken besitzen die MODBUS FieldBusPlugs vier LEDs (siehe Abbildung 25: Anzeigen und Bedienelemente auf der Frontplatte). Zusätzlich zu den zwei Signaladern enthält das MODBUS-Kabel zwei weitere Adern für die 24 V-Spannung. Diese Spannung ist zur Versorgung der FieldBusPlugs immer erforderlich. Diese Spannung kann beispielsweise am Bus-Master eingespeist werden. Achtung: Eine falsche Polarität der Versorgungsspannung oder ein Vertauschen der Bus-Adern mit den Adern für die Versorgungsspannung kann zur Zerstörung des FieldBusPlug führen. MRP21-FBP - 6 -

7 Die Versorgung der Endgeräte kann wie folgt gewählt werden: Interne Versorgung (Schalter in Stellung "INT"): Bei dieser Einstellung wird auch das Endgerät über das Buskabel versorgt. Externe Versorgung (Schalter in Stellung "EXT"): Bei dieser Einstellung wird das Endgerät über eine Stromversorgung vor Ort versorgt. Dies ist erforderlich, wenn entweder die Stromaufnahme am Bus sonst zu hoch wäre oder wenn im Endgerät Komponenten angeschlossen sind, die nicht in unmittelbarer Nähe des Endgerätes eingebaut sind (z.b. Näherungsschalter). Es besteht eine galvanische Trennung zwischen den MODBUS-Signalen und der feldbusneutralen Schnittstelle. Übersicht der MODBUS-Daten Gruppe Typ / Bemerkung Anz. / Vorhanden auf dem MODBUS Start- Adresse Richtung MODBUS Funktionscode Zyklische Daten Überwachungssignale (Eingänge) DI = Binäreingang serielles Gerät DI = Binäreingang paralleles Gerät Bits 0x0000 Lesen 1, 2 2 Bits 0x1000 AI = Analogeingang serielles Gerät Wörter 0x0200 Lesen 3, 4 Befehle (Ausgänge) DO = Binärausgang serielles Gerät Bits 0x0100 Schreiben 15 Azykl. Daten vom / an Gerät Diagnose Parameter Block DO = Binärausgang paralleles Gerät AO = Analogausgang serielles Gerät Fehler- und Warnmeldungen Steuerfunktion... Auslöseklasse 1 Bit 0x Wörter 0x0300 Schreiben 16 freie Blocklänge 0 8 Wörter Bereich Wörter, Anz. defi niert d. Gerät 0x2000 Lesen 3, 4 0x3000 Schreiben 16 Einzeln nicht möglich Azykl. Daten, nicht vom / an Gerät Konfi guration * Konfi guration **, Identifi kation, weitere Einstellung Baudrate Rückgabe Abfragedaten Anz. DIs, DOs, Parameter, dto.+ Produktcode..., Baudrate fester Block, 7 Wörter 0x4050 Schreiben 16 freie Blocklänge 0 51 Wörter 0x4000 *** Lesen 3, 4 optional 1 Wort 0x4064 Schreiben 16 optional, Funktionsüberwachung Funktionscode 08, Subcode 00-08, Subcode 00 * Der Konfigurationsframe ist optional; mit diesem Rahmen kann geprüft werden, ob das richtige Gerät angeschlossen ist. ** Enthält Konfigurations- und Identifikationsdaten sowie weitere Daten. *** Konfigurationsdaten beginnen bei 0x MRP21-FBP

8 Hardware-Installationsanweisung Bus-Topologie Physikalische MODBUS-Übertragungsschicht Anschlussbelegung des FieldBusPlug Versorgung des FieldBusPlug Anschluss mehrerer FieldBusPlugs am MODBUS-Netzwerk Anschluss des MODBUS-Master über RS-232/RS-485-Wandler MODBUS-Rundkabel, ein Kabelende ohne Stecker Bus-Topologie Allgemeine Übersicht Die nachstehende Abbildung zeigt eine allgemeine Übersicht zum Aufbau des seriellen Busses in einem MODBUS Mehrpunkt-Netz mit seriellen Leitungen. LT Stich (Drop-Kabel) Passiver Zweig Stamm (Trunk-Kabel) Aktiver Abzweig MODBUS RTU Master RS-485 Slave n LT Leitungsabschluss Leitungsabschluss Leitungsabschluss Passive Stichleitungen am Bus sollten vermieden werden. Die Verwendung von Repeatern und aktiven Abzweigen wird empfohlen. Slave 1 Slave 2 Abbildung 2: Prinzipieller Aufbau eines seriellen Busses Zweidraht-MODBUS-Topologie Die Implementierung einer MODBUS-Lösung über serielle Leitungen basiert auf einer elektrischen "Zweidraht"-Schnittstelle gemäß EIA/TIA-485. Master 5 V Pull-Up- / Vorspannungswiderstand B (D1) A (D0) Leitungsabschluss Pull-Down- / Vorspannungswiderstand Slave 1 Slave 2 Common (GND) Abbildung 3: Allgemeine Zweidraht-Topologie MRP21-FBP - 8 -

9 Beispiele für MODBUS ohne Segmentierung M LT LT S S S S S Abbildung 4: Ein Segment mit MODBUS-Master LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave M LT LT S S S S S LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave Abbildung 5: Ein Segment mit Master am Ende der Leitung Segmentierter MODBUS Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für eine segmentierte MODBUS-Installation mit einem Repeater. LT LT M Segment 1 Segment 2 R LT LT S S S S S Abbildung 6: Beispiel 1, zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave R: Repeater MRP21-FBP

10 Die folgenden beiden Abbildungen zeigen weitere Beispiele für segmentierte MODBUS-Installationen mit einem Repeater. M Segment 1 LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave R: Repeater LT S S LT R LT Segment 2 LT S S S S S Abbildung 7: Beispiel 2, zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater M LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave R: Repeater LT Segment 1 LT S S S S R LT Segment 2 LT S S S S S Abbildung 8: Beispiel 3, zwei MODBUS-Segmente, verbunden durch Repeater MRP21-FBP

11 Physikalische MODBUS-Übertragungsschicht Physikalische Übertragungsschicht Für die physikalische Übertragung wird die RS-485 Zweidraht-Schnittstelle (gemäß TIA/EIA-485) verwendet. Dies ermöglicht sowohl Punkt-zu-Punkt-Netze als auch Mehrpunkt-Netze. Maximale Anzahl von Geräten an einem Bussegment Pro Bussegment sind maximal 32 aktive Geräte möglich. MODBUS RTU-Master MODBUS-Slave Repeater Um mehr MODBUS-Geräte anschließen zu können, muss ein Repeater verwendet werden. Repeater dienen der Verbindung der Bussegmente und nehmen eine Auffrischung der Datensignale vor. Repeater ermöglichen außerdem eine Verlängerung der maximal zulässigen Leitungslänge. Durch den Einsatz von Repeatern werden die Signallaufzeiten erhöht. Daher sind jeweils zwischen zwei Stationen maximal vier Repeater zulässig. Länge Trunk-Kabel (Stamm): Die Länge des Trunk-Kabels von einem Ende zum anderen ist begrenzt auf maximal 1000 m. Durch den Einsatz von Repeatern kann die Buslänge erhöht werden (max. 4 Repeater hintereinander). Drop-Kabel (Stich): Passive Stichleitungen am Bus sollten vermieden werden. Die Verwendung von Repeatern und aktiven Abzweigen wird empfohlen. Leitungsabschluss Abschlusswiderstände dürfen nur an den Enden der Busleitung angebracht werden. In Netzen ohne Repeater dürfen nicht mehr als 2 Leitungsabschlüsse vorhanden sein. Folgende Geräte enthalten üblicherweise einen zuschaltbaren Abschlusswiderstand (und Vorspannungswiderstände): MODBUS-Master Repeater RS-232/RS-485-Wandler (siehe Abbildung 9) Wenn das Gerät am Leitungsende keinen eingebauten Abschlusswiderstand besitzt, kann der Abschlusswiderstand DNR11-FBP.120 verwendet werden (siehe Zubehör). Anschlussbelegung DNR11-FBP.120 Pins 1-3 = nicht verwendet Pin Ohm Pin 5 Stiftkontakte MRP21-FBP

12 Vorspannung für die Leitung Im Ruhezustand des RS-485-Busses sind alle Geräte am Bus im Empfangsmodus. Ohne jegliche treibende Größe auf dem Bus befindet sich die Busleitung in einem undefinierten Zustand. Um nun im Ruhezustand ein definiertes Spannungspotenzial auf den Datenleitungen zu erhalten, müssen Vorspannungswiderstände verwendet werden. Die Vorspannungswiderstände wirken für Datenleitung B als Pull-Up- Widerstand (normalerweise gegen 5 V) und für Datenleitung A als Pull-Down-Widerstand (gegen GND). Folgende Geräte besitzen üblicherweise eingebaute Vorspannungswiderstände: MODBUS-Master Repeater RS232/RS485-Wandler 5 V Vorspannungswiderstand Leitungsabschluss Vorspannungswiderstand Common (GND) Abbildung 9: Beispiel für eingebaute Vorspannungswiderstände Der MODBUS FieldBusPlug MRP21-FBP besitzt eingebaute Vorspannungswiderstände von je 22 k. Betriebssichere Vorspannung für den Bus Die Summe aller Vorspannungswiderstände von Datenleitung B (normalerweise gegen 5 V) bzw. von Datenleitung A (gegen GND) muss pro Bussegment 750 sein. Beispiel 1: Bei 31 FieldBusPlugs in einem MODBUS-Segment beträgt die Summe der Vorspannungswiderstände ca. 710 In diesem Fall sind keine zusätzlichen Vorspannungswiderstände erforderlich. Beispiel 2: Bei 5 FieldBusPlugs in einem MODBUS-Segment beträgt die Summe der Vorspannungswiderstände In diesem Fall ist zusätzlich ein Paar Vorspannungswiderstände erforderlich. Normalerweise sind zuschaltbare Vorspannungswiderstände im MODBUS-Master, Repeater oder RS-232/RS-485-Wandler enthalten. MRP21-FBP

13 Anschlussbelegung des FieldBusPlug Anschlussbelegung der FieldBusPlugs für die MODBUS-Schnittstelle (Stecker am Kabelende und Busschnittstelle zum nächsten FieldBusPlug) die feldbusneutrale Schnittstelle zum Endgerät Buchsenkontakte Feldbusneutrale Schnittstelle zum Endgerät Ansicht von links Anschlussbelegung für parallelen Modus: V 2 Digitaler Eingang (DI 1) 3 0 V 4 Digitaler Eingang (DI 0) 5 Digitaler Ausgang (DO 0) Anschlussbelegung für seriellen Modus: V 2 Diagnosekontakt 3 0 V 4 Serielle Daten 5 Serielle Daten Buchsenkontakte MODBUS-Busschnittstelle. Hier wird der MODBUS-Buskabelstecker des nächsten FieldBusPlug eingesteckt. Wenn die Schutzart IP 65 eingehalten werden soll, muss am letzten FieldBusPlug (Ende des MODBUS- Busses) diese Schnittstelle mit einer Kappe verschlossen werden. Die Kappe ist im Lieferumfang enthalten. Anschlussbelegung: 1 Schirm V DC 3 0 V DC 4 B/B' (D1) TXD1/RXD1 5 A/A' (D0) TXD0/RXD0 MODBUS-Busstecker am Kabelende, zum vorhergehenden FieldBusPlug oder zum Bus-Master Stiftkontakte MODBUS-Busstecker des nächsten FieldBusPlug Abbildung 10: MRP21-FBP, Anschlussbelegung MRP21-FBP

14 MODBUS-Rundkabel, ein Kabelende ohne Stecker Schirm flexible Ader, blank +24V DC rot 0V DC schwarz B/B (D1) weiß A/A (D0) blau Abbildung 11: MODBUS-Rundkabel, Aderbelegung Versorgung des FieldBusPlug und der Endgeräte Interne oder externe Versorgung (INT / EXT) Die Versorgung des FieldBusPlug erfolgt immer über das Buskabel. Dadurch ist der FieldBusPlug jederzeit in der Lage, der Steuerung den aktuellen (z.b. fehlerhaften) Status zu melden, auch wenn der FBP vom Gerät abgezogen ist oder die Versorgung des Gerätes ausfällt. Wenn der "EXT/INT"-Schalter in Stellung EXT oder das Gerät entsprechend beschaltet ist, wird nur der FieldBusPlug über den Bus versorgt. In Ausnahmefällen können auch einige Endgeräte über den Bus versorgt werden. In diesem Fall muss der Schalter in Stellung INT gebracht werden. Normalerweise handelt es sich jedoch bei den am MODBUS angeschlossenen Geräten um intelligente Endgeräte, deren Eingänge normalerweise nicht von der Geräteversorgung galvanisch getrennt sind. An diesen Eingängen können darüber hinaus auch abgesetzte Komponenten angeschlossen sein, wie z.b. Taster oder Näherungsschalter. Bei einer Versorgung der Geräte über den Bus würde dies zu einem weit verzweigten Versorgungsnetz führen, welches sehr unübersichtlich wäre und im Fall eines Kurzschlusses in einer angeschlossenen externen Komponente oder Leitung die Kommunikation auf dem gesamten Bus lahm legen würde. Die Spannungsausfall-Überbrückungszeit des FieldBusPlug beträgt 1ms. Deshalb muss die 24 VDC Stromversorgung eine Spannungsausfall-Überbrückungszeit von 10ms haben. Zur Beachtung: Verwenden Sie für die FieldBusPlug-Linie und die Endgeräte entweder separate Netzgeräte oder separat abgesicherte Versorgungskreise. Stellen Sie den "INT/EXT"-Schalter nur während der Inbetriebnahme von einzelnen Geräten in Stellung INT und nur, wenn dies unverzichtbar ist. Verwenden Sie am Einbauort die Schalterstellung INT ausschließlich für einfache Geräte, wie z.b. Näherungsschalter oder MSD11-FBP / MSR22-FBP. In diesem Fall ist auch eine sorgfältige Überprüfung der Versorgungssituation und der Spannungsabfälle notwendig. Prüfen Sie vor der Bereitstellung am Einbauort sorgfältig, ob bei allen Geräten die Schalter in Stellung EXT sind. Überprüfen Sie die Versorgungssituation. Denken Sie auch daran, die Gesamtlänge des Busses zu überprüfen. MRP21-FBP

15 Einspeisung von 24 VDC bei langem Buskabel Bei einer größeren Entfernung zwischen dem Bus-Master und den Slaves kann eine zweite Einspeisung der 24 V DC-Versorgungsspannung für die FieldBusPlugs an anderer Stelle erforderlich sein. Alle Slaves, einschließlich des am weitesten von der Stromversorgung entfernten Slave, müssen mit einer Spannung von mindestens 19,2 VDC nach Abzug der Welligkeit versorgt werden. Dies bedeutet, dass die Stromversorgung eine höhere Spannung einspeisen muss, um auftretende Spannungsabfälle auf der Leitung auszugleichen. Bus-Master FBP-Slave FBP-Slave FBP-Slave MODBUS Master Schirm angeschlossen 24 V 0 V A B 24V 0V DNM11-FBP.050 Rundkabel, Stiftstecker an einem Ende, 0,5 m lang, offenes Ende abgemantelt und mit Aderendhülsen versehen DNM11-FBP.050 Rundkabel mit Stiftstecker 24 V DC DNF11-FBP.050 Rundkabel mit Buchsenstecker Einspeisung von 24 VDC für FieldBusPlugs, anlagenspezifisch Abbildung 12: Einspeisung von 24 VDC für FieldBusPlugs MRP21-FBP

16 Abschirmung Die Verwendung von geschirmten Leitungen bietet einen hohen Schutz gegen elektromagnetische Störungen, besonders gegen hohe Frequenzen. Die Wirksamkeit der Abschirmung hängt jedoch von einer sorgfältigen Installation des Kabels ab. Schirmanschluss von Kabeln ziemlich gut schlecht Erdungsschiene gut sehr gut Abbildung 13: Schirmanschluss von Kabeln MRP21-FBP

17 Prinzipielles Schema für die Schirmung der MODBUS FieldBusPlugs 24 V DC MODBUS master Erdung (GND) FieldBusPlug (Schirm intern durchgeschleift) 24 V DC Potenzialausgleich LT Abbildung 14: Prinzipielles Schema für die Schirmung der MODBUS FieldBusPlugs MRP21-FBP

18 Anschluss mehrerer FieldBusPlugs am MODBUS-Netzwerk Abbildung 15: Anschluss mehrerer FieldBusPlugs am MODBUS-Netzwerk Anschluss des MODBUS-Master über RS-232/RS-485-Wandler Verwenden Sie stets galvanisch trennende Wandler! Verwenden Sie Typen, die den RS-485-Sender durch Erkennung eines Sendesignals auf der RS-232-Leitung aktivieren (automatische Steuerung). Beachten Sie unbedingt, dass die RS-485 Sende-Datenleitung nach dem letzten Bit für ein bestimmtes Intervall gesperrt wird, üblicherweise eine Zeichenlänge. Besitzt der Wandler eingebaute Pull-Up- und Pull-Down-Widerstände? Prüfen Sie, ob der Abschlusswiderstand der Leitungsimpedanz entspricht. Die folgende Abbildung zeigt die Anschaltung des MODBUS-Master über RS-232/RS-485-Wandler. M RS-232 RS-485 LT Wandler mit galvanischer Trennung LT S S S S LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave R: Repeater Abbildung 16: Anschluss des MODBUS-Master über RS-232/RS-485-Wandler MRP21-FBP

19 Anschluss des MODBUS FieldBusPlug an Zentraleinheit AC31 Die folgende Abbildung zeigt die Anschaltung der Zentraleinheit AC31 (z.b. 07KT97 / 07KT98) über COM1 oder COM2 (RS-232) an das MODBUS-Netzwerk. 07 KT 98 C O M 1 C O M 2 RS-232 LT RS-485 S S S S LT Wandler mit galvanischer Trennung und automatischer Steuerung (kein RTS notwendig) LT: Leitungsabschluss M: MODBUS RTU-Master S: MODBUS-Slave R: Repeater Abbildung 17: Anschluss der 07KT98 COM1 über RS-232/RS-485-Wandler Die 07KT98 wird als MODBUS-Master konfiguriert. Als Kommunikationsschnittstelle wird in diesem Beispiel COM1 (RS-232) verwendet. Da das MODBUS RTU-Protokoll verwendet wird, muss ein RS-232/RS-485-Wandler zwischen der 07KT98 und dem MODBUS-Netzwerk eingesetzt werden MRP21-FBP

20 Software-Implementierung des FieldBusPlug Einführung zur MODBUS-Anwendungsschicht Wichtige Warnung Kommunikationsparameter für MODBUS-Master Hinweise zum MODBUS-Master Einstellen der Slave-Adresse Standardzuordnung von Baudraten entsprechend der Geräteadresse Einstellung von Paritäts- und Stoppbit am FieldBusPlug Kommunikationsprotokoll Verwendung von Geräten ohne Kommunikationsprotokoll MODBUS-Fehlermeldungen (Exception Codes) Einführung zur MODBUS-Anwendungsschicht MODBUS ist ein Datentransfer-Protokoll der Anwendungsschicht für die Master-Slave-Kommunikation zwischen den am Netzwerk angeschlossenen Geräten. Requests (Anforderungen) können nur vom Master initiiert werden, Antwort kommt nur vom angesprochenen Slave. Bei einem Broadcast Request ("Rundruf", Anforderung an alle Slaves) antwortet keiner der Slaves. Aufbau des MODBUS-Frame Das MODBUS-Anwendungsprotokoll definiert eine einfache Protokolldateneinheit (PDU, Protocol Data Unit (PDU). PDU für serielle MODBUS-Übertragung Adressfeld Funktionscode Daten CRC MODBUS PDU Allgemeiner MODBUS-Frame Bei der seriellen MODBUS-Übertragung enthält das Adressfeld nur die Slave-Adresse. Der CRC-Wert (Cyclic Redundancy Check) wird durch das sendende Gerät errechnet und an die zu übertragende Meldung angehängt. Das empfangende Gerät berechnet während dem Empfang der Meldung ebenfalls einen CRC-Wert und vergleicht diesen dann mit dem im CRC-Feld empfangenen ursprünglichen Wert. Wenn diese beiden Werte nicht identisch sind, liegt ein Fehler vor. MRP21-FBP

21 MODBUS-Kommunikation Master Slave Master Slave Initiierung der Anforderung Funktionscode Anforderungsdaten Ausführung der Aktion Initiierung der Antwort Empfang der Antwort Funktionscode Antwortdaten MODBUS-Transaktion (ohne Fehler) Master Slave Initiierung der Anforderung Funktionscode Anforderungsdaten Fehlererkennung in Aktion Initiierung der Fehlerantwort Empfang der Antwort Exception Funktionscode Antwortdaten MODBUS-Transaktion (Antwort mit Fehlermeldung (Exception)) Wichtige Warnung Es muss unbedingt sichergestellt sein, dass alle Geräte unterschiedliche Adressen haben. Andernfalls können auf dem seriellen Bus anormale, unvorhersehbare Zustände auftreten, so dass der Master nicht mehr mit den am Bus abgeschlossenen Slaves kommunizieren kann MRP21-FBP

22 Kommunikationsparameter für MODBUS-Master Für die MODBUS-Kommunikation zwischen dem Master und dem FieldBusPlug müssen verschiedene Parameter eingestellt werden. In der folgenden Tabelle sind diese Parameter und deren Einstellungen zusammengestellt: Serieller Übertragungscode RTU (11 Bit/Zeichen) Serielle Kommunikationsparameter Startbit 1 1 Datenbits 8 8 Parität (siehe *1) gerade/ ungerade nein (Even/Odd) Stoppbit 1 2 Baudrate *1: Am FieldBusPlug muss keine Einstellung der Parität vorgenommen werden Hinweise zum MODBUS-Master Vom MODBUS-Master müssen die folgenden Zeiten berücksichtigt werden. Im RTU-Modus werden die einzelnen Frames des Telegramms durch eine Pausenzeit von mindestens 3,5 Zeichenlängen getrennt. Nach Ablauf der Pausenzeit von 3,5 Zeichenlängen wird der Beginn eines neuen Telegramms erwartet. Baudrate Pausenzeit 3,5 Zeichen- 4 Zeichenlängen längen ,08 ms 36,67 ms ,04 ms 18,33 ms ,02 ms 9,17 ms ,01 ms 4,58 ms ,01 ms 2,29 ms ,75 ms empfohlen 1 Zeichen = 1 Stoppbit + 8 Datenbits + 1 Paritätsbit +1 Stoppbit Einstellen der Slave-Adresse Bei Auslieferung hat der FieldBusPlug die Slave-Adresse 248. Mit dieser Einstellung ist keine Kommunikation mit dem FieldBusPlug über MODBUS möglich. Um sicher zu sein, dass der Bus-Master auf die an der Busleitung angeschlossenen Slaves zugreifen kann, ist eine Einstellung der Slave-Adressen zwingend erforderlich. Hierzu eignet sich das Adressierset CAS21-FBP, welches für den gesamten Adressbereich verwendet werden kann. Einfacher ist die Adresseinstellung jedoch, wenn das Endgerät über Adress-Einstellschalter oder ähnliche Einrichtungen zur Adresseinstellung verfügt. In diesem Fall übernimmt der FieldBusPlug die Adresse während des Einschaltvorgangs vom Endgerät. Die eingestellte Adresse bleibt im FieldBusPlug spannungsausfallsicher erhalten. Gemäß MODBUS-Standard können die Adressen 1 bis 247 verwendet werden. Adresse 0 ist reserviert und darf nicht für Slaves verwendet werden. MRP21-FBP

23 Standardzuordnung von Baudraten entsprechend der Geräteadresse Während dem Hochlaufen werden die folgenden Baudraten eingestellt: Geräteadresse Baudrate in Bit/s 1 bis bis bis bis Hinweis: Die Baudrate kann während der Inbetriebnahme via MODBUS eingestellt werden, siehe Kapitel "Einstellung der Baudrate über MODBUS". Einstellung von Paritäts- und Stoppbit am FieldBusPlug Am FieldBusPlug muss keine Einstellung des Paritäts- und des Stoppbits vorgenommen werden. Kommunikationsprotokoll Die folgenden Befehle sind implementiert: Befehle MODBUS-Funktionscodes Startadresse Einstellung der Baudrate über MODBUS (Set baud rate via MODBUS) Rücklesen der eingestellten Baudrate Schreiben Konfigurationsdaten (Write configuration data) Rücklesen der Konfigurationsdaten. Wenn keine Konfigurationsdaten nach einem Neustart geschrieben wurden, sind die Konfigurationsdaten alle zu null gesetzt. Schreiben Parameterdaten (Write parameter data) Lesen Binäreingangswerte serielle Geräte (Read binary input values) Lesen Binäreingangswerte parallele Geräte (Read binary input values) Schreiben Binärausgangswerte serielle Geräte (Write binary output values) Rücklesen der Binärausgangswerte serieller Geräte (Read binary output values) Schreiben Binärausgangswerte parallele Geräte (Write binary output values) Rücklesen Binärausgangswerte paralleler Geräte (Read binary output values) Lesen Binäreingangswerte serielle Geräte (Read analog input values) FC 16 Schreiben mehrere Register (Write Multiple Registers) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) FC 16 Schreiben mehrere Register (Write Multiple Registers) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) FC 16 Schreiben mehrere Register (Write Multiple Registers) FC 1 Lesen Spulen (Read Coils) FC 2 Lesen diskrete Eingänge (Read Discrete Inputs) FC 1 Lesen Spulen (Read Coils) FC 2 Lesen diskrete Eingänge (Read Discrete Inputs) FC 15 Schreiben mehrere Spulen (Write Multiple Coils) FC 1 Lesen Spulen (Read Coils) FC 2 Lesen diskrete Eingänge (Read Discrete Inputs) FC 15 Schreiben mehrere Spulen (Write Multiple Coils) FC 1 Lesen Spulen (Read Coils) FC 2 Lesen diskrete Eingänge (Read Discrete Inputs) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) 4064 Hex 4064 Hex 4050 Hex 4050 Hex 3000 Hex 0000 Hex 1000 Hex 0100 Hex 0100 Hex 1100 Hex 1100 Hex 0200 Hex Schreiben Analogausgangswerte serielle Geräte (Write analog output values) Rücklesen Analogausgangswerte serielle Geräte (Read analog output values) Lesen Diagnosedaten (Read diagnostic data) Lesen Zusatzdaten (Read additional data) Rückgabe Abfragedaten (Return query data) FC 16 Schreiben mehrere Register (Write Multiple Registers) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) FC 3 Lesen Halteregister (Read Holding Registers) FC 4 Lesen Eingangsregister (Read Input Registers) FC 8 Subfunktion 00 (Sub Function) 0300 Hex 0300 Hex 2000 Hex 4000 Hex MRP21-FBP

24 Prozessdatenmenge Befehle Schreiben Parameterdaten (Write parameter data) Lesen Binäreingangswerte (Read binary input values) Schreiben Binärausgangswerte (Write binary output values) Lesen Analogeingangswerte (Read analog input values) Schreiben Analogausgangswerte (Write analog output values) Lesen Diagnosedaten (Read diagnostic data) Maximale Datenmenge, abhängig vom Endgerät 120 Wörter 256 Bits 256 Bits 125 Wörter 125 Wörter 16 Bytes Einstellung der Baudrate über MODBUS Es wird der MODBUS-Funktionscode 16 "Write Multiple Registers" verwendet. Anforderung Antwort Fehlerantwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x4064 Anzahl Register 2 Bytes 0x0001 Byte-Zählung 1 Byte 0x0002 Registerwert 2 Bytes Baudrate Fehlercode 1 Byte 0x90 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Wort 0 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte- Baudrate CRC Adresse code adresse Register Zählung * 0x10 0x4064 0x0001 0x02 z.b. 0x4B00 (19200dez) * abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x4064 Anzahl Register 2 Bytes 0x Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Register * 0x10 0x4064 0x0001 * abhängig vom Gerät Baudrate Wort 0 High-Byte Low-Byte MRP21-FBP

25 Lesen der Baudrate über MODBUS Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 Read Holding Registers oder 4 Read Input Registers verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x4064 Anzahl Register 2 Bytes 0x0001 Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 1 Bytes 2 Eingangsregister 2 Bytes N* = Anzahl Eingangsregister Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x83 oder 0x84 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Bytes 01 oder 02 oder 03 oder MRP21-FBP

26 Schreiben Konfigurationsdaten (Write configuration data) Während der Initialisierungsphase erhält der FBP die gerätespezifischen (Konfigurations-) Daten vom Endgerät. Diese Daten sind identisch mit den entsprechenden Daten im Bus-Master, vorausgesetzt dass dort das richtige Endgerät ausgewählt wurde. Während des Einschaltvorgangs müssen gegebenenfalls optionale Konfigurationsdaten vom Bus-Master an den FieldBusPlug übertragen werden. Es wird der MODBUS-Funktionscode 16 "Write Multiple Registers" verwendet. Anforderung Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x4050 siehe Hinweis 1) Anzahl Register 2 Bytes 0x0007 Byte-Zählung 1 Byte 0x0E Registerwert 14 Bytes Gerätekonfigurationsdaten Hinweis 1) Entgegen der MODBUS-Spezifikation ist es nicht möglich, Werte mit einem Adressversatz zu schreiben. MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x4050 Anzahl Register 2 Bytes 0x0007 Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x90 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Wort 0... Wort 6 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte Gerätekonfigurationsdaten CRC Adresse code adresse Register Zählung * 0x10 0x4050 0x0007 0x0E * * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code Adresse Register * 0x10 0x4050 0x0007 * abhängig vom Gerät MRP21-FBP

27 Gerätekonfigurationsdaten Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4 Wort 5 Wort 6 High-Byte Low-Byte Wort 0, High-Byte Anzahl Binäreingänge abhängig vom Gerät Wort 0, Low-Byte Anzahl Binärausgänge abhängig vom Gerät Wort 1, High-Byte Anzahl Analogeingänge abhängig vom Gerät Wort 1, Low-Byte Anzahl Analogausgänge abhängig vom Gerät Wort 2 Anzahl Parameter abhängig vom Gerät Wort 3, High-Byte Anzahl Diagnose-Bytes 0 16 abhängig vom Gerät Wort 3, Low-Byte 0x00; nicht verwendet Wort 4 Summe aller Parameter-Bytes Wort 5 Geräte-Produktcode abhängig vom Gerät Wort 6 MODBUS Bus-Timeout 0x0000 kein Timeout 0x0001 0x1FFF Einheit: ms *1) *1) siehe Kapitel MODBUS Bus-Timeout Rücklesen der Konfigurationsdaten Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 Read Holding Registers oder 4 Read Input Registers verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x4050 Anzahl Register 2 Bytes 0x0007 Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 1 Bytes 0x0E Eingangsregister 14 Bytes Gerätekonfigurationsdaten Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x83 oder 0x84 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Bytes 01 oder 02 oder 03 oder MRP21-FBP

28 MODBUS Bus-Timeout für den FieldBusPlug Mit dem "MODBUS Bus-Timeout" überwacht der FieldBusPlug die Prozessdatenanforderungen des MODBUS-Masters. "MODBUS Bus-Timeout" deaktiviert: Die Überwachung ist deaktiviert, wenn der Bus-Timeout Null ist. "MODBUS Bus-Timeout" aktiviert: Der Bus-Timeout kann in der Konfigurationsanforderung angegeben werden (siehe Kapitel "Schreiben der Konfigurationsdaten"). Innerhalb der Überwachungszeit muss der MODBUS-Master eine Prozessdatenanforderung an den Slave senden. Nach dem Empfang einer Prozessdatenanforderung wird die Überwachungszeit gestartet bzw. erneut gestartet. Die folgenden Befehle sind Prozessdatenanforderungen: Lesen Binäreingangswerte (Read binary input values) Schreiben Binärausgangswerte (Write binary output values) Lesen Analogeingangswerte (Read analog input values) Schreiben Analogausgangswerte (Write analog output values) Wenn die Überwachungszeit abgelaufen ist, wechselt der FieldBusPlug in den Konfigurationsstatus; es erfolgt kein Datenaustausch zwischen dem FieldBusPlug und dem Endgerät. Folgende Anforderungen sind im Konfigurationsstatus möglich: Einstellung Baudrate (Set baud rate) Schreiben Konfiguration (Write configuration) Der Bus-Timeout ist abhängig von: Baudrate Anzahl der MODBUS-Slaves Telegrammlänge (Datenmenge) Verarbeitungs-Zykluszeit des MODBUS-Masters Es empfiehlt sich, ein Vielfaches der Verarbeitungs-Zykluszeit des MODBUS-Masters zu verwenden. Berechnung der MODBUS-Telegrammdauer: (Anzahl Bytes * 11) Zeit [ms] = * 1000 Baudrate MRP21-FBP

29 Schreiben Parameterdaten (Write parameter data) Es wird der MODBUS-Funktionscode 16 "Write Multiple Registers" verwendet. Anforderung Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x3000 siehe Hinweis 1) Anzahl Register 2 Bytes 0x0001 bis 0x0078 Byte-Zählung 1 Byte 2xN* Registerwert N*x2 Bytes Geräteparameter-Daten N* = Anzahl Register Hinweis 1) Entgegen der MODBUS-Spezifikation ist es nicht möglich, Werte mit einem Adressversatz zu schreiben. MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x3000 Anzahl Register 2 Bytes 2xN* N* = Anzahl Register Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x90 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Wort 0... Wort N 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte- Geräteparameter-Daten CRC Adresse code adresse Register Zählung * 0x10 0x3000 * * * * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Register * 0x10 0x3000 * * abhängig vom Gerät Geräteparameter-Daten Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4... Wort N High-Byte Low-Byte N <= 120 Beispiel: Parameterblock mit Parametern unterschiedlicher Länge / auf unterschiedlichen Positionen. Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4 Wort 5... HB LB HB LB Byte HB LB HB LB Byte... Par 1 Par 2 Par 3 Par 4 Par 5 Par 6... HB: High-Byte / LB: Low-Byte MRP21-FBP

30 Lesen Binäreingangswerte serielle Geräte (Read binary input values, serial device) Es können die MODBUS-Funktionscodes 1 "Read Coils" oder 2 "Read Discrete Inputs" verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Startadresse 2 Bytes 0x x00FF Anzahl Spulen / Eingänge 2 Bytes 0x0001 0x0100 (256 Eingänge)) abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Byte-Zählung 1 Byte N* Status Spule / Eingang n Bytes n = N oder N+1 N* = Anzahl Eingänge / 8, wenn Division mit Rest ungleich 0 N = N+1 Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x81 oder 0x82 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 Hinweis: Wenn ein paralleles Gerät angeschlossen ist, erscheint eine Fehlerantwort. MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Spulen / Eingänge * 0x01 oder 0x0000 * 0x02 * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 1 Byte Byte 0... Byte n 2 Bytes Slave- Funktions- Byte Binäreingangsdaten vom CRC Adresse code Zählung Gerät * 0x10 oder * * 0x02 * abhängig vom Gerät Binäreingangsdaten Gerät Byte 0 Byte 1 Byte Byte n Byte 0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Byte 1 Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Byte 2 Bit 23 Bit 22 Bit 21 Bit 20 Bit 19 Bit 18 Bit 17 Bit 16 MRP21-FBP

31 Lesen Binäreingangswerte parallele Geräte (Read binary input values, parallel device) Es können die MODBUS-Funktionscodes 1 "Read Coils" oder 2 "Read Discrete Inputs" verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Startadresse 2 Bytes 0x x1007 Anzahl Spulen / Eingänge 2 Bytes 0x0001 0x0008 (8 Eingänge)) abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Byte-Zählung 1 Byte N* Status Spule / Eingang n Bytes n = N oder N+1 N* = Anzahl Eingänge / 8, wenn Division mit Rest ungleich 0 N = N+1 Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x81 oder 0x82 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 Hinweis: Wenn ein serielles Gerät angeschlossen ist, erscheint eine Fehlerantwort. MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Spulen / Eingänge * 0x01 oder 0x1000 * 0x02 * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 1 Byte Byte 0... Byte n 2 Bytes Slave- Funktions- Byte- Binäreingangsdaten vom CRC Adresse code Zählung Gerät * 0x10 oder * * 0x02 * abhängig vom Gerät Binäreingangsdaten Gerät Byte 0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit MRP21-FBP

32 Schreiben Binärausgangswerte serielle Geräte (Write binary output values, serial device) Es wird der MODBUS-Funktionscode 15 "Write Multiple Coils" verwendet. Anforderung Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x0F Startadresse 2 Bytes 0x x01FF Anzahl Spulen / Ausgänge 2 Bytes 0x x0100 (256 Ausgänge) abhängig vom Gerät Byte-Zählung 1 Byte N* Ausgangswert N* x1 Byte N* = Anzahl Ausgänge / 8, wenn Division mit Rest ungleich 0 N = N+1 MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x0F Startadresse 2 Bytes 0x x017F Anzahl Spulen / Ausgänge 2 Bytes 0x x0100 (256 Eingänge) abhängig vom Gerät Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x8F Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 Hinweis: Wenn ein paralleles Gerät angeschlossen ist, erscheint eine Fehlerantwort. MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Byte 0... Byte n 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte- Binärausgangsdaten Gerät CRC Adresse code adresse Ausgänge Zählung * 0x0F 0x0100 * * * * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Ausgänge * 0x0F 0x0100 * * abhängig vom Gerät Binärausgangsdaten Gerät Byte 0 Byte 1 Byte Byte n Byte 0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Byte 1 Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Byte 2 Bit 23 Bit 22 Bit 21 Bit 20 Bit 19 Bit 18 Bit 17 Bit 16 MRP21-FBP

33 Rücklesen Binärausgangswerte serielle Geräte (Reread binary output values, serial device) Es können die MODBUS-Funktionscodes 1 Read Coils oder 2 Read Discrete Inputs verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Startadresse 2 Bytes 0x x01FF Anzahl Register 2 Bytes 0x0001 0x0100 (256 Ausgänge) abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x01 oder 0x02 Startadresse 1 Bytes N* Eingangsregister 14 Bytes n = N oder N+1 N* = Anzahl Eingänge / 8, wenn Division mit Rest ungleich 0 N = N+1 Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x81 oder 0x82 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Bytes 01 oder 02 oder 03 oder 04 Hinweis: Wenn ein paralleles Gerät angeschlossen ist, erscheint eine Fehlerantwort MRP21-FBP

34 Schreiben Binärausgangswerte parallele Geräte (Write binary output values, parallel device) Es wird der MODBUS-Funktionscode 15 "Write Multiple Coils" verwendet. Anforderung Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x0F Startadresse 2 Bytes 0x x1107 Anzahl Spulen / Ausgänge 2 Bytes 0x x0008 (8 Ausgänge) abhängig vom Gerät Byte-Zählung 1 Byte N* Ausgangswert N* x1 Byte N* = Anzahl Ausgänge / 8, wenn Division mit Rest ungleich 0 N = N+1 MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x0F Startadresse 2 Bytes 0x x1107 Anzahl Spulen / Ausgänge 2 Bytes 0x x0008 (8 Eingänge) abhängig vom Gerät Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x8F Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 Hinweis: Wenn ein serielles Gerät angeschlossen ist, erscheint eine Fehlerantwort. MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Byte 0... Byte n 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte- Binärausgangsdaten Gerät CRC Adresse code adresse Ausgänge Zählung * 0x0F 0x1100 * * * * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Ausgänge * 0x0F 0x1100 * * abhängig vom Gerät Binäreingangsdaten Gerät Byte 0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 MRP21-FBP

35 Lesen Analogeingangswerte (Read analog input values) Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 "Read Holding Registers" oder 4 "Read Input Registers" verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x x027C Anzahl Eingangsregister 2 Bytes 0x x007D abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Byte-Zählung 1 Byte 2 x N* Eingangsregister N* x 2 Bytes N* = Anzahl Eingangsregister Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x83 oder 0x84 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Register * 0x03 oder 0x0200 * 0x04 * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 1 Byte Wort 0... Wort N 2 Bytes Slave- Funktions- Byte- Analogeingangsdaten vom CRC Adresse code Zählung Gerät * 0x03 oder * * 0x04 * abhängig vom Gerät Analogeingangsdaten Gerät Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4... Wort N High-Byte Low-Byte N <= MRP21-FBP

36 Schreiben Analogausgangswerte (Write analog output values) Es wird der MODBUS-Funktionscode 16 "Write Multiple Registers" verwendet. Anforderung Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Startadresse 2 Bytes 0x x037C Anzahl Ausgänge 2 Bytes 0x x007D abhängig vom Gerät Byte-Zählung 1 Byte 2 x N* Ausgangswert N* x 2 Bytes N* = Anzahl Register MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x10 Byte-Zählung 2 Bytes 0x x037C Anzahl Ausgänge 2 Bytes 0x x007D Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x90 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 1 Byte Wort 0... Wort N 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl Byte- Analogausgangsdaten Gerät CRC Adresse code adresse Ausgänge Zählung * 0x10 0x0300 * * * * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Ausgänge * 0x10 0x0300 * * abhängig vom Gerät Analogausgangsdaten Gerät Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4... Wort N High-Byte Low-Byte N <= 15 MRP21-FBP

37 Rücklesen Analogausgangswerte (Reread analog output values) Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 Read Holding Registers oder 4 Read Input Registers verwendet werden Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x x037C Anzahl Register 2 Bytes 0x0001 0x007D abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 1 Bytes 2 x N* Eingangsregister N* x 2 Bytes N* = Anzahl Eingangsregister Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x81 oder 0x82 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Bytes 01 oder 02 oder 03 oder MRP21-FBP

38 Lesen Diagnosedaten (Read diagnostic data) Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 "Read Holding Registers" oder 4 "Read Input Registers" verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x x2007 Anzahl Eingangsregister 2 Bytes 0x x0008 abhängig vom Gerät Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Byte-Zählung 1 Byte 2 x N* Eingangsregister N* x 2 Bytes N* = Anzahl Eingangsregister Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x83 oder 0x84 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Register * 0x03 oder 0x2000 * 0x04 * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 1 Byte Wort 0... Wort N 2 Bytes Slave- Funktions- Byte- Diagnosedaten vom CRC Adresse code Zählung Gerät * 0x03 oder n * 0x04 * abhängig vom Gerät Diagnosedaten Gerät Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 HB LB HB LB HB LB HB LB Diag. Byte 1 Diag. Byte 0 Diag. Byte 3 HB: High-Byte / LB: Low-Byte Diag. Byte 2 Diag. Byte 5 Diag. Byte 4 Diag. Byte 7 Diag. Byte 6 Wort 4 Wort 5 Wort 6 Wort 7 HB LB HB LB HB LB HB LB Diag. Byte 9 Diag. Byte 8 Diag. Byte 11 Diag. Byte 10 Diag. Byte 13 Diag. Byte 12 Diag. Byte 15 Diag. Byte 14 MRP21-FBP

39 Lesen Zusatzdaten (Read additional data) Es können die MODBUS-Funktionscodes 3 "Read Holding Registers" oder 4 "Read Input Registers" verwendet werden. Anforderung MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Startadresse 2 Bytes 0x x4032 Anzahl Eingangsregister 2 Bytes 0x x0033 abhängig vom Gerät Durch Verwendung dieser Anforderung kann ein Adressversatz definiert werden. Beispiel: Startadresse = 0x4028 Anzahl Register = 0x000B Verifizierung: Startadresse + Anzahl Register <= 0x4033 0x x000B = 0x4033 Antwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x03 oder 0x04 Byte-Zählung 1 Byte 2 x N* Eingangsregister N* x 2 Bytes N* = Anzahl Eingangsregister Fehlerantwort Fehlercode 1 Byte 0x83 oder 0x84 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Start- Anzahl CRC Adresse code adresse Register * 0x03 oder 0x4000 * 0x04 * abhängig vom Gerät Antwort 1 Byte 1 Byte 1 Byte Wort 0... Wort N 2 Bytes Slave- Funktions- Byte- Zusatzdaten CRC Adresse code Zählung * 0x03 oder * 0x04 * abhängig vom Gerät Zusatzdaten Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4... Wort N High-Byte Low-Byte N <= MRP21-FBP

40 Adresse Datenmenge Beschreibung 0x Worte Herstellername MODBUS FieldBusPlug 0x Worte Produktcode Geräteinformation 0x Worte Hauptversion.Unternummer 0x400A 6 Worte Hersteller-URL 0x Worte Produktname 0x Worte nicht verwendet 0x Worte nicht verwendet 0x Worte siehe Kapitel "Schreiben der Gerätekonfigurationsdaten Konfiguration zum Gerät 0x402F 1 Wort MODBUS CRC-Fehlerzählung MODBUS-spezifische Daten 0x Wort MODBUS-Anforderung Slave Exception-Fehlerzählung 0x Wort Adresse MODBUS-Slave 0x Wort MODBUS-Baudrate Einheit = Baudrate / 100 z.b. 192 = Baud Rückgabe der Abfragedaten (Return query data) Im Konfigurations- und Datenaustauschmodus des FieldBusPlug kann der MODBUS-Funktionscode 8, Subfunktion 00 verwendet werden. Anforderung Antwort Fehlerantwort MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x08 Subfunktion 2 Bytes 0x0000 Daten 2 Bytes Anwenderdefinierte Anforderungsdaten MODBUS-Funktionscode 1 Byte 0x08 Subfunktion 2 Bytes 0x0000 Daten 2 Bytes Echo der Anforderungsdaten Fehlercode 1 Byte 0x88 Fehlermeldung (Exception Code) 1 Byte 01 MODBUS-Frame auf der seriellen Leitung Anforderung 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Sub- Daten CRC Adresse code funktion * 0x08 0x0000 ** * abhängig vom Gerät ** Anwenderdefinierte Anforderungsdaten Antwort 1 Byte 1 Byte 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Slave- Funktions- Byte- Daten CRC Adresse code Zählung * 0x08 0x0000 ** * abhängig vom Gerät ** Echo der Anforderungsdaten MRP21-FBP

41 Verwendung von Geräten ohne Kommunikationsprotokoll (parallele Geräte) Beispiele für Geräte mit paralleler Kommunikation: - Sensoren - Signallampen - Tastenfelder Geräte ohne Kommunikationsprotokoll werden mit zwei Binäreingangswerten und einem Binärausgangswert abgebildet. Unterstützte Anforderungen Für diese Geräte werden die folgenden Anforderungen unterstützt: Einstellung Baudrate via MODBUS Schreiben Konfigurationsdaten Lesen Binäreingangswerte (parallele Geräte) Schreiben Binärausgangswerte (parallele Geräte) Lesen Zusatzdaten Optionale Gerätekonfigurationsdaten Für alle Geräte ohne Kommunikationsprotokoll können die folgenden Konfigurationsdaten verwendet werden. Wort 0 Wort 1 Wort 2 Wort 3 Wort 4 Wort 5 Wort 6 High-Byte Low-Byte Wort 0, High-Byte Anzahl Binäreingänge 2 Wort 0, Low-Byte Anzahl Binärausgänge 1 Wort 1, High-Byte Anzahl Analogeingänge 0 Wort 1, Low-Byte Anzahl Analogausgänge 0 Wort 2 Anzahl Parameter 0 Wort 3, High-Byte Anzahl Diagnose-Bytes 0 Wort 3, Low-Byte 0x00; nicht verwendet 0 Wort 4 Summe aller Parameter-Bytes 0 Wort 5 Geräte-Produktcode 1 Wort 6 MODBUS Bus-Timeout 0x0000 kein Timeout 0x x1FFF Einheit: ms * 1) * 1) siehe Kapitel MODBUS Bus-Timeout Hinweis: Es kann nicht erkannt werden, ob ein paralleles Gerät angeschlossen oder defekt ist oder fehlt. Einstellung der Geräteadresse Diese Geräte bieten keine Möglichkeit, eine MODBUS-Slave-Adresse über die Hardware einzustellen. Für diesen Zweck kann das Adressierset CAS21-FBP.0 für PDP, DNP usw. verwendet werden. Bestellnummer: 1SAJ929003R0001 Die eingestellte Adresse bleibt im FieldBusPlug spannungsausfallsicher erhalten MRP21-FBP