LOGOSCREEN AQUA 500. Multiparameter- Erfassungssystem für die Analysenmesstechnik. B Schnittstellenbeschreibung 03.

LOGOSCREEN AQUA 500 Multiparameter- Erfassungssystem für die Analysenmesstechnik B 20.2595.2 Schnittstellenbeschreibung 03.03/00409737

Inhalt 1 Einleitung 3 1.1 Vorwort... 3 1.2 Typografische Konventionen... 4 1.2.1 Warnende Zeichen... 4 1.2.2 Hinweisende Zeichen... 4 1.2.3 Darstellungsarten... 4 2 Allgemein 5 2.1 Anwendungsgebiete... 5 2.2 Systemvoraussetzungen... 5 2.3 Schnittstelle identifizieren... 5 2.4 PC-Auswerteprogramm PCA und Kommunikations-Server... 6 3 Schnittstelle anschließen 7 3.1 Anschlussplan... 7 3.2 RS 232... 8 3.3 Umschaltung zwischen RS 232 und RS 485... 8 4 Protokollbeschreibung 9 4.1 Master-Slave-Prinzip... 9 4.2 Übertragungsmodus (RTU)... 9 4.3 Geräteadresse... 10 4.4 Zeitlicher Ablauf der Kommunikation... 10 4.5 Aufbau der Datenblöcke... 12 4.6 Unterscheidung MOD-Bus/J-Bus... 12 4.7 Checksumme (CRC16)... 13 4.8 Konfiguration der Schnittstelle... 14 4.9 Passwortschutz für die serielle Schnittstelle... 15

Inhalt 5 Funktionen 17 5.1 Lesen von n Bit... 18 5.2 Lesen von n Worten... 19 5.3 Schreiben eines Bit... 20 5.4 Schreiben eines Wortes... 21 5.5 Schreiben von n Worten... 22 6 Datenfluss 23 6.1 Übertragungsformat... 23 7 Fehlermeldungen 27 7.1 Fehlerbehandlung... 27 7.2 Fehlermeldungen bei ungültigen Werten... 28 8 Adresstabellen 29 8.1 Gerätedaten... 29 8.2 Prozessdaten... 30 9 Besondere Prozessdaten 35 9.1 Modbus-Flag... 35 10 Stichwortverzeichnis 37

1 Einleitung 1.1 Vorwort Lesen Sie diese Betriebsanleitung, bevor Sie die Schnittstelle in Betrieb nehmen. Bewahren Sie die Betriebsanleitung an einem für alle Benutzer jederzeit zugänglichen Platz auf. Bitte unterstützen Sie uns, diese Betriebsanleitung zu verbessern. Für Ihre Anregungen sind wir dankbar. Telefon 0661 6003-714 Telefax 0661 6003-605 H Alle erforderlichen Einstellungen sind im vorliegenden Handbuch beschrieben. Sollten bei der Inbetriebnahme trotzdem Schwierigkeiten auftreten, bitten wir Sie, keine unzulässigen Manipulationen vorzunehmen. Sie könnten Ihren Garantieanspruch gefährden! Bitte setzen Sie sich mit der nächsten Niederlassung oder mit dem Stammhaus in Verbindung. Bei technischen Rückfragen Service-Hotline: Telefon: 0661 6003-300 oder 0661 6003-653 Telefax: 0661 6003-881300 oder 0661 6003-881653 E-Mail: Service@jumo.net E Bei Rücksendungen von Geräteeinschüben, Baugruppen oder Bauelementen sind die Regelungen nach DIN EN 100 015 Schutz von elektrostatisch gefährdeten Bauelementen einzuhalten. Verwenden Sie nur dafür vorgesehene ESD-Verpackungen für den Transport. Bitte beachten Sie, dass für Schäden, die durch ESD verursacht werden, keine Haftung übernommen werden kann. ESD = Elektrostatische Entladungen 3

1 Einleitung 1.2 Typografische Konventionen 1.2.1 Warnende Zeichen V Vorsicht! E Achtung Die Zeichen für Vorsicht und Achtung werden in dieser Betriebsanleitung unter folgenden Bedingungen verwendet: Dieses Zeichen wird benutzt, wenn es durch ungenaues Befolgen oder Nichtbefolgen von Anweisungen zu Personenschäden kommen kann! Achtung Diese Zeichen wird benutzt, wenn es durch ungenaues Befolgen oder Nichtbefolgen von Anweisungen zu Beschädigungen von Geräten oder Daten kommen kann! Diese Zeichen wird benutzt, wenn Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung elektrostatisch entladungsgefährdeter Bauelemente zu beachten sind. 1.2.2 Hinweisende Zeichen Hinweis Dieses Zeichen wird benutzt, wenn Sie auf etwas Besonderes H aufmerksam gemacht werden sollen. " Verweis Dieses Zeichen weist auf weitere Informationen in anderen Handbüchern, Kapiteln oder Abschnitten hin. abc 1 Fußnote Fußnoten sind Anmerkungen, die auf bestimmte Textstellen Bezug nehmen. Fußnoten bestehen aus zwei Teilen: Kennzeichnung im Text und Fußnotentext. Die Kennzeichnung im Text geschieht durch hochstehende fortlaufende Zahlen. 1.2.3 Darstellungsarten 0x0010 Hexadezimalzahl Eine Hexadezimalzahl wird durch ein vorgestelltes 0x gekennzeichnet (hier: 16 dezimal). 4

2.1 Anwendungsgebiete 2 Allgemein Die serielle Schnittstelle RS 232 bzw. RS 485 dient zur Kommunikation mit übergeordneten Systemen (z. B. Bus-System oder PC). Mit ihrer Hilfe kann man u.a.: - die Messwerte aus dem LOGOSCREEN AQUA 500 auslesen - Geräte- und Prozessdaten aus dem LOGOSCREEN AQUA 500 auslesen 2.2 Systemvoraussetzungen Für den Betrieb der seriellen Schnittstelle sind folgende Punkte notwendig: - LOGOSCREEN AQUA 500 (incl. serieller Schnittstelle) - Master (z.b. PC) - Verbindungskabel - Auswerteprogramm PCA oder andere 2.3 Schnittstelle identifizieren Die Schnittstellen RS 232 und RS 485 sind als Typenzusatz lieferbar. Ob sie im LOGOSCREEN AQUA 500 implementiert sind kann über das Menü Geräte-Info r Option Digital-I/O abgefragt werden. Ist der Typenzusatz Option Digital-I/O vorhanden (Ja), sind auch die Schnittstellen vorhanden. 5

2 Allgemein 2.4 PC-Auswerteprogramm PCA und Kommunikations-Server PCA Kommunikations-Server Das als Zubehör lieferbare PC-Auswerteprogramm PCA (ab Programmversion 108.03.xx 3.13J) ermöglicht die grafische Darstellung der mit dem LOGOSCREEN AQUA 500 aufgenommenen Messdaten. H Mit Hilfe des Kommunikations-Servers (ab Programmversion 139.01.xx 2.10J) können über die serielle Schnittstelle die im Speicher des LOGOSCREEN AQUA 500 abgelegten Messdaten ausgelesen werden. Empfehlenswert ist es, bei dem Datentransfer eine Baudrate von 38400 Baud zu verwenden. Beim LOGOSCREEN AQUA 500 wird die Baudrate über den Parameter Konfiguration r Schnittstelle r Baudrate eingestellt. H H Die PCA-Versionsnummer erhält man innerhalb des PCA- Auswerteprogrammes unter dem Menüpunkt Hilfe r Info Zum Auslesen der Messdaten im PC-Auswerteprogramm PCA (in Verbindung mit dem Kommunikations-Server) dient der Menüpunkt Archiv r Messdaten über Schnittstelle einlesen. Die Versionsnummer des Kommunikations-Servers erhält man wie folgt: h Icon in der Titelleiste mit Hilfe der linken Maustaste aufrufen h Funktion Info über PCA-Kommunikations-Server... anklicken Das Datenauslesen erfolgt nur "zeitgesteuert". Eine "Online-Verbindung" zwischen dem PC und dem LOGOSCREEN AQUA 500 ist nicht möglich. Übersicht PCA und Kommunikations-Server 6

3 Schnittstelle anschließen 3.1 Anschlussplan Rückansicht des LOGOSCREEN AQUA 500 Stecker 20. Schnittstelle RS 232 RS 485 Anschlussplan H Es wird empfohlen, eine verdrillte Anschlussleitung mit Abschirmung zu verwenden. 7

3 Schnittstelle anschließen 3.2 RS 232 Bei der RS 232-Schnittstelle werden die Handshake-Leitungen (RTS, CTS) nicht benutzt. Die vom Master kommende RTS-Leitung (CTS am LOGOSCREEN AQUA 500) wird nicht beachtet, die Antwort wird sofort vom LOGOSCREEN AQUA 500 gesendet. Die CTS-Leitung des Masters (RTS am LOGOSCREEN AQUA 500) bleibt offen. Falls der Master die Handshake-Leitungen auswertet, müssen sie im Kabel gebrückt werden. H Es dürfen nur die oben aufgeführten Signale angeschlossen sein. Ist dies nicht der Fall, kann es vorkommen, dass auf RS 485-Betrieb umgeschaltet wird. 3.3 Umschaltung zwischen RS 232 und RS 485 Die Umschaltung zwischen RS 232- und RS 485-Schnittstelle erfolgt mit Hilfe des LOGOSCREEN AQUA 500-Parameters Konfiguration r Schnittstelle r Schnittstellenart bzw. mit dem Setup-Programm (Editieren r Schnittstelle r Schnittstellenart). 8

4.1 Master-Slave-Prinzip 4 Protokollbeschreibung Die Kommunikation zwischen einem PC (Master) und einem Gerät (Slave) mit MOD-/J-Bus findet nach dem Master-Slave-Prinzip in Form von Datenanfrage/ Anweisung - Antwort statt. Master Slave 1 Slave 2 Slave n Der Master steuert den Datenaustausch, die Slaves haben lediglich Antwortfunktion. Sie werden anhand ihrer Geräteadresse identifiziert. H Der LOGOSCREEN AQUA 500 kann nicht als Master, sondern nur als Slave betrieben werden. 4.2 Übertragungsmodus (RTU) Als Übertragungsmodus wird der RTU-Modus (Remote Terminal Unit) verwendet. Die Übertragung der Daten erfolgt im Binärformat (hexadezimal) mit 8 Bit, 16 Bit bei Integerwerten und 32 Bit bei Floatwerten. Datenformat Mit dem Datenformat wird der Aufbau eines übertragenen Byte beschrieben. Es sind folgende Möglichkeiten des Datenformats gegeben: Datenwort Paritätsbit Stoppbit Bitanzahl 8 Bit 1 9 8 Bit 2 10 8 Bit gerade (even) 8 Bit ungerade (odd) 1 10 1 10 9

4 Protokollbeschreibung 4.3 Geräteadresse Die Geräteadresse des Slaves ist zwischen 1 und 255 (dezimal) einstellbar. Die Geräteadresse 0 ist reserviert. H 4.4 Zeitlicher Ablauf der Kommunikation Über die RS 485-Schnittstelle können maximal 31 Slaves angesprochen werden. Im Übertragungsprotokoll wird die Adresse im Binärformat (hexadezimal) angegeben. Zeichenübertragungszeit Anfang und Ende eines Datenblocks sind durch Übertragungspausen gekennzeichnet. Die Zeichenübertragungszeit (Zeit für die Übertragung eines Zeichens) ist abhängig von der Baudrate und dem verwendeten Datenformat. Bei einem Datenformat von 8 Datenbit, keinem Paritätsbit und einem Stoppbit ergibt sich: Zeichenübertragungszeit [ms] = 1000 * 9 Bit / Baudrate Bei den anderen Datenformaten ergibt sich: Zeichenübertragungszeit [ms] = 1000 * 10 Bit / Baudrate Beispiel Baudrate [Baud] Datenformat [Bit] Zeichenübertragungszeit [ms] 38400 10 0,260 9 0,234 19200 10 0,521 9 0,469 9600 10 1,042 9 0,938 10

4 Protokollbeschreibung Zeitschema Eine Datenanfrage läuft nach folgendem Zeitschema ab: t 1 H t 2 Interne Wartezeit des LOGOSCREEN AQUA 500 vor der Überprüfung der Datenanfrage und interne Bearbeitungszeit. min.: 12,5ms typisch: 12,5 30ms max.: 2s In dem Gerät kann unter dem Menüpunkt Konfiguration # Schnittstelle eine minimale Antwortzeit eingestellt werden. Diese eingestellte Zeit wird mindestens eingehalten, bevor eine Antwort gesendet wird (0 500 ms). Wird ein kleiner Wert eingestellt, so kann die Antwortzeit größer sein als der eingestellte Wert (die interne Bearbeitungszeit ist länger), das Gerät antwortet dann unmittelbar nachdem die interne Bearbeitung abgeschlossen ist. Eine eingestellte Zeit von 0 ms bedeutet, dass das Gerät mit der maximal möglichen Geschwindigkeit antwortet. Die minimal einstellbare Antwortzeit wird bei der RS 485-Schnittstelle vom Master benötigt, um die Schnittstellentreiber von Senden auf Empfangen umzustellen. Bei der RS 232-Schnittstelle wird dieser Parameter nicht benötigt. Wartezeit, die der Master einhalten muss, bevor er eine neue Datenanfrage startet bei RS232 bei RS 485 mindestens 3,5 mal der Übertragungszeit für 1 Zeichen (die Zeit ist von der Baudrate abhängig) 25ms Innerhalb von t 1 und t 2 dürfen vom Master keine Datenanfragen gestellt werden, da der LOGOSCREEN AQUA 500 ansonsten entweder die Anfrage ignoriert oder für ungültig erklärt. 11

4 Protokollbeschreibung 4.5 Aufbau der Datenblöcke Alle Datenblöcke haben die gleiche Struktur: Datenstruktur Slave- Adresse Funktionscode Datenfeld Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte x Byte 2 Byte Jeder Datenblock enthält vier Felder: Slave-Adresse Geräteadresse eines bestimmten Slaves Funktionscode Funktionsauswahl (Lesen, Schreiben, Bit, Wort) Datenfeld Enthält die Informationen: -Bitadresse (Wortadresse) -Bitanzahl (Wortanzahl) -Bitwert (Wortwert) Checksumme Erkennung von Übertragungsfehlern 4.6 Unterscheidung MOD-Bus/J-Bus Das MOD-Bus-Protokoll ist zu dem J-Bus-Protokoll kompatibel. Die Struktur der Datenblöcke ist identisch. H Der Unterschied zwischen MOD-Bus und J-Bus besteht darin, dass die absoluten Adressen der Daten verschieden sind. Die Adressen des MOD-Bus sind gegenüber denen des J-Bus um eins verschoben. Absolute Adresse Adresse J-Bus Adresse MOD-Bus 0 1 0 1 2 1 2 3 2......... 12

4.7 Checksumme (CRC16) 4 Protokollbeschreibung Anhand der Checksumme (CRC16) werden Übertragungsfehler erkannt. Wird bei der Auswertung ein Fehler festgestellt, antwortet das entsprechende Gerät nicht. Berechnungsschema H CRC = 0xFFFF CRC = CRC XOR ByteOfMessage For (1 bis 8) CRC = SHR(CRC) if (rechts hinausgeschobenes Flag = 1) then else CRC = CRC XOR 0xA001 while (nicht alle ByteOfMessage bearbeitet); Das Low-Byte der Checksumme wird zuerst übertragen. Beispiel 1 Auslesen des Messeingangs 2 (aktueller Wert = 58.272). Datenanfrage: Lesen von zwei Worten ab Adresse 0x37 (CRC16 = 0x0077) 14 03 0037 0002 7700 Antwort (CRC = 0x1DFA): 14 03 04 1687 4269 FA1D Wort 1 Wort 2 Wort 1 und Wort 2 ergeben die Antwort 58.272. Beispiel 2 Status der Relais-Ausgänge abfragen. Anweisung: Lese ein Wort von Adresse 0x31 (CRC16 = 0x00D7) 14 03 0031 0001 D700 Antwort (CRC = 0x4774): 14 03 02 0001 7447 Wort 1 Wort 1 ergibt, dass nur Ausgang 1 aktiv ist. 13

4 Protokollbeschreibung 4.8 Konfiguration der Schnittstelle Die Konfiguration der Schnittstelle erfolgt mit Hilfe der Tasten des LOGOSCREEN AQUA 500 oder durch das Setup-Programm. Konfiguration über Tastatur Schnittstellenart Protokoll Baudrate Datenformat Geräteadresse Min. Antwortzeit Zunächst muss das Menü Konfiguration aufgerufen und der Parameter Schnittstelle ausgewählt werden. Nun stehen die Parameter zur Konfiguration der Schnittstelle zur Verfügung. Parameter Wert/ Auswahl Beschreibung Konfiguration Schnittstelle Schnittstellenart Konfiguration Schnittstelle Protokoll Konfiguration Schnittstelle Baudrate Konfiguration Schnittstelle Datenformat Konfiguration Schnittstelle Geräteadresse Konfiguration Schnittstelle Min. Anwortzeit RS 232, RS 485 MODBUS, JBUS 9600 Baud, 19200 Baud, 38400 Baud 8-1- keine, 8-1- ungerade, 8-1- gerade, 8-2- keine Schnittstelle auswählen Protokoll wählen " Kapitel 4.6 Unterscheidung MOD-Bus/J- Bus Baudrate wählen Datenformat wählen (Datenbit-Stopbit-Parität) 1 255 Adresse wählen 0 500ms minimale Anwortzeit wählen H Die Geräteadresse muss auch bei der Kommunikation über die RS 232-Schnittstelle beachtet werden, obwohl sie keine Busschnittstelle ist. Konfiguration über Setup- Programm Die Konfiguration mit Hilfe der Setup-Software erfolgt durch den Menüpunkt Editieren # Schnittstelle. 14

4.9 Passwortschutz für die serielle Schnittstelle 4 Protokollbeschreibung Die Serielle Schnittstelle des LOGOSCREEN AQUA 500 ist passwortgeschützt. Das Passwort kann am Gerät (Konfiguration r Gerätedaten r Code-Nr.(Passwort) r RS232/RS485 oder mit dem Setup-Programm (Editieren r Gerätedaten r Code-Nummern r Schnittstelle) eingegeben werden (Wertebereich 0... 9999). Wenn das Passwort ungleich 0 ist, kann mit dem Gerät nur kommuniziert werden, wenn zuvor das Passwort in den LOGOSCREEN AQUA 500 auf die Modbus-Adresse 0x7000 geschrieben wurde. Dadurch wird verhindert, dass z.b. von einem Gerät, mit dem über eine Modemverbindung kommuniziert wird, unberechtigt Daten ausgelesen werden. Nach der Übertragung des richtigen Passwortes wird die Passwort-Sperre aufgehoben. Erst wenn 10s lang keine Kommunikation über die Modbus- Schnittstelle erfolgt, wird die Sperrung wieder aktiv. Wenn ein falsches Passwort zum Gerät übertragen wurde, bleibt die Modbus- Kommunikation gesperrt. Das Gerät antwortet in diesem Fall mit Fehlercode 03. Zur Verhinderung des Ausprobierens von Passwörtern wird ein weiterer Versuch für die Passworteingabe erst nach 10s zugelassen. 15

4 Protokollbeschreibung 16

5 Funktionen Mit den nachfolgend beschriebenen Funktionen können die Messwerte und weitere Geräte- und Prozessdaten aus dem Bildschirmschreiber ausgelesen werden. Funktionsübersicht Adressberechnung Funktionsnummer Funktion 0x01/0x02 Lesen von n Bit (max. 256 Bit) 0x03/0x04 Lesen von n Worten (max. 127 Worte) 0x05 0x06 Schreiben eines Bit Schreiben eines Wortes 0x10 Schreiben von n Worten (max. 127 Worte) Für die Systemvariablen sind keine gesonderten Bereiche für Bit und Wort vorhanden. Die Bereiche Bit und Wort sind überlappend und können sowohl als Bit-Bereich als auch als Wort-Bereich gelesen und geschrieben werden. Die Wort-Adresse wird wie folgt berechnet: Wort-Adresse = Basisadresse + Variablenadresse Die Bit-Adresse wird wie folgt berechnet: Bit-Adresse = Wort-Adresse * 16 + Bitnummer Beispiel: Wort-Adresse für den Messwert von Analogeingang 6: Wort-Adresse = 0x0035 + 0x000A = 0x003F Beispiel: Bit-Adresse des Max-Alarms von Kanal 6: Bit-Adresse = (0x002F + 0x0005) 0x0010 + 0x000D = 0x034D 17

5 Funktionen 5.1 Lesen von n Bit Mit dieser Funktion werden n Bit ab einer bestimmten Adresse gelesen. Datenanfrage Antwort Beispiel Slave- Adresse Funktion 0x01 oder 0x02 Adresse erstes Bit Bitanzahl Lesen der Stellung der 4 binären Eingänge (Prozessdaten) " Kapitel 8.2 Prozessdaten Bitadresse = (Basisadresse + Prozessdatenadresse) * 16 + Bitnummer = (0x002F + 0x0000) * 0x10 + 0x08 = 0x02F8 Datenanfrage: (CRC16 = 0xFBBC) Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Slave- Adresse Funktion 0x01 oder 0x02 Anzahl gelesener Byte Bitwerte Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 1 Byte x Byte 2 Byte 0A 01 02F8 0004 BCFB Antwort: (CRC16 = A813) 0A 01 01 0F 13A8 H Es werden immer, unabhängig von der Anzahl der zu lesenden Bit, mindestens 8 Bit (1 Byte) gelesen, da die Antwort in Byte erfolgt. In obigem Beispiel bedeutet das, dass die Bit 0x02F8 0x02FF gelesen werden. 0x02FF 0x02FE 0x02FD 0x02FC 0x02FB 0x02FA 0x02F9 0x02F8 8 Bit = 1 Byte Alle nicht relevanten Bit (0x02FC 0x02FF) werden mit dem Wert 0 beantwortet. 18

5.2 Lesen von n Worten 5 Funktionen Mit dieser Funktion werden n Worte ab einer bestimmten Adresse gelesen. Datenanfrage Antwort Beispiel Slave- Adresse Funktion 0x03 oder 0x04 Lesen der ersten 3 Messeingänge " Kapitel 8.2 Prozessdaten Adresse erstes Wort Wortadresse= Basisadresse + Prozessdatenadresse = 0x0035 + 0x0000 = 0x0035 Datenanfrage: (CRC16 = 03D7) Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Wortanzahl Slave- Adresse Funktion 0x03 oder 0x04 Anzahl gelesener Byte Wortwert(e) Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 1 Byte x Byte 2 Byte 14 03 0035 0006 D703 Antwort: (CRC16 = 4750) 14 03 0C 1999 4348 4CCC 4348 2666 4396 5047 Messwert 1 200,1 Messwert 2 200,3 Messwert 3 300,3 19

5 Funktionen 5.3 Schreiben eines Bit Bei der Funktion Bitschreiben sind die Datenblöcke für Anweisung und Antwort identisch. Anweisung Antwort Slave- Adresse Funktion 0x05 Bitadresse Bitwert XX 00 Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Slave- Adresse Funktion 0x05 Bitadresse Bitwert XX 00 Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte H Für den Bitwert gilt: FF00 = Bit setzen 0000 = Bit löschen Beispiel Setze das Modbus-Flag (Bit 0) unter der Basisadresse 0x002F " Kapitel 8.2 Prozessdaten " Kapitel 9.1 Modbus-Flag Bitadresse = (Basisadresse + Adresse Modbus-Flag ) * 16 + Bitnummer = (0x002F + 0x0004) * 0x10 + 0x0 = 0x0330 Anweisung: (CRC16 = B48E) 14 05 0330 FF00 8EB4 Antwort (wie Anweisung): 14 05 0330 FF00 8EB4 20

5.4 Schreiben eines Wortes 5 Funktionen Bei der Funktion Wortschreiben sind die Datenblöcke für Anweisung und Antwort identisch. Anweisung Antwort Slave- Adresse Funktion 0x06 Wortadresse Wortwert Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Slave- Adresse Funktion 0x06 Wortadresse Wortwert Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Beispiel Setze das Modbus-Flag (Bit 0 auf Adresse 0x0033) " Kapitel 8.2 Prozessdaten " Kapitel 9.1 Modbus-Flag Wortadresse= Basisadresse + Adresse "Modbus-Flag" = 0x002F + 0x0004 = 0x0033 Anweisung: (CRC16 = C0BA) 14 06 0033 0001 BAC0 Antwort (wie Anweisung): 14 06 0033 0001 BAC0 21

5 Funktionen 5.5 Schreiben von n Worten Anweisung Antwort Slave- Adresse Funktion 0x10 Adresse erstes Wort Wortanzahl Byteanzahl Wortwert(e) Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 1 Byte x Byte 2 Byte Slave- Adresse Funktion 0x10 Adresse erstes Wort Wortanzahl Checksumme CRC16 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Beispiel Setze das Modbus-Flag (Bit 0 auf Adresse 0x0033) " Kapitel 8.2 Prozessdaten " Kapitel 9.1 Modbus-Flag Wortadresse= Basisadresse + Adresse "Modbus-Flag" = 0x002F + 0x0004 = 0x0033 Anweisung: (CRC16 = C390) 14 10 0033 0001 02 0001 90C3 Antwort: (CRC16 = 03F3) 14 10 0033 0001 F303 22

6 Datenfluss 6.1 Übertragungsformat Integer-Werte Float-Werte Integer-Werte werden über MOD-Bus im folgenden Format übertragen: Zuerst das High-, dann das Low-Byte. z. B.: Abfrage des int-wertes von Adresse 0x0000, wenn unter dieser Adresse der Wert 18 (0x0012) steht. Anfrage: 010300000001840A (CRC16 = 0x0A84) Antwort: 01030200123849 (CRC16 = 4938) Bei float-werten wird im MOD-Bus mit dem IEEE-754-Standard-Format (32bit) gearbeitet, allerdings mit dem Unterschied, dass Byte 1 und 2 mit Byte 3 und 4 vertauscht sind. Single-float-Format (32bit) nach Standard IEEE 754 SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 S - Vorzeichen-Bit E - Exponent (2er-Komplement) M - 23Bit normalisierte Mantisse MOD-Bus-float-Format MOD-Bus-Adresse x MOD-Bus-Adresse x+1 MMMMMMMM MMMMMMMM SEEEEEEE EMMMMMMM Byte 3 Byte 4 Byte 1 Byte 2 z. B.: Abfrage des float-wertes von Adresse 0x0035, wenn unter dieser Adresse der Wert 550.0 (0x44098000 im IEEE-754-Format) steht. Anfrage: 010300350002D405 (CRC16 = 05D4) Antwort: 0103048000440920F5 (CRC16 = F520) Nach der Übertragung vom Gerät müssen die Byte des float-wertes entsprechend vertauscht werden. Viele Compiler (z. B. Microsoft C++, Turbo C++, Turbo Pascal, Keil C51) legen die float-werte in folgender Reihenfolge ab: float-wert Adresse x Adresse x+1 Adresse x+2 Adresse x+3 MMMMMMMM MMMMMMMM EMMMMMMM SEEEEEEE Byte 4 Byte 3 Byte 2 Byte 1 Bitte ermitteln Sie, wie in Ihrer Anwendung float-werte gespeichert werden. Ggf. müssen die Byte nach der Abfrage vom Bildschirmschreiber in Ihrem Schnittstellenprogramm entsprechend getauscht werden. 23

6 Datenfluss Double-Werte Auch bei double-werten wird im MOD-Bus mit dem IEEE-754-Standard-Format (32bit) gearbeitet. Im Gegensatz zum float-werten werden bei double- Werten keine Byte vertauscht. Double-float-Format (32bit) nach Standard IEEE 754 SEEEEEEE EEEEMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 5 Byte 6 Byte 7 Byte 8 S - Vorzeichen-Bit E - Exponent (2er-Komplement) M - 52Bit normalisierte Mantisse MOD-Bus-double-Format MOD-Bus-Adresse x MOD-Bus-Adresse x+1 SEEEEEEE EEEEMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 MOD-Bus-Adresse x+2 MOD-Bus-Adresse x+3 MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 5 Byte 6 Byte 7 Byte 8 z. B.: Abfrage des double-wertes von Adresse 0x0066, wenn unter dieser Adresse der Wert 1234567.89 (0x4132D687E3D70A3D im IEEE-754- Format) steht. Anfrage: 010300660004A416 (CRC16 = 16A4) Antwort: 0103084132D687E3D70A3DA4CD (CRC16 = CDA4) Bitte ermitteln Sie, wie in Ihrer Anwendung double-werte gespeichert werden. Ggf. müssen die Byte nach der Abfrage vom Bildschirmschreiber in Ihrem Schnittstellenprogramm entsprechend getauscht werden. 24

6 Datenfluss Texte Texte werden im ASCII-Format übertragen. H Als letztes Zeichen muss immer ein \0 (ASCII-Code 0x00) als Endekennung übertragen werden. Da auch die Übertragung von Texten wortweise (16 Bit) erfolgt, wird bei einer ungeraden Zeichenanzahl (incl. \0 ) noch 0x00 zusätzlich angehängt. z. B.: Abfrage des Textes von Adresse 0x0007, wenn unter dieser Adresse die Zeichenkette 163.01.01 (ASCII-Code: 0x31, 0x36, 0x33, 0x2E, 0x30, 0x31, 0x2E, 0x30, 0x31, 0x20, 0x00) steht. Anfrage: 0103000700067409 (CRC = 0974) Antwort: 01030C3136332E30312E3031200000914D (CRC16= 4D91) 25

6 Datenfluss 26

7 Fehlermeldungen 7.1 Fehlerbehandlung Fehlercodes Antwort im Fehlerfall Wurde die Datenanfrage des Masters vom Bildschirmschreiber empfangen (ohne Übertragungsfehler), konnte aber nicht bearbeitet werden, antwortet der Bildschirmschreiber mit einem Fehlercode. Es existieren drei Fehlercodes: 1 ungültige Funktion 2 ungültige Parameteradresse 3 Datenwert außerhalb des zulässigen Wertebereiches Wird eine größere Bit- oder Wortanzahl vom Master gelesen, als maximal zulässig ist, sendet der Bildschirmschreiber ebenfalls den Fehlercode 2. Slave- Adresse Funktion XX OR 80h Fehlercode Checksumme- CRC16 1 Byte 1 Byte 1 Byte 2 Byte Der Funktionscode wird mit 0x80 geodert, d. h., das MSB (most significant bit, engl. das höchstwertige Bit) wird auf 1 gesetzt. Beispiel Datenanfrage: (CRC16 = 0B1C) 01 09 0000 0001 1C0B Antwort: (CRC16 = 5086) 01 89 01 8650 Sonderfälle In folgenden Fehlerfällen antwortet der Slave nicht: - die Baudrate und/oder das Datenformat stimmen beim Master und beim Bildschirmschreiber nicht überein - die Geräteadresse des Bildschirmschreibers stimmt nicht mit der im Protokoll enthaltenen überein (in diesem Fall sollte nach Ablauf der Timeout-Zeit von 2s die Datenfrage vom Master erneut gesendet werden) - die Checksumme (CRC16) ist nicht korrekt - die Anweisung des Masters ist unvollständig oder überdefiniert - die Anzahl der zu lesenden Worte oder Bit ist Null - es läuft gerade eine Kommunikation über die Setup-Schnittstelle 27

7 Fehlermeldungen 7.2 Fehlermeldungen bei ungültigen Werten Für Messwerte gilt die Vereinbarung, dass die Fehlernummer im Wert selbst dargestellt wird, d. h. anstatt des Messwertes ist die Fehlernummer eingetragen. Bei Float-Werten Fehlernummer Bei Double-Werten Beispiel Datenanfrage: (CRC16 = 05D4) Antwort: (CRC16 = C29C) Fehler -200000.0 Messbereichsunterschreitung 200000.0 Messbereichsüberschreitung 200003.0 sonstiger ungültiger Wert Fehlernummer Fehler -80000000000000000.0 Messbereichsunterschreitung 80000000000000000.0 Messbereichsüberschreitung 80000000000000003.0 sonstiger ungültiger Wert 01 03 0035 0002 D405 01 03 04 5000 4843 9CC2 Der von Analogeingang 1 gelieferte Messwert (0x48435000 = 200000.0) zeigt an, dass es sich um eine Messbereichsüberschreitung handelt. 28

8 Adresstabellen Im folgenden Kapitel werden alle Prozesswerte (Variablen) mit ihren Adressen, dem Datentyp und der Zugriffsart beschrieben. Hierbei bedeutet: R/O Zugriff nur lesend R/W Zugriff schreibend und lesend char ASCII-Zeichen (8 Bit) byte Byte (8 Bit) int Integer (16 Bit) char xx Zeichenkette mit Länge xx; xx = Länge inklusive Zeichenkettenende-Zeichen \0 Bit x Bit Nr. x float Float-Wert (4 Byte) double Float-Wert (8 Byte) Die Prozesswerte sind in logische Bereiche unterteilt. Die absolute MOD-Bus-Adresse ergibt sich aus der Basisadresse des jeweiligen Bereichs und dem Adressoffset. In den nachfolgenden Adresstabellen ist Bit 0 immer das niederwertigste Bit. 8.1 Gerätedaten Basisadresse: 0x0000 Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung 0x0000 R/O int Gerätegruppe (LS AQUA 500: 23) 0x0001 R/O int Gerätetyp (0) 0x0002 R/O char 9 Gerätename ("LAQUA500 ) 0x0007 R/O char 11 Software-Version("163.xx.xx") 0x000D R/O char 13 VdN-Nummer 0x0014 R/O char 10 Fabrikationsnummer 0x0019 R/O char 15 Datum/Uhrzeit letzte Änderung Konfiguration 0x0021 R/O char 15 Datum/Uhrzeit letzte Änderung Konfiguration 29

8 Adresstabellen 8.2 Prozessdaten Basisadresse: 0x002F Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung 0x0000 R/O int Stellung der Binäreingänge R/O Bit0-7 frei R/O Bit8 Binäreingang 1 0 = offen / 1 = geschlossen R/O Bit9 Binäreingang 2 R/O Bit10 Binäreingang 3 R/O Bit11 Binäreingang 4 R/O Bit12-15 frei 0x0001 R/O int weitere Binärsignale R/O Bit0 Elektrodenkalibrierung Kanal 1 R/O Bit1 Elektrodenkalibrierung Kanal 2 R/O Bit2 Elektrodenkalibrierung Kanal 3 R/O Bit3 Elektrodenkalibrierung Kanal 4 R/O Bit4 Elektrodenkalibrierung Kanal 5 R/O Bit5 Elektrodenkalibrierung Kanal 6 R/O Bit6 Elektrodenkalibrierung Gerät 0 = keine Elektrodenkalibrierung 1 = mind. 1 Kanal wird oder wurde kalibriert) R/O Bit7 frei R/O Bit8 Sammelalarm 0=kein Alarm 1 = mind. 1 Grenzwert im Gerät verletzt R/O Bit9 Disketten-Reserve-Signal 0 = D.-Reserve noch nicht erreicht 1 = Diskette wechseln R/O Bit10 Störung 0 = keine Störung / 1 = Störung R/O Bit11 Min-Sammelalarm 0=kein Min-Alarm 1 = mind. 1 Min-Alarm aufgetreten 30

8 Adresstabellen Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung R/O Bit12 Max-Sammelalarm 0=kein Max-Alarm 1 = mind. 1 Max-Alarm aufgetreten R/O Bit13 Zähler-/Integrator-Sammelalarm 0 = kein Alarm 1 = mind. 1 Zähler-/I.-Grenzwert verletzt R/O Bit14-15 frei 0x0002 R/O int Relaisausgänge und Logikkanäle R/O Bit0 Relaisausgang 1 0 = nicht aktiv / 1 = aktiv R/O Bit1 Relaisausgang 2 R/O Bit2 Relaisausgang 3 R/O Bit3-7 frei R/O Bit8 Logikkanal 1 0 = False / 1 = True R/O Bit9 Logikkanal 2 R/O Bit10 Logikkanal 3 R/O Bit11 Logikkanal 4 R/O Bit12 Logikkanal 5 R/O Bit13 Logikkanal 6 R/O Bit14-15 frei 0x0003 R/O int Zähler-/Integrator-Alarme R/O Bit0-7 frei R/O Bit8 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 1 0 = kein Alarm / 1 = Grenzwert verletzt R/O Bit9 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 2 R/O Bit10 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 3 R/O Bit11 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 4 R/O Bit12 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 5 R/O Bit13 Alarm Zähler-/Integrator-Kanal 6 R/O Bit14-15 frei 0x0004 R/W int Flag für Ansteuerung von verschiedenen Gerätefunktionen 31

8 Adresstabellen Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung Basisadresse: 0x0035 R/W Bit0 Modbus-Flag 0=False / 1=True R/W Bit1-15 frei 0x0005 R/O int Alarme R/O Bit0 Min-Alarm Kanal 1 0=kein Alarm 1 = Grenzwert unterschritten R/O Bit1 Min-Alarm Kanal 2 R/O Bit2 Min-Alarm Kanal 3 R/O Bit3 Min-Alarm Kanal 4 R/O Bit4 Min-Alarm Kanal 5 R/O Bit5 Min-Alarm Kanal 6 R/O Bit6-7 frei R/O Bit8 Max-Alarm Kanal 1 0=kein Alarm 1 = Grenzwert überschritten R/O Bit9 Max-Alarm Kanal 2 R/O Bit10 Max-Alarm Kanal 3 R/O Bit11 Max-Alarm Kanal 4 R/O Bit12 Max-Alarm Kanal 5 R/O Bit13 Max-Alarm Kanal 6 R/O Bit14-15 frei Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung 0x0000 R/O float Messeingang 1 (Analogeingang 1) 0x0002 R/O float Messeingang 2 (Analogeingang 2) 0x0004 R/O float Messeingang 3 (Analogeingang 3) 0x0006 R/O float Messeingang 4 (Analogeingang 4) 0x0008 R/O float Messeingang 5 (Analogeingang 5) 0x000A R/O float Messeingang 6 (Analogeingang 6) 0x000C R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 1 1 0x000E R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 2 1 32

8 Adresstabellen 0x0010 R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 3 1 0x0012 R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 4 1 0x0014 R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 5 1 0x0016 R/O float Zähler-/Integrator-Kanal 6 1 1. Im Bildschirmschreiber handelt es sich um Double-Werte (8 Byte). Da bei der Adresse nur Float-Werte (4 Byte) gelesen werden können, ist nur eine eingeschränkte Auflösung möglich (Einschränkung des Zählbereiches). Unter der Basisadresse 0x0066 können die Werte im Double -Format gelesen werden. 33

8 Adresstabellen Basisadresse: 0x0066 Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung 0x0000 R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 1 0x0004 R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 2 0x0008 R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 3 0x000C R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 4 0x0010 R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 5 0x0014 R/O double Zähler-/Integrator-Kanal 6 Basisadresse: 0x7000 Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung 0x0007 W/O int Passwort für die Abfrage von aktuellen und gespeicherten Messdaten 0x0008 R/O int Info-Flag, ob das Auslesen von Messwerten durch Passwort gesperrt ist: 0 = Messdaten können ausgelesen werden 1 = Eingabe des richtigen Passwortes nötig 34

9.1 Modbus-Flag 9 Besondere Prozessdaten Das Modbus-Flag kann wie andere Binärsignale (z.b. Binäreingänge oder Alarme) zur Ansteuerung verschiedener Funktionen des Bildschirmschreibers benutzt werden. Um das Modbus-Flag verwenden zu können, muss bei der Konfiguration des Bildschirmschreibers der Eintrag "Modbus-Flag" ausgewählt werden. Ein denkbarer Anwendungsfall für die Verwendung des Modbus-Flag ist z.b. die Aktivierung der Ereignisbetriebes über die serielle Schnittstelle. 35

9 Besondere Prozessdaten 36

10 Stichwortverzeichnis A Adressberechnung 17 Adresstabelle 29 Alarm 32 Anschlussplan 7 Anwendungsgebiete 5 Auswerteprogramm PCA 6 B Baudrate 10, 14 binären Eingänge 18 C Checksumme (CRC16) 13 D Datenformat 9, 14 Datenstruktur 12 Double-Werte 24 F Fehler 27 Fehlerbehandlung 27 Float-Werte 23 Funktionsübersicht 17 G Geräteadresse 10, 14 Gerätedaten 29 I Integer-Werte 23 J J-Bus 12 K Kommunikations-Servers 6 Konfiguration über Setup-Programm 14 Konfiguration über Tastatur 14 37

10 Stichwortverzeichnis L Lesebefehl 18 19 M Messbereichsüberschreitung 28 Messbereichsunterschreitung 28 Messeingang 13, 19, 32 Messwert 28, 32 Min. Antwortzeit 11, 14 Modbus-Flag 20 22, 32, 35 P Paritätsbit 9 PCA 6 PCA Kommunikations-Server 6 Programmversion 6 Protokoll 14 R Relais-Ausgänge 13 RS 232 7 8 RS 485 7 8 S Schnittstellenart 14 Schnittstellentyp 5 Schreibbefehl 20 22 Steckerbelegung 8 Stoppbit 9 Systemvoraussetzungen 5 T Texte 25 V Verbindungskabel 8 Versions-Nummer 29 Z Zeitschema 11 38

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