8 СЕМЕСТР / АСУ ЭТО / Wago-IO-PRO CAA 2.3.8.5 (5.10.2007) / WAGO manuals / 750-812 / m012800p
.pdf
2MODBUS
MODBUS é um sistema master/slave. O master é um comando a nível superior p. ex. um PC ou um comando com memória programável. Os acopladores/controladores MODBUS do WAGO-I/O-SYSTEM 750 são aparelhos slave.
Não ocorrem conflitos de bus, dado que é sempre apenas um nó a efetuar o envio. O master solicita a comunicação. Essa solicitação pode ser dirigida a um determinado nó ou pode ir para todos os nós como uma mensagem de difusão. Os nós recebem a solicitação e enviam uma resposta para o master, em função do tipo de solicitação.
Fig. 2.1: Exemplo de uma topologia MODBUS
Esta topologia de bus só é válida para as variantes com interface RS 485. Com RS 232 só existe a possibilidade de uma ligação ponto a ponto.
Para mais informações relativas ao MODBUS é favor consultar:
Informações online relativas ao MODBUS:
http://www.modicon.com/techpubs/toc7.html
Ferramentas MODBUS para PC: http://www.win-tech.com
MODBUS / Descrição MODBUS |
23 |
01-03-16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
MODBUS |
|||
|
|
|
|
|
|
|
01-03-16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5Configuração na conexão master
5.1Acoplador
(750-312, 750-314, 750-315, 750-316)
A configuração do acoplador ajustada de fábrica pode ser alterada por meio dos comutadores DIP FR e P. O ajuste é efetuado antes da colocação em funcionamento. A alteração das posições do interruptor durante o funcionamento não tem qualquer efeito sobre a configuração. A configuração só é carregada ao ligar a alimentação de tensão do acoplador.
No capítulo ‘Acoplador / controlador MODBUS’ é descrito como se retira a caixa do acoplador para efetuar o ajuste.
Figura 5.1: Disposição do interruptor DIP na placa CPU, acoplador
Segue-se a descrição dos ajustes do acoplador, sendo utilizado várias vezes o conceito ‘Frame’. Um ‘Frame’ é um bloco de transmissão de dados.
MODBUS / Configuração |
25 |
01-03-16 |
|
|
5.1.1Ajustes
5.1.1.1 Ajustes standard
O acoplador é fornecido com os seguintes ajustes standard:
Designação |
Ajuste |
FR |
FR |
FR |
FR |
FR |
FR |
P1 |
P2 |
P3 |
P4 |
P5 |
P6 |
P7 |
P8 |
Capítulo |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Taxa Baud |
9600 Bd |
off |
on |
on |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Byte Frame |
Sem paridade, 8 |
|
|
|
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.1.3 |
|
bits, 1 bit Stop |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
End of |
3 x Frame Time |
|
|
|
|
|
|
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
5.1.1.4 |
Frame Time |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Modo |
Modo RTU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
on |
|
|
|
|
5.1.1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Error Check |
em |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
on |
|
|
|
5.1.1.6 |
|
processamento |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Extended |
sem |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
|
|
5.1.1.7 |
Functions |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Watchdog |
ativado |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
|
5.1.1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Update |
funcionamento |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
5.1.1.9 |
Firmware |
normal |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabela 5.1: Ajustes standard, acoplador
5.1.1.2 Ajuste da taxa Baud
A taxa Baud é ajustada por meio do interruptor DIP FR 1 a FR 3.
Taxa Baud |
Taxa Baud |
FR1 |
FR2 |
FR3 |
750-312/314 |
750-315/316 |
|
|
|
150 Bd |
38400 Bd |
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
300 Bd |
57600 Bd |
on |
off |
off |
|
|
|
|
|
600 Bd |
115200 Bd |
off |
on |
off |
|
|
|
|
|
1200 Bd |
1200 Bd |
on |
on |
off |
|
|
|
|
|
2400 Bd |
2400 Bd |
off |
off |
on |
|
|
|
|
|
4800 Bd |
4800 Bd |
on |
off |
on |
|
|
|
|
|
9600 Bd |
9600 Bd |
off |
on |
on |
|
|
|
|
|
19200 Bd |
19200 Bd |
on |
on |
on |
|
|
|
|
|
Tabela 5.2: Taxas Baud, acoplador
O ajuste standard é de 9600 Baud.
26 |
MODBUS / Configuração |
|
01-03-16 |
|
5.1.1.3 Detecção de erros, comprimento da seqüência de caracteres
Para cada Byte é possível enviar adicionalmente um Parity Bit. Com a ajuda do Parity Bit são detectados os erros na transmissão de dados. Faz-se a distinção entre a verificação de paridade par (even Parity), impar (odd Parity) e sem (no Parity).
Para tal, contam-se a quantidade dos bits definidos (=1) nos Bytes de dados transmitidos. A título de exemplo, na transmissão da seqüência de caracteres 1100 0101 a quantidade dos bits definidos é par, mais precisamente 4. Se tiver sido selecionado o ajuste de um Even Parity Bit , a definição é colocada para 0 para que a quantidade dos bits definidos se mantenha sempre par. Analogamente, o Parity Bit é colocada em 1 para que a quantidade dos bits definidos seja impar.
Este tipo de detecção de erros é assegurado em um erro, embora não seja possível no caso de vários erros. Se o acoplador detectar um erro de paridade, o frame é ignorado e só depois de um novo ‘Start of Frame’ é que é possível receber um frame novo.
Se o slave receber frames incorretos, estes não serão respondidos. O master detecta este erro pelo fato de segundo o tempo ajustado previamente (Time-out) não ser recebido nenhum frame correspondente.
No acoplador MODBUS 750-312 é possível acrescentar um bit de paridade a cada Byte. O comprimento de dados pode ser selecionado para 7 ou 8 bits. Além disso, existe a possibilidade de inserir 1 a 3 Stop Bits.
Byte Frame |
Comprimento |
Stop Bits |
FR4 |
FR5 |
FR6 |
|
de dados |
|
|
|
|
No Parity |
8 |
1 |
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
|
Even Parity |
8 |
1 |
on |
off |
off |
|
|
|
|
|
|
Odd Parity |
8 |
1 |
off |
on |
off |
|
|
|
|
|
|
No Parity |
8 |
2 |
on |
on |
off |
|
|
|
|
|
|
No Parity |
7 |
2 |
off |
off |
on |
|
|
|
|
|
|
Even Parity |
7 |
1 |
on |
off |
on |
|
|
|
|
|
|
Odd Parity |
7 |
1 |
off |
on |
on |
|
|
|
|
|
|
No Parity |
7 |
3 |
on |
on |
on |
|
|
|
|
|
|
Tabela 5.3: Byte Frame, acoplador
O ajuste standard é de No Parity, 8 bits de comprimento de dados e 1 Stop Bit.
O interruptor DIP FR6 é ignorado na transmissão no modo RTU visto que o formato é fixado em 8 bits para este modo.
MODBUS / Configuração |
27 |
01-03-16 |
|
|
5.1.1.4 End of Frame Time
O End of Frame Time é o tempo de repouso após um frame, que é necessário para comutar o repetidor no slave. Este tempo tem de ser dimensionado de forma a que as lacunas de um frame não conduzam a uma detecção incorreta do End of Frame Time. O ajuste do End of Frame Time é efetuado por meio dos interruptores DIP P1 a P3.
End of Frame Time |
P1 |
P2 |
P3 |
3 x Frame Time |
off |
off |
off |
|
|
|
|
100 ms |
on |
off |
off |
|
|
|
|
200 ms |
off |
on |
off |
|
|
|
|
500 ms |
on |
on |
off |
|
|
|
|
1 s |
off |
off |
on |
|
|
|
|
1 ms |
on |
off |
on |
|
|
|
|
10 ms |
off |
on |
on |
|
|
|
|
50 ms |
on |
on |
on |
|
|
|
|
Tabela 5.4: End of Frame Time, acoplador
O ajuste standard é 3 x Frame Time. Os ajustes 1 ms, 10 ms e 50 ms só foram implementados a partir da versão de Firmware 2.5 do acoplador MODBUS.
5.1.1.5 Modo ASCII/RTU
Existem dois modos de transmissão diferentes no MODBUS:
Modo ASCII: |
Cada byte (8 bit) é enviado sob a forma de 2 caracteres ASCII. |
Vantagem: |
São transmitidos os caracteres que podem ser representados. As |
|
lacunas entre os caracteres não têm de ser tomadas em conta, desde |
|
que não excedam um segundo. |
Modo RTU: |
Cada byte(8 bits) é composto por dois caracteres hexadecimais de 4 |
|
bits. |
Vantagem: |
Visto que para cada byte apenas é transmitido 1 caractere, é |
|
alcançada uma maior passagem de dados do que no modo ASCII. |
O ajuste é efetuado por meio do interruptor DIP P4.
Modo |
P4 |
|
|
ASCII |
off |
|
|
RTU |
on |
|
|
Tabela 5.5:Modo ASCII/RTU, acoplador
O ajuste standard é o modo RTU.
28 |
MODBUS / Configuração |
|
01-03-16 |
|
5.1.1.6 Error Check
A partir do frame a transmitir no emissor (comando superior) é calculada uma soma de verificação (CRC). Esta soma é transmitida no frame para o receptor (acoplador). Se o Error Check estiver ativo, a soma de verificação é comparada com a soma de verificação no acoplador calculada segundo a mesma regra. O LED vermelho ‘CRC’ comunica um erro.
Atenção:
Esta opção não pode ser ajustada durante o funcionamento em curso!
O Error Check é ajustado com o interruptor DIP P5.
Error Check |
P5 |
|
|
Ignorado |
off |
|
|
é processado |
on |
|
|
Tabela 5.6: Error Check, acoplador
O ajuste standard é o Error Check ativado
5.1.1.7 Extended Functions
Ainda não se encontram disponíveis registros para outras possibilidades de diagnóstico interno (Extended Functions) no âmbito de endereços do acoplador, pelo que se deve manter o interruptor DIP P6 sempre no ajuste standard (off).
Extended Functions |
P6 |
|
|
sem |
off |
|
|
disponível |
on |
|
|
Tabela 5.7: Extended Functions,
No ajuste standard as outras possibilidades de diagnóstico estão desativadas.
MODBUS / Configuração |
29 |
01-03-16 |
|
|
5.1.1.8 Watchdog
O Watchdog serve para a vigilância da transmissão de dados entre o comando superior e o acoplador. Se depois de decorrido algum tempo previamente definido não tiver sido estabelecido nenhuma comunicação, o nó passa para um estado seguro, isto é, as saídas digitais do nó são definidas para 0 e as saídas analógicas para o valor mínimo (p. ex. em 4...20 mA para 4 mA).
O Watchdog é ativado com o interruptor DIP P7.
Watchdog |
P7 |
|
|
ativado |
off |
|
|
desativado |
on |
|
|
Tabela 5.8: Watchdog, acoplador
O ajuste standard é o Watchdog ativado.
A excitação do Watchdog é detalhadamente descrita no capítulo 5.3.2.
5.1.1.9 Atualização do Firmware
O interruptor DIP P8 permite efetuar o carregamento de um novo Firmware. Esta função ainda não está implementada pelo que o interruptor deve permanecer sempre no ajuste standard (off).
Atenção:
O interruptor DIP P8 só pode ser comutado para a atualização do Firmware. A comutação durante o funcionamento pode provocar funções incorretas!
Atualização Firmware |
P8 |
|
|
Funcionam. normal |
off |
|
|
Atualização Firmware |
on |
|
|
Tabela 5.9: Atualização Firmware, acoplador
O ajuste standard é o funcionamento normal.
30 |
MODBUS / Configuração |
|
01-03-16 |
|
5.1.2 Intercâmbio de dados entre o Master MODBUS e os terminais de bus
O intercâmbio de dados entre o Master MODBUS e o acoplador é efetuada através da leitura e do registro por bits ou bytes.
No acoplador existem 4 tipos diferentes de dados de processo:
•Palavras de entrada
•Palavras de saída
•Bits de entrada
•Bits de saída
Os endereços das palavras de dados na figura do processo das entradas e das saídas estão representados na figura seguinte:
MODBUSModbusMaster
|
Word |
Bit |
Word |
Word |
Bit |
Bit |
Hex |
0x000 |
0x000 ... |
0x000 |
0x200 |
0x000 ... |
0x200 ... |
|
|
0x00F |
|
|
0x00F |
0x20F |
Dez |
0 |
0 ... 15 |
0 |
512 |
0 ... 15 |
512 ... 527 |
Koppler |
|
PAE |
|
|
PAA |
|
Hex |
0x0FF |
0x0F0 ... |
0x0FF |
0x2FF |
0x0F0 ... |
0x2F0 ... |
|
|
0x0FF |
|
|
0x0FF |
0x2FF |
Dez |
255 |
240 ... 255 |
255 |
767 |
240 ... 255 |
752 ... 767 |
Entradas |
Entradas |
Saídas |
Saídas |
analógicas |
digitais |
analógicas |
digitais |
Terminais de bus |
750-4xx....6xx |
||
|
|||
Nó de bus de campo 750-312, 750-314, 750-315, 750-316 |
|||
PAE = Figura do processo das entradas
PAA = Figura do processo das saídas
Figura 5.2: Intercâmbio de dados entre o Master MODBUS e os terminais de bus |
g012813p |
MODBUS / Configuração |
31 |
01-03-16 |
|
|
O acesso por palavras aos terminais de entrada e de saída digitais é efetuado conforme a tabela seguinte:
Entradas/saídas |
8. |
7. |
6. |
5. |
4. |
3. |
2. |
1. |
16. |
15. |
14. |
13. |
12. |
11. |
10. |
9. |
digitais |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Palavras de |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
dados do |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
processo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Byte |
|
|
|
High-Byte |
|
|
|
Low-Byte |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
D1 |
|
|
|
D0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabela 5.10: Atribuição de entradas/saídas digitais à palavra de dados de processo, acoplador |
|
|
||||||||||||||
5.1.3Endereçamento dos terminais de bus
•A disposição dos terminais de bus em um nó é arbitrária.
•endereçamento dos terminais de bus refere-se ao correspondente acoplador.
•endereçamento está organizado por palavras e começa tanto nas entradas como nas saídas com o endereço de palavra ‘0’.
•endereçamento dos terminais de bus corresponde à seqüência da sua disposição depois do acoplador. O endereçamento começa com os terminais de bus que ocupam um ou dois bit por canal, ou seja, juntam-se a estes. A quantidade dos bits ou dos bytes de entrada e de saída podem ser consultados nas respectivas folhas de dados dos terminais de bus.
•endereçamento dos terminais de bus que ocupam um ou dois bit por canal também é efetuado por palavras. Isto significa, que as 16 entradas ou saídas estão atribuídas a uma palavra. Se existirem menos canais, os restantes bits da palavra ficam livres ou estão reservados para expansões.
•Se um nó for expandido por terminais de bus adicionais aos quais estão atribuídos uma ou várias palavras por canal, os endereços dos terminais de bus são respetivamente deslocados com um ou dois bits por canal.
Largura de dados ≥ 1 palavra / canal |
Largura de dados = 1 bit / canal |
Terminais analógicos de entrada |
Terminais digitais de entrada |
Terminais analógicos de saída |
Terminais digitais de saída |
Terminais de entrada para termoelementos |
Terminais digitais de saída com diagnóstico (2 |
|
bits/canal) |
Terminais de entrada para sensores de resistores |
Terminais de alimentação com porta- |
|
fusíveis/diagnóstico |
Terminais de saída por largura de impulso |
Relé de carga Solid State |
Terminais de interfaces |
Terminais de saída de relé |
Contador ascendente/descendente |
|
Terminais de bus para a medição do ângulo e do |
|
curso |
|
Tabela 5.11: Largura de dados dos terminais de bus |
|
32 |
MODBUS / Configuração |
|
01-03-16 |
|
