5 Konfiguration in der Masteranschaltung
5.1 Koppler
(750-312, 750-314, 750-315, 750-316)
5.1.1 Einstellungen
Die werksseitig eingestellte Konfiguration des Kopplers kann mittels der DIP-Schalter FR und P verändert werden. Die Einstellung erfolgt vor der Inbetriebnahme. Eine Veränderung der Schalterstellungen während des laufenden Betriebes hat keine Auswirkung auf die Konfiguration. Diese wird nur beim Einschalten der Spannungsversorgung des Kopplers eingelesen.
Wie das Gehäuse vom Koppler entfernt wird, um die Einstellung vorzunehmen, ist im Kapitel ‘MODBUS-Koppler/Controller’ beschrieben.
Bild 5.1: Anordnung DIP-Schalter auf CPU-Platine, Koppler
Die Einstellungen des Kopplers werden nachfolgend beschrieben. Dabei wird mehrfach der Begriff ‘Frame’ verwendet. Ein ‘Frame’ ist ein Datenübertragungsblock.
MODBUS / Konfiguration |
25 |
01.10.99
5.1.1.1 Standard-Einstellungen
Der Koppler wird mit folgenden Standard-Einstellungen ausgeliefert:
Benennung |
Einstellung |
FR |
FR |
FR |
FR |
FR |
FR |
P1 |
P2 |
P3 |
P4 |
P5 |
P6 |
P7 |
P8 |
Kapitel |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Baudrate |
9600 Bd |
off |
on |
on |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.1.2 |
Byte Frame |
No Parity, 8 Bit |
|
|
|
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.1.3 |
|
1 Stop Bit |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
End of Frame |
3 x Frame Time |
|
|
|
|
|
|
off |
off |
off |
|
|
|
|
|
5.1.1.4 |
Time |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Modus |
RTU-Modus |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
on |
|
|
|
|
5.1.1.5 |
Error Check |
wird bearbeitet |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
on |
|
|
|
5.1.1.6 |
Extended |
ohne |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
|
|
5.1.1.7 |
Functions |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Watchdog |
eingeschaltet |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
|
5.1.1.8 |
Update |
normaler |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
off |
5.1.1.9 |
Firmware |
Betrieb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabelle 5.1: Standard-Einstellungen, Koppler
5.1.1.2 Einstellung der Baudrate
Die Baudrate wird mittels DIP-Schalter FR 1 bis FR 3 eingestellt.
Baudrate |
Baudrate |
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 |
|
|
|
|
|
Tabelle 5.2: Baudraten, Koppler
Die Standard-Einstellung ist 9600 Baud.
26 |
MODBUS / Konfiguration |
01.10.99
5.1.1.3 Fehlererkennung, Länge der Zeichenfolge
Zu jedem Byte kann zusätzlich ein Parity Bit gesendet werden. Mit Hilfe des Parity Bit werden Fehler in der Datenübertragung erkannt. Man unterscheidet zwischen gerader (Even Parity), ungerader (Odd Parity) und keiner (No Parity) Paritätsprüfung.
Dazu wird die Anzahl der gesetzten Bits (=1) in den übertragenen Datenbytes gezählt. Bei der Übertragung der Zeichenfolge 1100 0101 ist beispielsweise die Anzahl der gesetzten Bits gerade, nämlich 4. Wurde die Einstellung eines Even Parity Bit gewählt, so wird dieses in diesem Fall zu 0 gesetzt, damit die Anzahl der gesetzten Bits immer noch gerade bleibt. Analog dazu würde das Odd Parity Bit zu 1 gewählt, damit die Anzahl der gesetzten Bits ungerade wird.
Diese Art der Fehlererkennung ist bei einem Fehler gesichert, bei mehreren Fehlern aber unter Umständen nicht mehr gewährleistet. Falls der Koppler einen Parity-Fehler erkennt, wird der Frame ignoriert und erst nach erneutem ‘Start of Frame’ kann ein neuer Frame empfangen werden.
Falls der Slave fehlerhafte Frames empfängt, werden diese nicht beantwortet. Der Master erkennt diesen Fehler dadurch, dass nach voreingestellter Zeit (Time-out) kein entsprechender Frame empfangen wird.
Beim MODBUS-Koppler 750-312 kann ein Parity Bit an jedes Byte angehängt werden. Die Datenlänge kann zu 7 oder 8 Bit gewählt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, 1 bis 3 Stop Bits einzufügen.
Byte Frame |
Datenlänge |
Stop Bits |
FR4 |
FR5 |
FR6 |
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
Tabelle 5.3: Byte Frame, Koppler
Die Standard-Einstellung ist No Parity, 8 Bit Datenlänge und 1 Stop Bit.
Der DIP-Schalter FR6 wird bei der Übertragung im RTU-Modus ignoriert, da das Format bei diesem Modus auf 8 Bit festgelegt ist.
MODBUS / Konfiguration |
27 |
01.10.99
5.1.1.4 End of Frame Time
Die End of Frame Time ist die Ruhezeit nach einem Frame, die benötigt wird, um den Repeater im Slave umzuschalten. Diese Zeit muss so bemessen sein, dass Lücken während eines Frames nicht zur fehlerhaften Erkennung von End of Frame Time führen. Die Einstellung der End of Frame Time erfolgt mittels DIP-Schalter P1 bis 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 |
|
|
|
|
Tabelle 5.4: End of Frame Time, Koppler
Die Standard-Einstellung ist 3 x Frame Time. Die Einstellungen 1 ms, 10 ms und 50 ms sind erst ab Firmware-Version 2.5 des MODBUS-Kopplers implementiert.
5.1.1.5 ASCII-/RTU-Modus
Es gibt zwei unterschiedliche Übertragungsmodi beim MODBUS:
ASCII-Modus: |
Jedes Byte (8 Bit) wird als 2 ASCII-Zeichen gesendet. |
Vorteil: |
Es werden darstellbare Zeichen übertragen. Die Lücken zwischen |
|
den Zeichen müssen nicht beachtet werden, sofern sie eine Sekunde |
|
nicht überschreiten. |
RTU-Modus: |
Jedes Byte (8 Bit) besteht aus zwei 4 Bit hexadezimalen Zeichen. |
Vorteil: |
Da für jedes Byte nur 1 Zeichen übertragen wird, wird ein höherer |
|
Datendurchsatz erreicht, als beim ASCII-Modus. |
Die Einstellung erfolgt mittels DIP-Schalter P4.
Modus |
P4 |
|
|
ASCII |
off |
|
|
RTU |
on |
|
|
Tabelle 5.5: ASCII-/RTU-Modus, Koppler
Die Standard-Einstellung ist RTU-Modus.
28 |
MODBUS / Konfiguration |
01.10.99
5.1.1.6 Error Check
Aus dem zu übertragenden Frame im Sender (übergeordnete Steuerung) wird eine Prüfsumme (CRC) errechnet. Diese wird im Frame zum Empfänger (Koppler) übertragen. Wenn der Error Check aktiviert ist, wird diese Prüfsumme mit der nach derselben Vorschrift errechneten Prüfsumme im Koppler verglichen. Ein Fehler wird durch die rote LED ‘CRC’ gemeldet.
Achtung:
Diese Option darf nicht während des laufenden Betriebs eingestellt werden!
Der Error Check wird mit dem DIP-Schalter P5 eingestellt.
Error Check |
P5 |
|
|
ignoriert |
off |
|
|
wird bearbeitet |
on |
|
|
Tabelle 5.6: Error Check, Koppler
Die Standard-Einstellung ist der eingeschaltete Error Check.
5.1.1.7 Extended Functions
Die Register für weitere interne Diagnosemöglichkeiten (Extended Functions) im Adressraum des Kopplers sind noch nicht verfügbar. Daher ist der DIP-Schalter P6 immer in der Standard-Einstellung (off) zu belassen.
Extended Functions |
P6 |
|
|
ohne |
off |
|
|
verfügbar |
on |
|
|
Tabelle 5.7: Extended Functions, Koppler
In der Standard-Einstellung sind die weiteren Diagnosemöglichkeiten abgeschaltet.
MODBUS / Konfiguration |
29 |
01.10.99
5.1.1.8 Watchdog
Der Watchdog dient zur Überwachung der Datenübertragung zwischen übergeordneter Steuerung und Koppler. Falls nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit keine Kommunikation erfolgt ist, wird der Knoten in einen sicheren Zustand gefahren, d. h. die digitalen Ausgänge des Knotens werden auf 0 und die analogen Ausgänge auf den Minimalwert gesetzt (z. B. bei 4...20 mA auf 4 mA).
Der Watchdog wird mit dem DIP-Schalter P7 eingeschaltet.
Watchdog |
P7 |
|
|
eingeschaltet off
ausgeschaltet on
Tabelle 5.8: Watchdog, Koppler
Die Standard-Einstellung ist der eingeschaltete Watchdog.
Die Ansteuerung des Watchdog wird im Kapitel 5.3.2 ausführlich beschrieben.
5.1.1.9 Update Firmware
Der DIP-Schalter P8 gibt das Laden einer neuen Firmware frei. Diese Funktion ist noch nicht implementiert, daher ist der Schalter immer in der Standard-Einstellung (off) zu belassen.
Achtung:
Der DIP-Schalter P8 darf nur zum Update der Firmware umgeschaltet werden. Ein Umstellen während des laufenden Betriebs kann zu Fehlfunktionen führen!
Update Firmware |
P8 |
|
|
normaler Betrieb |
off |
|
|
Update Firmware |
on |
|
|
Tabelle 5.9: Update Firmware, Koppler
Die Standard-Einstellung ist der normale Betrieb.
30 |
MODBUS / Konfiguration |
01.10.99
5.1.2 Datenaustausch zwischen MODBUS-Master und Busklemmen
Der Datenaustausch zwischen MODBUS-Master und Koppler erfolgt über bitoder byteweises Lesen und Schreiben.
Im Koppler gibt es 4 verschiedene Typen von Prozessdaten:
∙Eingangsworte
∙Ausgangsworte
∙Eingangsbits
∙Ausgangsbits
Die Adressen der Datenworte im Prozessabbild der Eingänge und der Ausgänge sind im nachstehenden Schaubild dargestellt:
Bild 5.2: Datenaustausch zwischen MODBUS-Master und Busklemmen
MODBUS / Konfiguration |
31 |
01.10.99
Der wortweise Zugriff auf die digitalen Einund Ausgangsklemmen erfolgt entsprechend folgender Tabelle:
Digitale Eingänge/ |
8. |
7. |
6. |
5. |
|
4. |
3. |
2. |
1. |
16. |
15. |
14. |
13. |
|
12. |
11. |
10. |
9. |
Ausgänge |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Prozessdatenwort |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
|
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
|
Bit |
Bit |
Bit |
Bit |
|
15 |
14 |
13 |
12 |
|
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
|
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Byte |
|
|
|
High-Byte |
|
|
|
|
|
|
Low-Byte |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
D0 |
|
|
|
||
Tabelle 5.10: Zuordnung digitale Eingänge/Ausgänge zum Prozessdatenwort, Koppler |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
5.1.3 Adressierung der Busklemmen
∙Die Anordnung der Busklemmen in einem Knoten ist beliebig.
∙Die Adressierung der Busklemmen ist auf den dazugehörigen Koppler bezogen.
∙Die Adressierung ist wortweise organisiert und beginnt sowohl bei Eingängen als auch bei Ausgängen mit der Wortadresse ‘0’.
∙Die Adressierung der Busklemmen entspricht der Reihenfolge ihrer Anordnung hinter dem Koppler. Die Adressierung beginnt mit den Busklemmen, die ein oder mehr Worte pro Kanal belegen. Die Adressen der Busklemmen, die ein oder zwei Bit pro Kanal belegen, schließen sich daran an. Die Anzahl der Einund Ausgangsbits bzw. –bytes entnehmen Sie bitte den entsprechenden Datenblättern der Busklemmen.
∙Die Adressierung der Busklemmen, die ein oder zwei Bit pro Kanal belegen, erfolgt ebenfalls wortweise. D. h. jeweils 16 Einbzw. Ausgänge sind einem Wort zugeordnet. Falls weniger Kanäle vorhanden sind, bleiben die übrigen Bits des Wortes frei bzw. sind für Erweiterungen reserviert.
∙Wenn ein Knoten durch zusätzliche Busklemmen erweitert wird, für die ein oder mehr Worte pro Kanal vergeben sind, verschieben sich die Adressen der Busklemmen mit ein oder zwei Bit pro Kanal entsprechend.
Datenbreite ÿ 1 Wort / Kanal |
Datenbreite = 1 Bit / Kanal |
Analoge Eingangsklemmen |
Digitale Eingangsklemmen |
Analoge Ausgangsklemmen |
Digitale Ausgangsklemmen |
Eingangsklemmen für Thermoelemente |
Digitale Ausgangsklemmen mit Diagnose (2 Bit / Kanal) |
Eingangsklemmen für Widerstandssensoren |
Einspeiseklemmen mit Sicherungshalter / Diagnose |
Pulsweiten Ausgangsklemmen |
Solid State Lastrelais |
Schnittstellenklemmen |
Relaisausgangsklemmen |
Vor-/Rückwärtszähler |
|
Busklemmen für Winkelund Wegmessung |
|
Tabelle 5.11: Datenbreite der Busklemmen |
|
|
|
32 |
MODBUS / Konfiguration |
01.10.99
5.1.4 Beispielapplikation
Im folgenden Bild ist ein Beispiel für ein Prozessabbild der Eingänge dargestellt. Die Konfiguration besteht aus 10 digitalen und 8 analogen Eingängen. Das Prozessabbild hat somit eine Datenlänge von 8 Worten für die analogen und 1 Wort für die digitalen Eingänge, also 9 Worte.
Bild 5.3: Beispiel für Prozessabbild der Eingänge, Koppler
MODBUS / Konfiguration |
33 |
01.10.99
Die folgende Konfiguration besteht aus 2 digitalen und 4 analogen Ausgängen. Sie ist ein Beispiel für das Prozessabbild der Ausgänge. Es besteht aus 4 Worten für die analogen und einem Wort für die digitalen Ausgänge.
Bild 5.4: Beispiel für Prozessabbild der Ausgänge, Koppler
34 |
MODBUS / Konfiguration |
01.10.99