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JUMO LOGOSCREEN 601/700 Bildschirmschreiber Schnittstellenbeschreibung Modbus 70653000T92Z000K000 V3.00/DE/00710354/2023-12-06...
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Inhalt Inhalt Sicherheitshinweise ..........5 Warnende Zeichen .
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Inhalt Modbus-Frames..........39 Allgemeines .
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Sicherheitshinweise 1 Sicherheitshinweise Warnende Zeichen GEFAHR! Dieses Zeichen weist darauf hin, dass ein Personenschaden durch Stromschlag eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG! Dieses Zeichen in Verbindung mit dem Signalwort weist darauf hin, dass ein Personenschaden eintre- ten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
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Schnittstellen am Gerät 2 Schnittstellen am Gerät Lage der Schnittstellen Der Bildschirmschreiber verfügt serienmäßig über eine serielle Schnittstelle und eine Ethernet-Schnitt- stelle. Die serielle Schnittstelle ist als RS232- oder RS485-Schnittstelle konfigurierbar und unterstützt das Modbus-Protokoll (Modbus RTU) als Master oder Slave. Alternativ kann ein Barcode-Scanner ange- schlossen werden.
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2 Schnittstellen am Gerät Konfiguration HINWEIS! Die Konfigurationsparameter und deren Einstellungen sind der Betriebsanleitung des Bildschirmschrei- bers zu entnehmen (Konfiguration > Serielle Schnittstelle). Ethernet-Schnittstelle Anschluss HINWEIS! Zum Anschluss der Ethernet-Schnittstelle ist eine RJ45-Patch-/Crossover-Leitung (CAT5 oder höher) zu verwenden. VORSICHT! Das Gerät ist nicht zum Anschluss an einen PoE-Port (Power over Ethernet) geeignet. Es besteht die Gefahr, dass das Gerät beschädigt wird.
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Modbus-Protokollbeschreibung 3 Modbus-Protokollbeschreibung Master-Slave-Prinzip Die Kommunikation zwischen einem Master- und einem Slave-Gerät mit Modbus findet nach dem Mas- ter-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.
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Zeitlicher Ablauf der Kommunikation Zeichenübertragungszeit Die Zeichenübertragungszeit (Zeit für die Übertragung eines Zeichens mit 8 Datenbits) ist abhängig von der Baud rate und der Bitanzahl des Zeichens (siehe Tabelle zum Datenformat): Zeichenübertragungszeit [ms] = 1000 × Bitanzahl/Baudrate Baudrate[Bd] Bitanzahl Zeichenübertragungszeit[ms] 115200...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung stellte Wert (die interne Bearbeitungszeit ist länger), der Bildschirmschreiber antwortet dann unmittelbar nachdem die interne Bearbeitung abgeschlossen ist. Eine eingestellte Zeit von 0 ms bedeutet, dass der Bildschirmschreiber mit der maximal möglichen Geschwindigkeit antwortet. Die einstellbare minimale Antwortzeit wird bei der RS485-Schnittstelle vom Master benötigt, um die Schnittstellentreiber von Senden auf Empfangen umzustellen.
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Geräteadresse Die Geräteadresse ist zwischen 1 und 254 einstellbar. Jeder Modbus-Teilnehmer muss eine ein- deutige Geräteadresse haben. Um die angeschlossenen Teilnehmer anzusprechen, gibt es folgende Varianten des Datenaustauschs: Query Dies ist eine Datenanfrage/Anweisung des Masters an einen Slave über die entsprechende Gerätead- resse (1 bis 254).
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.6.1 Lesen von n Worten Mit dieser Funktion werden n Worte ab einer bestimmten Adresse gelesen. Datenanfrage Slave-Adresse Funktion Adresse Wortanzahl Checksumme 0x03 oder 0x04 erstes Wort 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Antwort Slave-Adresse Funktion Anzahl...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.6.2 Schreiben eines Wortes Bei der Funktion Wortschreiben sind die Datenblöcke für Anweisung und Antwort identisch. Anweisung Slave-Adresse Funktion Wort-Adresse Wort-Wert Checksumme 0x06 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte Antwort Slave-Adresse Funktion Wort-Adresse Wort-Wert Checksumme 0x06 1 Byte...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Übertragungsformate (Integer-, Float- und Text-Werte) Zum Auslesen von Integer-, Float, Double- und Text-Werten wird die Funktion 0x03 oder 0x04 (Lesen von n Worten) verwendet. Datenanfrage Slave-Adresse Funktion Adresse Wortanzahl Checksumme 0x03 oder 0x04 erstes Wort 1 Byte 1 Byte 2 Byte 2 Byte 2 Byte...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.7.2 Float-Werte Modbus arbeitet bei Float-Werten mit dem IEEE-754-Standard-Format (32 Bit), allerdings mit dem Un- terschied, dass Byte 1 und 2 mit Byte 3 und 4 vertauscht sind. Single-Float-Format (32 Bit) nach Standard IEEE 754 SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM Byte 1 Byte 2...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.7.3 Text-Werte (Zeichenketten) Zeichenketten werden im ASCII-Format übertragen. HINWEIS! Als letztes Zeichen muss immer ein „\0“ (ASCII-Code 0x00) als Ende-Kennung übertragen werden. Da- nach folgende Zeichen haben keine Bedeutung. Da die Übertragung von Texten wortweise (16 Bit) erfolgt, wird bei einer ungeraden Zeichenanzahl (inkl. „\0“) zusätzlich 0x00 angehängt.
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Checksumme (CRC16) Berechnungsschema Anhand der Checksumme (CRC16) werden Übertragungsfehler erkannt. Wird bei der Auswertung ein Fehler festgestellt, antwortet das entsprechende Gerät nicht. CRC = 0xFFFF CRC = CRC XOR ByteOfMessage For (1 bis 8) CRC = SHR(CRC) if (rechts hinausgeschobenes Flag = 1 then else CRC = CRC XOR 0xA0001...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Fehlermeldungen 3.9.1 Modbus-Fehlercodes Das Slave-Gerät antwortet nicht In folgenden Fällen antwortet der Slave nicht: • Baudrate und/oder Datenformat von Master und Slave stimmen nicht überein • verwendete Geräteadresse stimmt nicht mit der im Protokoll enthaltenen Slave-Adresse überein • Checksumme (CRC) ist nicht korrekt •...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.9.2 Fehlermeldungen bei ungültigen Werten Bei Messwerten im Float-Format wird der Fehler im Wert selbst dargestellt, d.h. anstatt des Messwerts ist der Fehlercode enthalten. Fehlercode bei Float-Werten Fehler 1,0 × 10 Messbereichsunterschreitung 2,0 × 10 Messbereichsüberschreitung 3,0 × 10 Wert ungültig/Integrator oder Statistik zerstört 4,0 ×...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung 3.9.3 Fehlercodes als Integer-Rückgabewerte HINWEIS! Die folgende Tabelle enthält Fehlercodes, die für unterschiedliche Geräte gelten. Das vorliegende Gerät unterstützt ggf. nur einen Teil der hier angegeben Fehlercodes. Bei einigen längeren Abläufen (z. B. der E-Mail-Versand oder die aktive Übertragung von Frames als Modbus-Master) wird am Ende ein Fehlercode in ein Ergebnisfeld oder die Ereignisliste eingetragen.
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Fehlercode Beschreibung Keine DB-Nummer Bildaufbau von SPS Keine DB-Nummer für Prozesswerte von SPS Drucker belegt oder nicht bereit Sollwert 1 wurde nicht programmiert Drucker einstellen (konfig. / Schnittstelle) Nur möglich, wenn Gerät im HAND-Mode Selbstoptimierung läuft bereits Zeitachse abgelaufen oder nicht programmiert Zeitachse kann nicht kopiert werden Zeitachse nicht vorhanden Programm-Änderung ist gesperrt...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Fehlercode Beschreibung Kann RAM nicht finden RTC-Laufzeitüberschreitung ID existiert nicht Index zu groß (Überlauf) Daten nicht gültig Ungültiger Parameter String ohne Nullzeichen Time-out-Überschreitung bei der Initialisierung Wert darf nicht beschrieben werden Logeintrag mit Fehlerbits, die Debug-Modus auslösen Fehlerliste: E-Mail-Versand über Modem und Ethernet Schrittfehler im Zustandsautomat Ungültige Antwortlänge Kein CONNECT vom Modem...
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3 Modbus-Protokollbeschreibung Fehlercode Beschreibung Unbekannter UDP-Port TCP-Checksumme falsch TCP-Port falsch Unbekannte TCP-SYN-Option Unbenutzter TCP-Port Unbekannte POP3-Antwort Unbekannte SMTP-Antwort Unbekannter DNS-Name Kein MD5 bei CHAP angefordert Authentifizierungs-Fehler Abbruch von Gegenseite Fehler beim TCP-Socket anlegen Fehler beim TCP-Socket binden Fehler beim TCP-Connect Fehler beim TCP-Telegramm senden Fehler beim TCP-Socket schließen Fehler beim TCP-Listen...
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Serielle Übertragungsmodi 4 Serielle Übertragungsmodi Die serielle Schnittstelle ist als RS232- oder RS485-Schnittstelle konfigurierbar. Die Schnittstelle kann im Modbus-Slave-Betrieb zum Beispiel zum Anschluss an eine SPS, an einen PC mit Visualisierungsoftware oder an ein SCADA-System verwendet werden. Im Modbus-Master-Betrieb können externe Geräte als Modbus-Slave angeschlossen werden, z. B. Reg- ler, Steller oder Sensoren.
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4 Serielle Übertragungsmodi Modbus-Master-Betrieb über serielle Schnittstelle Schnittstellenparameter + Konfiguration der Frames RS232/ RS485 Modbus- 32 Lese- Treiber Slave Frames Bildschirm- schreiber 32 Schreib- Modbus- Frames Slave Wenn der Bildschirmschreiber als Master konfiguriert wurde, kann er auf dem Bus Anfragen an Slaves senden.
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4 Serielle Übertragungsmodi Ist der konfigurierte Abfragezyklus größer als die verbrauchte Istzeit, die zur Abfrage nötig ist, wartet der Bildschirmschreiber mit dem Abarbeiten des nächsten Zyklus‘ und minimiert so die Busbelastung. Ist der konfigurierte Abfragezyklus zu klein, werden ohne Pause alle konfigurierten Frames komplett zyklisch abgearbeitet.
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Ethernet-Übertragungsmodi 5 Ethernet-Übertragungsmodi Modbus/TCP Modbus/TCP nutzt Ethernet als Übertragungsstandard. Hierbei können zwei Übertragungsmöglichkei- ten genutzt werden: • Modbus/TCP Slave zum Übertragen einzelner Werte • Modbus/TCP Master zum Übertragen ganzer Datenframes Der Vorteil des Einsatzes von Modbus/TCP und der Ethernet-Schnittstelle liegt in der höheren Ge- schwindigkeit und der firmenweiten Erreichbarkeit der angeschlossenen Geräte.
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5 Ethernet-Übertragungsmodi Beispiel: Lesen von n Worten Lesen der IP-Adresse des Geräts. Es handelt sich hier im Beispiel um die Adresse 10.10.1.69. Da jeder Bereich der IP-Adresse in einem Wort abgelegt wird, ist es hier erforderlich, dass 4 Worte, das sind 8 Byte, eingelesen werden.
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5 Ethernet-Übertragungsmodi Vernetzung bei Modbus/TCP Das nachfolgende Bild gibt einen Überblick über die Vernetzung bei Verwendung des Modbus/TCP-Pro- tokolls: Ethernet Frame Modbus/TCP-Master Modbus/TCP-Slave Modbus/TCP-Slave IP = x.x.x.x IP = x.x.x.y IP = x.x.x.z (z. B. PC/SCADA) (z. B. Bildschirmschreiber) (z. B. Modbus-Gateway) Frame Frame Unit-ID = 0xFF...
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5 Ethernet-Übertragungsmodi Modbus-Slave bei Modbus/TCP Hierbei arbeitet der Bildschirmschreiber als Slave und steht für Anfragen des Modbus-Master auf dem Bus zur Verfügung. Ein Master kann alle Gerätevariablen entsprechend der Modbus-Adresstabellen die- ses Slaves abfragen. Kapitel 7 „Modbus-Adresstabellen“, Seite 49 HINWEIS! Nur zwei Modbus-Master (Clients) können per Modbus/TCP gleichzeitig auf diesen Slave (Server) zu- greifen.
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5 Ethernet-Übertragungsmodi E-Mail (SMTP) Der Bildschirmschreiber kann E-Mails (z. B. Alarme) senden. Er ist in diesem Fall Master ( Client) und kann SMTP-Server am Standard-Port (25) ansprechen. Typische Vernetzung im Firmennetzwerk Setup-PC IP=x.x.x.x IP=x.x.x.x Weltweites Internet Lokales Andere Subnetz Subnetze Proxy Gateway IP=x.x.x.x...
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5 Ethernet-Übertragungsmodi Parameter für E-Mail und Mailserver Die Konfigurationsparameter und deren Einstellungen sind der Betriebsanleitung des Bildschirmschrei- bers zu entnehmen (Konfiguration – nur im Setup-Programm > E-Mail). HINWEIS! Der Mailserver muss sich im Firmen-Netzwerk befinden (nicht im Internet bzw. ohne Proxy-Adressierung erreichbar)! Dieser Mailserver sollte in der Lage sein, E-Mails auch in das Internet weiterzuleiten.
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Modbus-Frames 6 Modbus-Frames Allgemeines Der Bildschirmschreiber bietet dem Anwender die Möglichkeit, Modbus-Frames individuell für seine Ap- plikation zusammenzustellen. Dadurch wird ein Höchstmaß an Flexibilität erreicht und der Datenaus- tausch auf dem Bus reduziert. Dies bringt einen wesentlichen Vorteil hinsichtlich der Übertragungsgeschwindigkeit. Diese verbessert sich dadurch, dass viele Variablen in ein großes Datenpaket zusammengefasst werden und somit weni- ger Protokoll-Overhead und weniger Wechsel zwischen Frage und Antwort den Bus belasten.
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6 Modbus-Frames HINWEIS! Bei aktiver Übertragung als Modbus-Master werden Wiederholungsfehler in die Ereignisliste eingetra- gen. Entsprechende Fehlercodes sind dem Kapitel 3.9.3 „Fehlercodes als Integer-Rückgabewerte“, Seite 24, zu entnehmen. Fehlerüberwachung Jeder Frame wird auf Datenübertragung überwacht. Im Falle eines Fehlers wird das entsprechende Feh- lerflag gesetzt, ein Fehlercode zusätzlich zu jedem Frame abgelegt und ein Eintrag in die Ereignisliste geschrieben.
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6 Modbus-Frames Zusammenstellen von Modbus-Frames Die Funktionen „Modbus-Frames zum Lesen“ und „Modbus-Frames zum Schreiben“ stehen im Setup- Programm im Navigationsbaum unter Nur Setup. 6.3.1 Modbus-Frames zum Lesen Mit dieser Funktion lassen sich bis zu 32 Modbus-Frames zum Lesen von Prozesswerten externer Ge- räte (über Schnittstelle) individuell für die jeweilige Gegenseite zusammenstellen.
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6 Modbus-Frames Parameter Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Kommentar Frame 01 Kommentar zur näheren Bezeichnung des Frames Werkseitig eingestellten Text verwenden oder Text editieren. Schnittstelle Die Auswahl entscheidet, ob der Frame aktiv als Master übertragen wird oder nur für Abfragen als Slave zur Verfügung steht. Im Falle von Modbus-Master wird auch die Schnittstelle vorgegeben, an welcher betreffende Frame verwendet wird.
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6 Modbus-Frames Editieren Nach Betätigen der Schaltfläche „Editieren“ öffnet sich dieses Fenster: Parameter Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Externer Eingang Externe Prozesswerte (Analogeingänge, Digitaleingänge, Texte) Keine Auswahl Kein Prozesswert ausgewählt Prozesswert auswählen Selektor zur Auswahl eines Prozess- werts Datentyp Der Datentyp wird in Abhängigkeit von der Art des externen Eingangs voreinge- stellt.
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6 Modbus-Frames Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Faktor Durch Verwendung des Faktors ist es zum Beispiel möglich, Fließkommawerte im Integer-Format zu übertragen. Der Sender muss die Daten vor dem Senden mit dem entsprechenden Faktor multiplizieren. Im Empfänger müssen die Daten durch denselben Wert dividiert werden. kompletter Float-Bereich erlaubt, De- Dieser Faktor dient dazu, Werte bei der faultwert = 1.0...
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6 Modbus-Frames Parameter Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Kommentar Frame 1 Kommentar zur näheren Bezeichnung des Frames Werkseitig eingestellten Text verwenden oder Text editieren. Schnittstelle Die Auswahl entscheidet, ob der Frame aktiv als Master übertragen wird oder nur für Abfragen als Slave zur Verfügung steht. Im Falle von Modbus-Master wird auch die Schnittstelle vorgegeben, an welcher der betreffende Frame verwendet wird.
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6 Modbus-Frames Editieren Nach Betätigen der Schaltfläche „Editieren“ öffnet sich dieses Fenster: Parameter Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Prozesswert Prozesswerte des Bildschirmschreibers (Analogsignale, Digitalsignale, Texte) Keine Auswahl Kein Prozesswert ausgewählt Prozesswert auswählen Selektor zur Auswahl eines Prozess- werts Datentyp Der Datentyp wird in Abhängigkeit von der Art des Prozesswerts voreingestellt. Er kann anschließend geändert werden.
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6 Modbus-Frames Parameter Auswahl/Einstellungen Beschreibung Faktor Durch Verwendung des Faktors ist es zum Beispiel möglich, Fließkommawerte im Integer-Format zu übertragen. Der Sender muss die Daten vor dem Senden mit dem entsprechenden Faktor multiplizieren. Im Empfänger müssen die Daten durch denselben Wert dividiert werden. kompletter Float-Bereich erlaubt, De- Dieser Faktor dient dazu, um Werte bei faultwert = 1.0...
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6 Modbus-Frames Beispiele für die Möglichkeiten bei der Datenübertragung mit Frames Zwischen dem Inhalt der Variablen im Bildschirmschreiber und dem Datenformat auf der Gegenseite be- stehen flexible Anpassungsmöglichkeiten. Der aus dem Selektor ausgewählte Prozesswert bestimmt das Datenformat innerhalb des Bildschirmschreibers, die Auswahl unter „Datentyp“ bestimmt das Da- tenformat im Modbus-Frame bzw.
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Modbus-Adresstabellen 7 Modbus-Adresstabellen HINWEIS! Diese Tabellen sind für externe Geräte von Bedeutung, die als Modbus-Master auf den Bildschirmschrei- ber (als Modbus-Slave konfiguriert) zugreifen. Alternativ können externe Geräte auch unter Verwendung der Modbus-Frames auf den Bildschirmschreiber zugreifen. HINWEIS! Wenn der Bildschirmschreiber über seine IP-Adresse angesprochen wird (Modbus-Slave), ist die Gerä- teadresse 255 zu verwenden.
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7 Modbus-Adresstabellen Adressen des Bildschirmschreibers In den folgenden Tabellen sind wichtige Gerätedaten, Prozesswerte und Konfigurationsparameter des Bildschirmschreibers mit ihrer Adresse, dem Datentyp und der Zugriffsart aufgeführt. 7.2.1 Typen 706521 und 706530 Gerätedaten: Versionen, Adressen, Datum/Uhrzeit Adresse Datentyp Zugriff Bezeichnung Hex. Dez.
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7 Modbus-Adresstabellen Adresse Datentyp Zugriff Bezeichnung Hex. Dez. 0x00AE Char[22] Fabrikationsummer 0x00B9 Uint16 Nur bei Typ 706530: 0x00BA Uint32 Softwareversion Option 4 (Slot 4) 0x00BC Uint16 0x00BD Uint16 Interne SW-Version 0x00BE Uint32 VdN-Nummer 0x00C0 Uint32 HW-Version 0x00C2 Char[22] Fabrikationsummer 0x1000 4096 Word Uhr: Jahr...
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7 Modbus-Adresstabellen Adresse Datentyp Zugriff Bezeichnung Hex. Dez. 0x1024 4132 Float Durchfluss 1 Frequenz (Umdrehungen pro Minute) Für Zählerwerte von -99999 bis +99999: 0x1026 4134 Float Zählerstand Zähler 1 0x1028 4136 Float Zählerstand Zähler 2 0x102A 4138 Float Zählerstand Zähler 3 0x102C 4140 Float...