Anhang: Modbus-Schnittstelle; Einleitung; A.1.1 Modbus-Protokoll - Endress+Hauser WirelessHART-Fieldgate SWG70 Betriebsanleitung

A Anhang: Modbus-Schnittstelle
Modbus - Übersicht
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A

Anhang: Modbus-Schnittstelle

A.1

Einleitung

A.1.1 Modbus-Protokoll

Modbus ist ein quasi-industrieller Standard, der vor einigen Jahren durch Gould-Modicon
entwickelt worden ist. Es bietet einen Nachrichtenservice an, der auf einer Vielzahl von
Bitübertragungsschichten läuft. Für Fieldgate SWG70 gibt es zwei Möglichkeiten für die
Verbindung mit Modbus:
• Modbus RTU (bzw. seriellen Modbus) kann Punkt-zu-Punkt zur einer RS485C-Schnittstelle
verbunden sein, wie in Kapitel 5.4 beschrieben.
• Modbus TCP (auch als Modbus TCP/IP bekannt) kann an eine Ethernet-Schnittstelle
angeschlossen werden, wie in Kapitel 5.3 beschrieben.
Das Modbus-Protokoll tauscht Daten in einem Master-Slave-Verhältnis aus. Jeder Slave hat eine
Adresse: Daten werden durch ihren Standort im Adressenregister des Slaves identifiziert. Bestimmte
Eigenschaften des Modbus-Protokolls sind festgelegt, wie das Rahmenformat, die Rahmen-
reihenfolgen, Behandlung von Kommunikationsfehlern, usw. Andere Eigenschaften sind benutzer-
spezisch; diese schließen Übertragungsmedium, Baudrate, Parität, Zahl von Stoppbits und Über-
tragungsmodi ein. Kapitel 8.3 beschreibt, wie Ethernet und serielle Schnittstellen eingerichtet
werden können. Der Inhalt der Daten, die durch das Protokoll übertragen werden, ist frei
auswählbar.
Das Modbus-Protokoll steuert den Fragen- und Anwortzyklus zwischen Master und Slaves. Nur der
Master kann eine Transaktion einleiten. Eine Frage und eine Antwort kann nur einen einzelnen
Slave miteinbeziehen, oder sie kann in Form eines Rundrufs ausgeführt werden. In diesem Fall gibt
der Slave keine Antwort. Die Frage wird in einen Rahmen gepackt, der die Adresse des Empfängers,
die Aufgabe des Slaves, die notwendige Daten und eine Fehlerprüfung enthält. Der Slave überprüft,
ob Fehler aufgetreten sind und führt die gewünschte Aktion durch. Nachdem die Aktion
durchgeführt ist, baut der Slave die Antwort auf und schickt sie zum Master zurück. Der Master
kann eine weitere Mitteilung aussenden, sobald er eine gültige Antwort erhält oder auch nach
einem "Timeout".
Daten können in zwei Betriebsmodi ausgetauscht werden: ASCII (amerikanischer Standard-Code
für Informations-Austausch) und RTU (Fernmeldeendstelle). Die wesentlichen Unterschiede
zwischen ihnen sind die Art der Fehlerkontrolle der Mitteilung und die Anzahl von benutzten
Zeichnen. Fieldgate SWG70 unterstützt nur RTU. Modbus bietet mehrere Lese-, Schreib- und
Testfunktionen an, die durch eine Kennziffer identifiziert werden. Sie sind als Steuerbefehle für
Sensoren und Aktoren entworfen, z. B. Spulen, Eingaberegister, Ausgaberegister, Diagnose und
Prüfberichte, Programme, Polling und Reset. Für Modbus TCP wird das serielle Telegramm einfach
in das Ethernet-Telegram eingefügt. Darüber hinaus werden nicht alle Funktionscodes unterstützt.
Modbus RTU
Standard-Konformität "Modbus über serielle Leitung" V1
Physikalische Schicht RS-485
Übertragungsmodus RTU (Binärmodus)
Baudraten 1200 Bit/s, 2400 Bit/s, 4800 Bit/s,
9600 Bit/s, 19200 Bit/s, 38400 Bit/s,
57600 Bit/s, 115200 Bit/s
Parität Ungerade, gerade, keine
Stoppbits 1; 1,5; 2
Geräteadresse 1...247
Port-Nr. –
Kapazitäten • Input Register beginnen an Modbus-Adresse 30013
• Dynamische Variablen von HART Command 3 werden in den Input-Registern abgebildet
• 2 Input-Register bilden eine einzige dynamische HART-Variable ab
• 32 Bit HART-Fließkommaformat wird verwendet
• Statusinformationen werden auf dedizierten Input-Registern abgebildet
WirelessHART Fieldgate SWG70
Modbus TCP
"Modbus über TCP" V1
Ethernet
TCP
100 MBit/s
–
–
–
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Endress+Hauser