MODBUS RTU System

Technische Beschreibung und Aufbau

Technische Information

MODBUS

COMM Parameter

MB Holding Register Address 3Access RW, NWMinimum value 0Maximum value 65535Bit [15:8] ……...

.

.

.

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr.

deutsch

Inhaltsübersicht

1 Allgemeine Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Bestimmungsgemäße Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Symbolerklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Der MODBUS RTU (Remote Terminal Unit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3 Hardware Installation (Bus Topologie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1 Zweidraht-MODBUS-Topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.2 MODBUS Strukturierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4 Physikalische MODBUS Übertragungsschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Anzahl Geräte an einem Bussegment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4.2 Leitungslänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4.3 Leitungsabschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.4 Vorspannung der Leitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4.5 Anschlussbelegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.5.1 RJ45 Anschlussbelegung (lt. MODBUS Spezifikation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.5.2 Anschlüsse 4-pol Phoenix MSTB 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.5.3 Schirmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5 MODBUS Übertragungsschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5.2 Kommunikationsparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2.1 Kommunikationsparameter für MODBUS Teilnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

5.2.2 Einstellen der Slave-Adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

6 Ziehl-Abegg MODBUS-RTU Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6.2 Datenmodell und Zugriffsmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6.3 Alternative Slave-Adressierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

7 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157.1 Beispiele für Bussignale (Oszilloskop Messungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7.2 Problemlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7.3 Herstellerhinweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

7.4 Servicehinweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Technische Information MODBUS RTU System

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 2/16

1 Allgemeine Beschreibung

1.1 Bestimmungsgemäße VerwendungDiese technische Information ist nur zusammen mit der entsprechenden Betriebsanleitung der angeschlossenen Komponenten vollständig. Daher sind ebenfalls die Sicherheitsinformatio-nen der Betriebsanleitung der angeschlossenen Komponenten zu beachten!

1.2 SymbolerklärungSicherheitshinweise werden durch ein Warndreieck hervorgehoben und je nach Gefährdungsgrad wie folgt dargestellt.

Achtung!Allgemeine Gefahrenstelle. Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden können auftreten, wenn entsprechende Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden!

InformationWichtige Zusatzinformationen und Anwendungstipps.

2 Der MODBUS RTU (Remote Terminal Unit)

2.1 EinleitungMODBUS RTU ist ein internationaler, offener Feldbusstandard. MODBUS wird als leicht zu implemen-tierendes Feldbus-Protokoll weltweit erfolgreich eingesetzt.Der Anwendungsbereich umfasst die Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung. MODBUS unterscheidet Master- und Slave-Geräte.

Master-Geräte bestimmen den Datenverkehr auf dem Bus. Ein Master darf Nachrichten ohne externe Aufforderung aussenden.

Slave-Geräte sind Peripheriegeräte. Typische Slave-Geräte sind Ein-Ausgangsgeräte, Ventile, An-triebe und Messumformer. Sie erhalten keine Buszugriffsberechtigung, d. h. sie dürfen nur empfang-ene Nachrichten quittieren oder auf Anfrage eines Masters Nachrichten an diesen übermitteln. Allgemein gilt:

• an einem Buszweig darf nur 1 Master aktiv sein (Mono-Master-Bussystem)

• an einem Buszweig können bis zu 247 Slaves adressiert werden

• die Kommunikation geht immer vom Master aus; die Slaves müssen auf Anfragen des Masters antworten

• Schutzfunktion: Prüfsumme und Paritäts-Bit

Die Netzwerkadressierung erfolgt, falls nicht anders angegeben, über den Master im Adressbereich von 1 - 247, wobei die 0 nicht verwendet werden darf und die Adresse 247 die voreingestellte Adresse ab Hersteller bezeichnet ( Kapitel 3.4.2.2)

InformationJeder Teilnehmer am Bus wird über seine Busadresse (Feldgeräte Adresse) angesprochen. Pro Bus (Kanal) darf diese Adresse nur einmal vorhanden sein. Um sicher zu sein, dass der Bus-Master auf die an der Busleitung angeschlossenen Slaves zugreifen kann, ist eine Einstellung der Slave-Adressen immer erforderlich.

MODBUS hat ebenfalls keine automatische Anpassung der Kommunikationsparameter. D.h. die Ein-stellung der Kommunikationsparameter der Leittechnik (Master) muss mit den Kommunikationspara-metern der Feldgeräte (Slave) übereinstimmen.Der Master kann auf zwei Arten mit den Feldgeräten (Slaves) kommunizieren:

• Unicast-Modus – direkte Anforderung an ein bestimmtes Feldgerät (Slave-Adresse ungleich "0"): "Regulärer" Betrieb: Master sendet Anforderung an ein Feldgerät, auf welche dieser ant-worten muss.

Technische Information MODBUS RTU System Allgemeine Beschreibung

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 3/16

• Broadcast-Modus – pauschale Anforderung an alle Feldgeräte (Slave-Adresse "0"): Der Master sendet eine Anforderung (Telegramm) an alle Busteilnehmer - um z. B. einen Notbefehl abzu-setzen, auf die keines der Feldgeräte antworten darf.

NETcon MB/TCPGateway

150 Ohm

Max 63 FFU

499

150

499

A

B

+

-

Bild 1: Strukturaufbau eines Kanals

Ein Knoten kann folgende Baugruppen darstellen: - Regelgerät, Drehzahlsteller oder Motor-Controller (Ventilator)

- Passive – Repeater (ohne Intelligenz)

Die Netzwerkkanäle können durch einen Passive - Repeater verbunden werden - Hauptkanal (zwischen Regelgerät und Passive - Repeater mit max. 63 Fans)

- Endkanal (am Ausgang eines Passive - Repeaters mit max. 63 Fans)

Achtung: Soll die "Ziehl-Abegg-Autoadressierung" verwendet werden, darf kein Repeater eingesetzt werden, da die Repeater die Autoadressierung nicht weiterleiten können.

Zum Übertragen der Informationen wird ein spezieller RS485 Transceiver mit 1/4 (1/8) UL (Unit Load) und einer Übertragungsrate von 19,2 kBd zum Anschluss von bis zu 63 Knoten verwendet. Die Verlegung muss über verdrillte Zweidrahtleitungen (TP=Twisted Pair) erfolgen. Bei diesen Leitungen muss zwingend auf die Polung geachtet werden.

3 Hardware Installation (Bus Topologie)

3.1 Zweidraht-MODBUS-TopologieDie Struktur eines MODBUS Systems ist ein reines Bussystem (Daisy - Chain). Stichleitungen sind bis 30 cm zulässig, sollten aber vermieden werden.Die Implementierung der MODBUS Lösung über serielle Leitungen basiert auf einer elektrischen "Zweidraht"-Schnittstelle (2W - MODBUS) in Anlehnung an den EIA/TIA-RS485 Standard mit Master Slave Konfiguration. Über nur zwei Drähte können alle relevanten Informationen wie Ein- und Ausgangsdaten, Parameter und Diagnosedaten für die Feldgeräte übertragen werden.

Bild 3: Allgemeine Zweidraht Topologie

Technische Information MODBUS RTU System Hardware Installation (Bus Topologie)

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 4/16

Zusätzlich zu den zwei Signaladern kann die MODBUS-Leitung zwei weitere Adern für die 24V Versorgung enthalten. Diese Spannung ist zur Versorgung der Terminals der Typenreihe "AXG" immer erforderlich. Die Spannung kann beispielsweise vom ersten Slave eingespeist werden.

AchtungEine falsche Polarität der Versorgungsspannung oder ein Vertauschen der Bus-Adern mit den Adern für die Versorgungsspannung kann zur Zerstörung der Schnittstellen führen. Wird ein RS232/RS485 Wandler (Gateway) verwendet, muss dieser eine galvanische Trennung haben.

3.2 MODBUS StrukturierungDie folgenden Abbildungen zeigen Beispiele für eine nicht segmentierte (Bild 4) und eine segmentierte (Bild 5) Busstruktur.

MasterRT + Fail Safe

integrated

Bus 1

1 2 3 62 63

RT150

Bild 4: Ein Segment mit MODBUS Master

Bus 1

1 2 63 1 2 63

Bus 1: RT deactivatedBus 2: RT activated

Bus 2RT

150 ActiveRepeater

RT150

MasterRT + Fail Safe

integrated

Bild 5: Zwei Segmente verbunden mit einem Repeater

Technische Information MODBUS RTU System Hardware Installation (Bus Topologie)

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 5/16

4 Physikalische MODBUS Übertragungsschicht

4.1 Anzahl Geräte an einem BussegmentEin Kanal darf, falls nicht anders angegeben, max. aus 63 aktiven Knoten bestehen

• MODBUS-Master

• MODBUS-Slave

• RepeaterMüssen mehr als 63 Knoten an ein Netzwerk angeschlossen werden, muss ein Passive - Repeater verwendet werden.Repeater dienen der Verbindung der Bussegmente und nehmen eine Auffrischung der Datensignale vor. Repeater ermöglichen außerdem eine Verlängerung der maximal zulässigen Leitungslänge. Durch den Einsatz von Repeatern werden die Signallaufzeiten erhöht. Daher sind jeweils zwischen zwei Stationen maximal zwei Repeater zulässig.

InformationWird ein externes Terminal (z. B. "AXG" oder "ZTG8-L") verwendet, muss die Spannungsversorgung vor einem Repeater erfolgen. Eine Versorgung über einen Repeater hinaus ist nicht möglich.

4.2 LeitungslängeBusleitung (Segment):Die Länge der Busleitung von einem Ende zum anderen darf maximal 1000 m (500 m bei CAT5/7) Gesamtleitungslänge betragen. Eventuell vorhandene Stichleitungen müssen zur Gesamtleitungs-länge hinzugerechnet werden.Durch den Einsatz von Repeatern kann die Buslänge erhöht werden (maximal 1 Repeater in Serie).

InformationWird ein externes Terminal (z. B. Typenreihe "AXG") verwendet bzw. werden Geräte (z.B. ZTG8-L) über den Bus mit Spannung versorgt, muss die maximale Leitungslänge vom Gerät bis zu seiner Spannungsversorgung je nach verwendeter Leitung und Stromverbrauch eingeschränkt werden - min. Versorgungsspannung 7 V bei 12 V und 10,8 V bei 24 V.

maximale Leitungslänge bei Anschluss externer Verbraucher:

Spannungsversorgung 12 V 24 V 12 V 24 V

Stromverbrauch 120 mA 50 mA

CAT 5/7 80 m 180 m 200 m 450 m

J-Y (St) 2x2x0,6 250 m 550 m 600 m 1000 m

AWG 22 280 m 600 m 650 m 1000 m

Stichleitungen:Werden die Zuleitungen, von der Hauptleitung zu den einzelnen Knoten, als Stichleitungen ausgeführt und die einzelnen Stichleitungen sind kürzer als 30 cm, so kann auch in diesem Fall noch von einer Bus-Topologie gesprochen werden. Für die Berechnung der Gesamtlänge müssen allerdings diese Stichleitung mit einberechnet werden. Stichleitungen sollten aber möglichst vermieden werden.

Bus 1 Stubs / Stichleitungen < 30 cm

2 1 63

Bild 6: Stichleitungen

Technische Information MODBUS RTU System Physikalische MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 6/16

InformationBei der Leitungsauswahl werden folgende Leitungstypen empfohlen (Leitungsimpedanz typisch 100 Ω)

• J-Y (St) 2x2x0,6

• CAT5/7

• AWG 22

HinweisAchten Sie bitte darauf, dass bei Leitungen mit mehr als zwei Litzen ausschließlich zwei miteinander verdrillte Litzen für die Netzwerkleitung verwendet werden. Eine Parallelverlegung mehrerer Litzen ist nicht zulässig.

OK

not OK

A (D+)

unused

B (D-)

A (D+)

B (D-)

unused

Bild 7: Leitungsanschluss

Das Hauptziel beim Aufbau des Netzwerkes muss sein, dass ein problemloser Datenverkehr in jedem Netzwerksegment möglich ist.

InformationAuf ausreichenden Abstand zu Netz- und Motorleitungen ist zu achten (min. 20cm). Die Busleitung sollte in einem getrennten, leitfähigen und geerdeten Leitungsschacht verlegt werden

4.3 LeitungsabschlussUm einen problemlosen Datentransfer auf den Leitungen zu gewährleisten, sollten Leitungsabschlüs-se (Termination) verwendet werden. Der Gesamtwiderstand von 54 Ω in einem Netzwerk ist an die Vorgaben der EIA/TIA - 485 angelehnt und sollte nicht unterschritten werden.Leitungsabschlüsse dürfen nur an den Enden der Busleitung angebracht werden. In Netzen ohne Repeater dürfen nicht mehr als 2 Leitungsabschlüsse vorhanden sein.Folgende Geräte enthalten üblicherweise einen zuschaltbaren Leitungsabschluss (und Vor-spannungswiderstände)

• MODBUS-Master

• RepeaterDa die MODBUS-Slave Geräte im Normalfall keinen eingebauten Leitungsabschluss besitzen, sollte am Leitungsende vorzugsweise ein externer Leitungsabschluss (Art.- Nr. 380080) angeschlossen werden.Bei der Positionierung der Abschlusswiderstände müssen folgende Punkte beachtet werden:

• wo sind die Knoten räumlich positioniert

• wo sind die Repeater räumlich positioniert

• wo ist der PC platziert

• wo ist Bus- Anfang und Ende

• welche Gesamtleitungslängen ergeben sich

AchtungWenn ein Leitungsabschluss verwendet wird, muss dieser immer am Bus- Anfang und am Ende positioniert sein.

Technische Information MODBUS RTU System Physikalische MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 7/16

Um den spezifizierten Gesamtwiderstand von 54 Ω eines Netzwerkkanals nicht zu unterschrei-ten, kann unterschiedlich vorgegangen werden:

1. externe Widerstände (Ziehl-Abegg 150 Ω) am Bus einsetzen2. interne Widerstände (Ziehl-Abegg 150 Ω) an den Busanschlüssen der Repeater verwenden3. eine Kombination der internen und externen Widerstände

InformationDie internen Leitungsabschlüsse der Repeater sind in der Werkseinstellung nicht aktiviert. Die der Anzeige- und Bediengeräten sind in der Werkseinstellung aktiviert. Ist ein Widerstand am Eingang oder Ausgang aktiviert, so beträgt er 150 Ω (die Angaben in den Betriebsanleitungen sind auf jeden Fall zu beachten!)

Die PC Karte (RS232/RS485 Gateway), EC-Controller, Adapter und Zusatzmodule haben keine integrierten Abschlusswiderstände. Wo am günstigsten die Abschlusswiderstände platziert werden, ist in dem Kapitel 3.2 kurz beschrieben.

4.4 Vorspannung der LeitungIm Ruhezustand des RS-485-Busses sind alle Geräte am Bus im Empfangsmodus. Wird ein Leitungs-abschluss verwendet und ist der Bus ohne jegliche treibende Größe, befindet sich die Busleitung in einem undefinierten Zustand. Um nun im Ruhezustand ein definiertes Spannungspotenzial auf den Datenleitungen zu erhalten, müssen Vorspannungswiderstände (Fail-Safe) verwendet werden. Die Vorspannungswiderstände wirken für Datenleitung "A" (D+) als Pull-Up-Widerstand (normalerweise gegen 5 V) und für Datenleitung "B" (D-) als Pull-Down-Widerstand (gegen GND).Folgende Geräte enthalten üblicherweise eingebaute Vorspannungswiderstände:

• MODBUS-Master

• MB/TCP Gateway

• RepeaterBei einzelnen Geräten müssen diese über Jumper aktiviert werden.

InformationBitte den Abschnitt "RS-485 Schnittstelle für MODBUS - RTU" der einzelnen Geräteanleitungen beachten!

5 V

Common(GND)

1

1

2

Bild 8: Beispiel für eingebaute Widerstände

1 Vorspannungswiderstand

2 Leitungsabschluss

Technische Information MODBUS RTU System Physikalische MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 8/16

4.5 Anschlussbelegung

Abweichende Ziehl-Abegg BezeichnungD+ entspricht dem Anschluss (A)D- entspricht dem Anschluss (B)

4.5.1 RJ45 Anschlussbelegung (lt. MODBUS Spezifikation)2W - MODBUS und RJ45 Steckverbindung

1 8

FRONT

1

8Common

D0D1

TOP

Bild 9: RJ45 MODBUS Belegung

Paarbelegung Patchleitung CAT5/7 RJ45

Pin 1 2 3 4 5 6 7 8

Paar-Nummer 3 2 1 2 4

Farbe EIA/TIA 568 A WS / GN GN WS / OR BL WS / BL OR WS / BR BR

Farbe EIA/TIA 568 B WS / OR OR WS / GN BL WS / BL GN WS / BR BR

Anmerkung: Paar 2 an Pin 3 + 6 !

4.5.2 Anschlüsse 4-pol Phoenix MSTB 2.5

D-D+

GND+24V

Bild 10: Anschlussbelegung

Zuordnungstabelle

Ziehl-Abegg

Bezeichnung

MODBUS

Bezeichnung

Beschreibung

D- (D1) D1 (B) V1 Spannung, V1 > V0 → 1 [OFF] State

D+ (D0) D0 (A) V0 Spannung, V0 > V1 → 0 [ON] State

GND Common Optional (Schaltungsmasse)

+24 VP Optional (24V Spannungsversorgung)

Bei Verwendung der Telefonleitung (J-Y (St) 2x2x0,6) empfehlen wir folgende Belegung:"A" (D+) = rot

"B" (D-) = schwarz

"GND" = weiß

"+24V" = gelb

Technische Information MODBUS RTU System Physikalische MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 9/16

4.5.3 SchirmungDie Verwendung von geschirmten Leitungen wird im Normalfall nicht gefordert, bietet aber einen hohen Schutz gegen elektromagnetische Störungen, besonders gegen hohe Frequenzen. Die Wirk-samkeit der Abschirmung hängt jedoch von einer sorgfältigen Installation der Leitung ab.Werden geschirmte Leitungen verwendet, sollte der Schirm mindestens auf einer Seite an "PE" aufgelegt sein (vorzugsweise am Master – Anschluss). Bei beidseitiger Kontaktierung des Schirms sind eventuell auftretende Ausgleichsströme zu beachten!

Bild 11: Schirmanschluss von Leitungen

5 MODBUS Übertragungsschicht

5.1 EinführungMODBUS ist ein Datentransfer-Protokoll der Anwendungsschicht für die Master-Slave-Kommunika-tion zwischen den am Netzwerk angeschlossenen Geräten.Requests (Anforderungen) können nur vom Master initiiert werden, Antwort kommt nur vom ange-sprochenen Slave. Bei einem Broadcast Request ("Rundruf", Anforderung an alle Slaves) antwortet keiner der Slaves.

Aufbau des MODBUS-Frame:Das MODBUS-Anwendungsprotokoll definiert eine einfache Protokolldateneinheit (PDU, Protocol Data Unit).

Adressfeld Funktionscode Daten CRC

PDU für serielle MODBUS-Übertragung

MODBUS PDU

Bild 12: Allgemeiner MODBUS Frame

Bei der seriellen MODBUS-Übertragung enthält das Adressfeld nur die Slave-Adresse. Der CRC-Wert (Cyclic Redundancy Check) wird durch das sendende Gerät errechnet und an die zu übertragende Meldung angehängt. Das empfangende Gerät berechnet während dem Empfang der Meldung eben-falls einen CRC- Wert und vergleicht diesen dann mit dem im CRC-Feld empfangenen ursprünglichen Wert. Wenn diese beiden Werte nicht identisch sind, liegt ein Fehler vor.

AchtungEs muss unbedingt sichergestellt sein, dass alle Geräte unterschiedliche Adressen haben, andernfalls können auf dem seriellen Bus anormale, unvorhersehbare Zustände auftreten, so dass keine Kommunikation des Masters mit den auf dem Bus befindlichen Slaves mehr möglich ist.Die eingestellte Adresse bleibt spannungsausfallsicher erhalten.

Technische Information MODBUS RTU System MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 10/16

Initiierung der Anforderung

Master

MODBUS-Transaktion (ohne Fehler)

Slave

Empfang der Antwort

Ausführung der AktionInitiierung der Antwort

Funktionscode Anforderungsdaten

Funktionscode Antwortdaten

Initiierung der Anforderung

Master

MODBUS-Transaktion (Antwort mit Fehlermeldung (Exception))

Slave

Empfang der Antwort

Fehlererkennung in AktionInitiierung der Fehlerantwort

Funktionscode Anforderungsdaten

Exception Funktionscode Antwortdaten

Bild 13: MODBUS Kommunikation Master - Slave

5.2 Kommunikationsparameter

5.2.1 Kommunikationsparameter für MODBUS TeilnehmerFür die MODBUS-Kommunikation zwischen dem Master und den Slaves müssen verschiedene Para-meter eingestellt werden. In der folgenden Tabelle sind diese Parameter und deren Einstellungen zusammengestellt:

Adressbereich (falls nicht an-ders angegeben)

Slave:

1 – 247

Master:

Keine spez. Adresse

Broadcast Ja

Übertragungsrate 19.200 Bd (default)

Parität/Stop Even (Standard) oder none (CTE, PTE, UTE32)

Modus RTU

Schnittstelle RS485 2W – MODBUS

Daten 8 Datenbits

Technische Information MODBUS RTU System MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 11/16

5.2.2 Einstellen der Slave-AdresseBei Auslieferung haben die Teilnehmer die Slave-Adresse 247 (falls nicht anders angegeben). Um sicher zu sein, dass der Bus-Master auf die an der Busleitung angeschlossenen Slaves zugreifen kann, ist eine Einstellung der Slave-Adressen immer erforderlich.

InformationDie Einstellung erfolgt je nach Teilnehmer direkt an diesem, über sein eingebautes Bedienteil oder über ein extern angeschlossenes Bedienteil, z. B. Typenreihe "AXG" im Menüpunkt "IO-Setup".→ Zu beachten sind auch die ausführlichen Hinweise, die in den entsprechenden Betriebsanleitungen der angeschlossenen Komponenten zu finden sind (Achtung: z. T. eingeschränkter Adressbereich)!

Einfacher ist die Adresseinstellung jedoch, wenn das Endgerät über Adress-Einstellschalter oder ähnliche Einrichtungen zur Adresseinstellung verfügt.Die eingestellte Adresse bleibt im Teilnehmer spannungsausfallsicher erhalten.

InformationGemäß MODBUS-Standard können die Adressen 1 bis 247 verwendet werden. Adresse 0 ist reserviert und darf nicht für Slaves verwendet werden!

Technische Information MODBUS RTU System MODBUS Übertragungsschicht

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 12/16

6 Ziehl-Abegg MODBUS-RTU Beschreibung

6.1 EinleitungDie Ziehl-Abegg Gerätefamilien sind serienmäßig mit einem RS-485 Interface (A [D+], B [D-], GND) ausgerüstet. Über dieses Interface kann das Gerät über das MODBUS-RTU Protokoll gesteuert und parametriert werden.Die MODBUS-RTU Protokoll Implementation des Gerätes hält sich an die Standards wie sie in der "MODBUS Application Protocol Specification 1.1" beschrieben sind. Nicht alle darin enthaltenen Funktionscodes sind im Gerät implementiert. Das Gerät unterstützt im wesentlichem alle Funktionen die für Holding- und Input Register zur Verfügung stehen.

6.2 Datenmodell und ZugriffsmöglichkeitenDie Applikationsdaten des Gerätes sind so organisiert, dass ein Zugriff darauf mit den MODBUS Funktion für 16-Bit Register möglich ist.Datenpunkte, welche intern eine kleinere Wortbreite haben werden auf 16-Bit erweitert, Datenpunkte welche eine größere Wortbreite haben, werden auf 2 Register verteilt. Bitorientierte Datenpunkte unterstützt das Gerät nicht.Der MODBUS Zugriff auf die Applikationsdaten erfolgt demnach mit den MODBUS Funktionen für Register:

• Read Input Register (Funktionscode 4)

• Read Holding Register (Funktionscode 3)

• Write Single Register (Funktionscode 6)

• Write Multiple Registers (Funktionscode 16)

Les- und schreibbare Daten(z.B. Parameter)

Lesbare Daten(z.B. Istwerte)

Holdings Registers

Input Registers

R/W

R

MODBUS Zugriff

Applikationsdaten

Bild 14: Datenmodell

Die Applikationsdaten sind lückenlos im Holding Register bzw. Input Register Bereich beginnend bei MODBUS Registeradresse 0 angeordnet. Bei Überschreitung des Registerbereiches erfolgt eine Exception Nachricht!

Technische Information MODBUS RTU System Ziehl-Abegg MODBUS-RTU Beschreibung

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 13/16

6.3 Alternative Slave-AdressierungDie Adressierung erfolgt über das eingebaute Terminal, ein externes Terminal oder einem PC mit entsprechender Software (z.B. NETcon).In der Menügruppe "IO Setup" befindet sich hierzu ein Menüpunkt. Die Adresse ist werkseitig auf die höchste mögliche MODBUS Adresse programmiert (247).

Die Ziehl-Abegg ECblue Ventilatoren mit AM-MODBUS Modulen bieten außerdem in Verbindung mit unserem MB/TCP Gateway die Möglichkeit der automatischen Adressierung. Dazu ist es erforderlich, zusätzlich die Leitung ID anzuschließen.

09.03.2011v_modbus_net_autoadr.vsd

ECblue MODBUS

ID1 GNDA

(D+)B

(D-)ID2GND

A(D+)

B(D-)

B(D-)

ID1 GNDA

(D+)B

(D-)ID2GND

A(D+)

A-G-247NW+ 3,3 V

1 2

IRDA-RXD

IRDA-TXD

IRDA-SD

A(D+)

B(D-)

GND

+ 5 V

3...63

ECblue MODBUS

MODBUS(RS-485)

MODBUS(RS-485)A

ddre

ssin

g

Ad

dre

ssin

g

MODBUS(RS-485)

MODBUS(RS-485)A

ddre

ssin

g

Ad

dre

ssin

g

Bild 15: Aufbau mit Autoadressierung

InformationZusätzliche Informationen entnehmen Sie bitte den entsprechenden Betriebsanleitungen der Geräte

23.02.2011v_modbus_net_autoadr_cbox.eps.vsd

A-G-247NW+ 3,3 V

IRDA-RXD

IRDA-TXD

IRDA-SD

A(D+)

B(D-)

GND

+ 5 V

4...63

1

BUS1 BUS2

2

BUS1 BUS2

3

BUS1 BUS2

GN

DID

1

A (

D+

)B

(D

-)

8 7 6 5 4 3 2 1

RJ45 RJ45 RJ45

Bild 16: Aufbau mit Anschlussboxen und RJ 45 Verkabelung

Technische Information MODBUS RTU System Ziehl-Abegg MODBUS-RTU Beschreibung

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 14/16

7 Anhang

7.1 Beispiele für Bussignale (Oszilloskop Messungen)

Abfrage Knoten ohne RT ohne FS Abfrage Knoten mit RT und FS

RT = Terminations Widerstand (150 Ω)

FS = Fail safe Termination

7.2 Problemlösungen

No Response, keine Kommunikation

In RS485 Netzwerken wird ein beidseitiger Leitungsabschluss empfohlen. Fehlt er ganz oder zum Teil, kann dies zu Kommunikationsproblemen führen.

• Die Übertragungsrate des Netzwerkinterface ist falsch eingestellt:– Überprüfung der Leitungsabschlüsse visuell oder mit einem LCR Meter– Überprüfung der Durchgängigkeit der Busleitung mit Leitungstester und LCR Meter– Testen von Teilbereichen um Fehlerbereich einzugrenzen– Übertragungsrate muss bei Master und Slave identisch eingestellt sein– Slave Adresse darf nur einmal pro Kanal vorhanden sein

• Zu viele Übertragungsfehler (Transmission Errors, CRC Errors):– Bei abgeschirmten Busleitungen sollte der Schirm grundsätzlich aufgelegt werden. Der

Schirm wird in der Regel auf "PE" aufgelegt– In Anlagen mit Verzweigungen über mehrere Etagen können Potentialverschiebungen der

PE Anschlüsse auftreten, die einen Ausgleichsstrom durch den Schirm verursachen, der zu Kommunikationsstörungen führen kann. Um dies zu verhindern, kann auf einer Seite der Busleitung der Schirm über ein nicht geschirmtes Kupplungsstück bei Bedarf getrennt wer-den

• Störungen durch die Leistungselektronik: Jede Leistungselektronik hat ein integriertes EMV Netzeingangs - Filter das zwingend einen niederohmigen, induktivitätsarmen "PE" Anschluss zur korrekten Funktion benötigt.– "PE" Anschlüsse in den Abzweigdosen auf sicheren Kontakt prüfen– Bei zu langen Netzzuleitungen müssen ev. die Ventilator Gehäuse zusätzlich geerdet werden

Technische Information MODBUS RTU System Anhang

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 15/16

7.3 HerstellerhinweisUnsere Produkte sind nach den einschlägigen internationalen Vorschriften gefertigt. Haben Sie Fragen zur Verwendung unserer Produkte oder planen Sie spezielle Anwendungen, wenden Sie sich bitte an:

Ziehl-Abegg AGHeinz-Ziehl-Straße74653 KünzelsauTelefon: +49 (0) 7940 16-0Telefax: +49 (0) 7940 16-504info@ziehl-abegg.dehttp://www.ziehl-abegg.de

7.4 ServicehinweisBitte kontaktieren Sie bei technischen Fragen bei der Inbetriebnahme oder bei Störungen unsere Supportabteilung V-STE für Regelsysteme - Lufttechnik.Für Lieferungen außerhalb Deutschlands stehen weltweit Ansprechpartner in unseren Niederlassun-gen zur Verfügung. www.ziehl-abegg.com. Bei Rücklieferungen zur Überprüfung bzw. Reparatur benötigen wir bestimmte Angaben um eine zielgerichtete Fehlersuche und schnelle Reparatur zu ermöglichen. Bitte verwenden Sie hierzu unse-ren Reparaturbegleitschein. Dieser wird Ihnen nach Rücksprache von unserer Supportabteilung zur Verfügung gestellt.Desweiteren ist dieser zum Download auf unserer Homepage. Download - Lufttechnik - Themenbe-reich: Regeltechnik - Dokumententyp: allgemeine Dokumente.

Technische Information MODBUS RTU System Anhang

R-TIL08_01 1215 Art.-Nr. 16/16