TF6255 TC3 Modbus RTU DE - download.beckhoff.com · TwinCAT 3 Modbus RTU bietet Funktionsbausteine...

Handbuch

TC3 Modbus RTU

TwinCAT 3

1.127.11.2019TF6255

Version:Datum:Bestell-Nr.:

Inhaltsverzeichnis

TC3 Modbus RTU 3Version: 1.1

Inhaltsverzeichnis1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 5

1.1 Hinweise zur Dokumentation............................................................................................................. 51.2 Sicherheitshinweise........................................................................................................................... 6

2 Übersicht .................................................................................................................................................... 7

3 Installation.................................................................................................................................................. 83.1 Systemvoraussetzungen ................................................................................................................... 83.2 Installation ......................................................................................................................................... 83.3 Lizenzierung .................................................................................................................................... 11

4 Konfiguration ........................................................................................................................................... 174.1 Klemmenkonfiguration..................................................................................................................... 174.2 Modbus Adressbereiche.................................................................................................................. 17

5 SPS-Bibliotheken..................................................................................................................................... 205.1 Funktionsbausteine ......................................................................................................................... 20

5.1.1 ModbusRtuMaster_PcCom.............................................................................................. 205.1.2 ModbusRtuSlave_PcCom................................................................................................ 225.1.3 ModbusRtuMaster_KL6x5B............................................................................................. 235.1.4 ModbusRtuSlave_KL6x5B............................................................................................... 255.1.5 ModbusRtuMaster_KL6x22B........................................................................................... 275.1.6 ModbusRtuSlave_KL6x22B............................................................................................. 29

5.2 Datentypen ...................................................................................................................................... 305.2.1 Modbus Stationsadresse ................................................................................................. 30

5.3 Globale Konstanten ......................................................................................................................... 315.3.1 Bibliotheksversion............................................................................................................ 31

6 Beispiele................................................................................................................................................... 326.1 Modbus RTU Master PC COM port ................................................................................................. 326.2 Modbus RTU slave via PC COM port .............................................................................................. 34

7 Anhang ..................................................................................................................................................... 367.1 Modbus RTU Fehlernummern ......................................................................................................... 36

Inhaltsverzeichnis

TC3 Modbus RTU4 Version: 1.1

Vorwort


1 Vorwort

1.1 Hinweise zur DokumentationDiese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- undAutomatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist.Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der Dokumentation und dernachfolgenden Hinweise und Erklärungen unbedingt notwendig. Das Fachpersonal ist verpflichtet, für jede Installation und Inbetriebnahme die zu dem betreffenden Zeitpunktveröffentliche Dokumentation zu verwenden.

Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produktealle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungenund Normen erfüllt.

Disclaimer

Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiterentwickelt.Wir behalten uns das Recht vor, die Dokumentation jederzeit und ohne Ankündigung zu überarbeiten und zuändern.Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche aufÄnderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.

Marken

Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, EtherCAT G®, EtherCAT G10®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®,TwinSAFE®, XFC®, und XTS® und XPlanar®, sind eingetragene und lizenzierte Marken der BeckhoffAutomation GmbH.Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kannzu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen.

Patente

Die EtherCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen undPatente:EP1590927, EP1789857, EP1456722, EP2137893, DE102015105702mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.

EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert durch die BeckhoffAutomation GmbH, Deutschland

Copyright

© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sindverboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster-oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.

Vorwort


1.2 Sicherheitshinweise

Sicherheitsbestimmungen

Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen!Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage,Verdrahtung, Inbetriebnahme usw.

Haftungsausschluss

Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software-Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über diedokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss derBeckhoff Automation GmbH & Co. KG.

Qualifikation des Personals

Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-,Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.

Erklärung der Symbole

In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehendenSicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen undunbedingt zu befolgen!

GEFAHRAkute Verletzungsgefahr!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr fürLeben und Gesundheit von Personen!

WARNUNGVerletzungsgefahr!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr für Leben und Ge-sundheit von Personen!

VORSICHTSchädigung von Personen!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personen geschädigt wer-den!

HINWEISSchädigung von Umwelt oder GerätenWenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Geräte geschädigt wer-den.

Tipp oder FingerzeigDieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen.

Übersicht


2 ÜbersichtTwinCAT 3 Modbus RTU bietet Funktionsbausteine zur seriellen Kommunikation mit Modbus-Endgeräten.

Modbus RTU Geräte werden per serieller Schnittstelle mit einem Beckhoff Controller verbunden. DieTwinCAT SPS verwendet Slave Funktionsbausteine der Modbus RTU Bibliothek um mit meinem ModbusMaster zu kommunizieren (Slave Mode). Zusätzlich sind Master Funktionsbausteine verfügbar, um mehrereModbus Slaves anzusprechen (Master Mode)

Unterstützte Schnittstellen• Serieller eines PC oder CX• Serielle COM-Port einer Beckhoff BX Steuerung• Serielle Busklemmen KL60xx• Serielle EtherCAT-Klemmen EL60xx

Weiterführende Dokumentation

Technische Details und Spezifikationen über Modbus finden Sie unter: http://www.modbus.org

Randbedingungen

Das Modbus-Protokoll definiert ein exaktes Timing, so sollen z. B. alle Zeichen eines Telegramms lückenlosübertragen werden. Da die Kommunikation Modbus RTU auf einer SPS-Steuerung realisiert wird, kannwegen der zyklischen Abarbeitung des SPS-Programms, dieses exakte Timing nicht garantiert werden. Diemeisten Endgeräte sind sehr tolerant und verhalten sich problemlos, falls kurze Zeitlücken zwischen denZeichen auftreten. Im Einzelfall muss das Verhalten des Endgerätes überprüft werden.

Bei einer EL60x2 ist der zweite Kanal nicht für ModbusRTU-Kommunikation geeignet, da dieser Low Priorbearbeitet wird und dadurch die Frames mit Lücken versendet, was wiederum die Gegenstelle als FrameError detektieren könnte.

Bei einigen seriellen Schnittstellen Klemmen kann ein Interner Buffer vor dem Senden gefüllt wer-den (Option kontinuierliches Senden). Die Bibliothek ModbusRTU kann diese Funktion verwenden,wenn dies in der entsprechenden seriellen Klemme eingestellt ist. Zum Beispiel kann bei derKL6031 mit dem Konfigurationsbaustein KL6configuration der ContinuousMode aktiviert werden(Register 34 Bit 6). Damit werden dann bis zu 128 Byte in den internen Buffer der Busklemme ge-legt und kontinuierlich gesendet.

http://www.modbus.org

Installation


3 Installation

3.1 SystemvoraussetzungenTechnische Daten TF6255 TC3 Modbus-RTUZielsystem Windows XP / 7

PC or CX (x86)Min. TwinCAT-Version 3.0.3101Min. TwinCAT-Level TC1200 TC3 PLC

3.2 InstallationNachfolgend wird beschrieben, wie die TwinCAT 3 Function für Windows-basierte Betriebssysteme installiertwird.

ü Die Setup-Datei der TwinCAT 3 Function wurde von der Beckhoff-Homepage heruntergeladen.1. Führen Sie die Setup-Datei als Administrator aus. Wählen Sie dazu im Kontextmenü der Datei den

Befehl Als Administrator ausführen.ð Der Installationsdialog öffnet sich.

2. Akzeptieren Sie die Endbenutzerbedingungen und klicken Sie auf Next.

Installation


3. Geben Sie Ihre Benutzerdaten ein.

4. Wenn Sie die TwinCAT 3 Function vollständig installieren möchten, wählen Sie Complete alsInstallationstyp. Wenn Sie die Komponenten der TwinCAT 3 Function separat installieren möchten,wählen Sie Custom.

Installation


5. Wählen Sie Next und anschließend Install, um die Installation zu beginnen.

ð Ein Dialog weist Sie darauf hin, dass das TwinCAT-System für die weitere Installation gestopptwerden muss.

6. Bestätigen Sie den Dialog mit Yes.

Installation


7. Wählen Sie Finish, um das Setup zu beenden.

ð Die TwinCAT 3 Function wurde erfolgreich installiert und kann lizenziert werden (siehe Lizenzierung[} 11]).

3.3 LizenzierungDie TwinCAT 3 Function ist als Vollversion oder als 7-Tage-Testversion freischaltbar. Beide Lizenztypen sindüber die TwinCAT-3-Entwicklungsumgebung (XAE) aktivierbar.

Nachfolgend wird die Lizenzierung einer TwinCAT 3 Function beschrieben. Die Beschreibung gliedert sichdabei in die folgenden Abschnitte:

• Lizenzierung einer 7-Tage Testversion [} 11]

• Lizenzierung einer Vollversion [} 13]

Weitere Informationen zur TwinCAT‑3‑Lizenzierung finden Sie im Beckhoff Information System in derDokumentation „Lizenzierung“ (TwinCAT 3 > Lizenzierung).

Lizenzierung einer 7-Tage-Testversion1. Starten Sie die TwinCAT-3-Entwicklungsumgebung (XAE).2. Öffnen Sie ein bestehendes TwinCAT-3-Projekt oder legen Sie ein neues Projekt an.3. Wenn Sie die Lizenz für ein Remote-Gerät aktivieren wollen, stellen Sie das gewünschte Zielsystem ein.

Wählen Sie dazu in der Symbolleiste in der Drop-down-Liste Choose Target System das Zielsystemaus.ð Die Lizenzierungseinstellungen beziehen sich immer auf das eingestellte Zielsystem. Mit der

Aktivierung des Projekts auf dem Zielsystems werden automatisch auch die zugehörigenTwinCAT-3-Lizenzen auf dieses System kopiert.

https://infosys.beckhoff.de/content/1031/tc3_licensing/index.html?id=4971678236866464095

Installation


4. Klicken Sie im Solution Explorer im Teilbaum SYSTEM doppelt auf License.

ð Der TwinCAT-3-Lizenzmanager öffnet sich.5. Öffnen Sie die Registerkarte Manage Licenses. Aktivieren Sie in der Spalte Add License das

Auswahlkästchen für die Lizenz, die Sie Ihrem Projekt hinzufügen möchten (z. B.„TF6420: TC3 Database-Server“).

6. Öffnen Sie die Registerkarte Order Information (Runtime).ð In der tabellarischen Übersicht der Lizenzen wird die zuvor ausgewählte Lizenz mit dem Status

„missing“ angezeigt.

Installation


7. Klicken Sie auf 7 Days Trial License..., um die 7-Tage-Testlizenz zu aktivieren.

ð Ein Dialog öffnet sich, der Sie auffordert, den im Dialog angezeigten Sicherheitscode einzugeben.8. Geben Sie den Code genauso an, wie er angezeigt wird, und bestätigen Sie diesen sowie den

nachfolgenden Dialog, der Sie auf die erfolgreiche Aktivierung hinweist.ð In der tabellarischen Übersicht der Lizenzen gibt der Lizenzstatus nun das Ablaufdatum der Lizenz

an.9. Starten Sie das TwinCAT-System neu.ð Die 7-Tage-Testversion ist freigeschaltet.

Lizenzierung einer Vollversion1. Starten Sie die TwinCAT-3-Entwicklungsumgebung (XAE).2. Öffnen Sie ein bestehendes TwinCAT-3-Projekt oder legen Sie ein neues Projekt an.3. Wenn Sie die Lizenz für ein Remote-Gerät aktivieren wollen, stellen Sie das gewünschte Zielsystem ein.

Wählen Sie dazu in der Symbolleiste in der Drop-down-Liste Choose Target System das Zielsystemaus.ð Die Lizenzierungseinstellungen beziehen sich immer auf das eingestellte Zielsystem. Mit der

Aktivierung des Projekts auf dem Zielsystems werden automatisch auch die zugehörigenTwinCAT-3-Lizenzen auf dieses System kopiert.

4. Klicken Sie im Solution Explorer im Teilbaum SYSTEM doppelt auf License.

ð Der TwinCAT-3-Lizenzmanager öffnet sich.

Installation


5. Öffnen Sie die Registerkarte Manage Licenses. Aktivieren Sie in der Spalte Add License dasAuswahlkästchen für die Lizenz, die Sie Ihrem Projekt hinzufügen möchten (z. B.„TE1300: TC3 Scope View Professional“).

6. Öffnen Sie die Registerkarte Order Information.ð In der tabellarischen Übersicht der Lizenzen wird die zuvor ausgewählte Lizenz mit dem Status

„missing“ angezeigt.

Eine TwinCAT-3-Lizenz wird generell an zwei Kennzahlen gebunden, welche die zu lizenzierendePlattform beschreiben:System-ID: Identifiziert das Gerät eindeutigPlattform-Level: Definiert die Performanz des GerätesDie zugehörigen Felder System Id und Platform können nicht geändert werden.

Installation


7. Geben Sie die Auftragsnummer (License Id) für die zu aktivierende Lizenz sowie optional eine eigeneBestellnummer (Customer Id) und einen Kommentar für Ihre Zwecke an (Comment). Wenn Ihnen IhreBeckhoff-Auftragsnummer nicht bekannt ist, wenden Sie sich an Ihren Ansprechpartner aus demBeckhoff-Vertrieb.

8. Klicken Sie auf die Schaltfläche Generate File..., um für die aufgeführte fehlende Lizenz eineLizenzanforderungsdatei (License Request File) zu erzeugen.ð Ein Fenster öffnet sich, in dem Sie festlegen können, wo das License Request File gespeichert

werden soll. (Es wird empfohlen, die Voreinstellungen zu übernehmen.)9. Wählen Sie einen Speicherort und klicken Sie auf Save.

ð Eine Abfrage erscheint, ob Sie das License Request File zur Validierung an denBeckhoff‑Lizenzserver schicken wollen:

• Wenn Sie das License Request File verschicken wollen, klicken Sie auf Yes. Voraussetzung ist, dassauf Ihrem Rechner ein Mailprogramm installiert und Ihr Rechner mit dem Internet verbunden ist. BeimKlick auf Yes wird automatisch der Entwurf einer E-Mail generiert, die das License Request File mitallen erforderlichen Informationen erhält.

• Wenn auf Ihrem Rechner kein E-Mail-Programm installiert ist oder Ihr Rechner nicht mit dem Internetverbunden ist, klicken Sie auf No. Kopieren Sie dann das License Request File auf einen Datenträger(z. B. USB-Stick) und schicken Sie die Datei von einem Rechner mit Internet-Zugriff und E-Mail-Programm per Email an den Beckhoff-Lizenzserver ([email protected]).

10. Schicken Sie das License Request File ab.ð Das License Request File wird an den Beckhoff-Lizenzserver geschickt. Der Server gleicht nach

Erhalt der Email Ihre Lizenzanfrage mit der angegebenen Auftragsnummer ab und schickt Ihnen viaE-Mail eine Lizenzdatei (License Response File) zurück. Der Beckhoff-Lizenzserver schickt dasLicense Response File an die gleiche Email-Adresse, mit der Sie das License Request Fileversendet haben. Das License Response File unterscheidet sich vom License Request File nurdurch eine Signatur, die die Gültigkeit des Inhalts der Lizenzdatei dokumentiert. Den Inhalt desLicense Response Files können Sie sich mit einem für XML-Dateien geeigneten Editor (z. B. „XMLNotepad“) ansehen. Der Inhalt des License Response Files darf nicht verändert werden, da dieLizenzdatei sonst ungültig wird.

Installation


11. Speichern Sie das License Response File.12. Um die Lizenzdatei zu importieren und die Lizenz zu aktivieren, klicken Sie in der Registerkarte Order

Information auf License Response File...13. Wählen Sie in Ihrem Dateiverzeichnis das License Response File aus und bestätigen Sie den Dialog.

ð Das License Response File wird importiert und die enthaltene Lizenz wird aktiviert. Bereits vorhandene Demo-Lizenzen werden entfernt.

14. Starten Sie das TwinCAT-System neu.ð Nach dem Neustart von TwinCAT ist die Lizenz freigeschaltet. Das Produkt kann als Vollversion genutzt

werden. Während des Neustarts von TwinCAT wird die Lizenzdatei automatisch auf das jeweiligeZielsystem in das Verzeichnis ...\TwinCAT\3.1\Target\License kopiert.

Konfiguration


4 Konfiguration

4.1 KlemmenkonfigurationDie Busklemmen KL6001, KL6011, KL6021, KL6031 und KL6041 können mit der KonfigurationssoftwareKS2000 parametriert werden. Alternativ ist auch eine Konfiguration über SPS-Bausteine möglich, die in derseriellen Kommunikationsbibliothek ComLib.lib enthalten sind. Für den Fall, dass die serielleKommunikationsbibliothek nicht zusammen mit der Modbus-RTU-Bibliothek verwendet wird, kann die Basis-Bibliothek KL6config.lib eingebunden werden, die mit der Modbus-RTU-Bibliothek mitgeliefert wird. DieseBibliothek enthält folgende Bausteine aus der seriellen Kommunikationsbibliothek.

• KL6configuration• KL6ReadRegisters• KL6WriteRegisters• ComReset

4.2 Modbus AdressbereicheModbus definiert Zugriffsfunktionen für verschiedene Datenbereiche. Diese Datenbereiche werden in einemTwinCAT SPS-Programm als Variablen, beispielsweise als Word-Arrays, deklariert und dem Modbus-Slave-Funktionsbaustein als Eingangsparameter übergeben. Um die Bereiche eindeutig zu unterscheiden, hatjeder Bereich eine andere Modbus-Startadresse. Dieses Offset muss bei der Adressierung berücksichtigtwerden.

Inputs

Der Datenbereich Inputs beschreibt üblicherweise die physikalischen Eingangsdaten, auf die nur lesendzugegriffen werden kann. Das können digitale Eingänge (Bit) oder Analogeingänge (Wort) sein. Es liegt inder Hand des SPS-Programmierers, ob er dem Kommunikationspartner den direkten Zugriff auf diephysikalischen Eingänge erlauben möchte. Es ist ebenfalls möglich, für die Modbus-Kommunikation einenInput-Bereich zu definieren, der nicht mit den physikalischen Eingängen identisch ist:

Definition der Modbus-Input-Daten als direktes Abbild der physikalischen Eingänge. Anfang und Größe desDatenbereichs können frei festgelegt werden und sind durch die reale Größe des Eingangsprozessabbildesder verwendeten Steuerung begrenzt.VARInputs AT%IW0 : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Definition der Modbus-Input-Daten als separater Modbus-Datenbereich unabhängig von den physikalischenEingängenVARInputs : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Der Zugriff auf den Input-Bereich durch einen Modbus-Master ist mit folgenden Modbus-Funktionen möglich:2 : Read Input Status4 : Read Input Registers

Adressierung

Der Input-Bereich wird mit einem Offset 0 adressiert, das heißt, dass die im Telegramm übertrageneAdresse 0 das erste Element im Input-Datenbereich anspricht.

Beispiele:

Konfiguration


SPS-Variable Zugriffsart Adresse imModbus-Telegramm

Adresse im Endgerät(Geräte-abhängig)

Inputs[0] Wort 16#0 30001Inputs[1] Wort 16#1 30002Inputs[0], Bit 0 Bit 16#0 10001Inputs[1], Bit 14 Bit 16#1E 1001F

Outputs

Der Datenbereich Outputs beschreibt üblicherweise die physikalischen Ausgangsdaten, auf die lesend undschreibend zugegriffen werden kann. Outputs können digitale Ausgänge (Coils) oder Analogausgänge(Output Register) sein. Wie bei den Inputs ist kann der Bereich als physikalische Ausgangsvariable oder alseinfache Variable deklariert werden.

Definition der Modbus-Output-Daten als direktes Abbild der physikalischen Ausgänge. Anfang und Größedes Datenbereichs können frei festgelegt werden und sind durch die reale Größe desAusgangsprozessabbildes der verwendeten Steuerung begrenzt.VAROutputs AT%QW0 : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Definition der Modbus-Output-Daten als separater Modbus-Datenbereich unabhängig von denphysikalischen AusgängenVAROutputs : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Der Zugriff auf den Output-Bereich durch einen Modbus-Master ist mit folgenden Modbus-Funktionenmöglich:1 : Read Coil Status3 : Read Holding Registers5 : Force Single Coil6 : Preset Single Register15 : Force Multiple Coils16 : Preset Multiple Registers

Adressierung

Der Output-Bereich wird mit einem Offset 16#800 adressiert, das heißt, dass die im Telegramm übertrageneAdresse 16#800 das erste Element im Output-Datenbereich anspricht.

Beispiele:



Outputs[0] Wort 16#800 40801Outputs[1] Wort 16#801 40802Outputs[0], Bit 0 Bit 16#800 00801Outputs[1], Bit 14 Bit 16#81E 0081F

Memory

Der Datenbereich Memory beschreibt einen SPS Variablenbereich ohne physikalische I/O-Zuordnung.

Definition der Modbus-Memory-Daten als SPS-Merker. Anfang und Größe des Datenbereichs können freifestgelegt werden.VARMemory AT%MW0 : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Definition der Modbus-Memory-Daten als Variable ohne Merkeradresse

Konfiguration


VARMemory : ARRAY[0..255] OF WORD;END_VAR

Der Zugriff auf den Memory-Bereich durch einen Modbus-Master ist mit folgenden Modbus-Funktionenmöglich:3 : Read Holding Registers6 : Preset Single Register16 : Preset Multiple Registers

Adressierung

Der Memory-Bereich wird mit einem Offset 16#4000 adressiert, das heißt, dass die im Telegrammübertragene Adresse 16#4000 das erste Wort im Memory-Datenbereich anspricht.

Beispiele:



Memory[0] Wort 16#4000 44001Memory[1] Wort 16#4001 44002

SPS-Bibliotheken


5 SPS-Bibliotheken

5.1 Funktionsbausteine

5.1.1 ModbusRtuMaster_PcCom

Der Funktionsbaustein ModbusRtuMaster_PcCom realisiert einen Modbus-Master, der über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) kommuniziert. Der Baustein wird nicht in seiner Grundform aufgerufen, sondern eswerden in einem SPS-Programm einzelne Aktionen des Funktionsbausteins verwendet. Jede Modbus-Funktion ist als Aktion realisiert.

Zur Kommunikation über eine serielle Busklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 steht derFunktionsbaustein ModbusRtuMaster_KL6x5B [} 23] zur Verfügung.

Unterstützte Modbus-Funktionen (Aktionen)• ModbusMaster.ReadCoils

Modbus-Funktion 1 = Read CoilsLiest binäre Ausgänge (Coils) von einem angeschlossenen Slave. Die Daten werden inkomprimierter Form (8 Bit pro Byte) ab der angegebenen Adresse pMemoryAddr abgelegt.

• ModbusMaster.ReadInputStatus Modbus-Funktion 2 = Read Input Status

Liest binäre Eingänge von einem angeschlossenen Slave. Die Daten werden in komprimierterForm (8 Bit pro Byte) ab der angegebenen Adresse pMemoryAddr abgelegt.

• ModbusMaster.ReadRegs Modbus-Funktion 3 = Read Holding Registers

Liest Daten von einem angeschlossenen Slave.• ModbusMaster.ReadInputRegs

Modbus-Funktion 4 = Read Input RegistersLiest Eingangsregister von einem angeschlossenen Slave.

• ModbusMaster.WriteSingleCoilModbus-Funktion 5 = Write Single CoilSendet einen binären Ausgang (Coil) an einen angeschlossenen Slave. Die Daten müssen inkomprimierter Form (8 Bit pro Byte) ab der angegebenen Adresse pMemoryAddr zum Senden bereitliegen.

• ModbusMaster.WriteSingleRegister Modbus-Funktion 6 = Write Single RegisterSendet ein einzelnes Datenwort an einen angeschlossenen Slave

• ModbusMaster.WriteMultipleCoilsModbus-Funktion 15 = Write Multiple CoilsSendet binäre Ausgänge (Coils) an einen angeschlossenen Slave. Die Daten müssen in komprimierterForm (8 Bit pro Byte) ab der angegebenen Adresse pMemoryAddr zum Senden bereit liegen.

• ModbusMaster.WriteRegs Modbus-Funktion 16 = Preset Multiple RegistersSendet Daten an einen angeschlossenen Slave

SPS-Bibliotheken


• ModbusMaster.Diagnostics Modbus-Funktion 8 = DiagnosticsSendet eine Diagnoseanforderung mit einem von Anwender angegebenen Funktionscode (subfunctioncode) an den Slave. Da bei dieser Funktion kein Speicher adressiert wird, wird hier der Funktionscodeim Datenwort MBAddr übergeben. Eventuelle für die Funktion notwendige Daten werden überpMemoryAddr mitgegeben.

VAR_INPUT

VAR_INPUTUnitID : UINT;Quantity : WORD;MBAddr : WORD;cbLength : UINT;pMemoryAddr : DWORD; Execute : BOOL;Timeout : TIME;END_VAR

UnitID [} 30]

UnitID: Modbus Stationsadresse [} 30] (1..247). Der Modbus-Slave antwortet nur, wenn er Telegramme mitseiner eigenen Stationsadresse empfängt. Optional können hier auch Sammeladressen eingestellt werdenum auf beliebige Anfragen zu antworten. Die Adresse 0 ist für Broadcast-Telegramme reserviert und somitkeine gültige Stationsadresse.

Quantity: Anzahl der zu lesenden oder zu schreibenden Datenworte bei Wort-orientierten Modbus-Funktionen. Bei Bit-orientierten Modbus-Funktionen gibt Quantity die Anzahl der Bits (Inputs oder Coils) an.

MBAddr: Modbus-Datenadresse, von der die Daten aus dem Endgerät (Slave) gelesen werden. DieseAdresse wird unverändert zum Slave übertragen und wird dort als Datenadresse interpretiert.Bei der Diagnostics-Funktion (8) wird hier der Funktionscode (subfunction code) übergeben.

cbLength : Größe der verwendeten Datenvariable für Sende- oder Lese-Aktionen in Bytes. cbLength mussgrößer oder gleich der durch Quantity bestimmten übertragenen Datenmenge sein. Bei Wortzugriffen gilt z.B.: [cbLength >= Quantity * 2]. cbLength kann mit SIZEOF(ModbusDaten) berechnet werden.

pMemoryAddr: Speicheradresse in der SPS, die mit ADR(ModbusDaten) berechnet wird. Bei Leseaktionenwerden die gelesenen Daten in der adressierten Variablen abgelegt. Bei Sende-Aktionen werden die Datenaus der adressierten Variablen zum Endgerät übertragen.

Execute : Startsignal. Mit steigender Flanke am Eingang Execute wird die Aktion ausgelöst.

Timeout : Timeout-Wert für das Warten auf eine Reaktion des angesprochenen Slaves.

VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTBUSY : BOOL;Error : BOOL;ErrorId : MODBUS_ERRORS;cbRead : UINT;END_VAR

Busy: Zeigt an, dass der Funktionsbaustein aktiv ist. Busy wird mit steigender Flanke an Execute TRUE undwird wieder FALSE nachdem die gestartete Aktion beendet ist. Es kann immer nur eine Aktion gleichzeitigaktiv sein.

Error: Zeigt an, dass bei der Bearbeitung einer Aktion ein Fehler aufgetreten ist.

ErrorId: Zeigt eine Fehlernummer [} 36] im Falle einer gestörten oder fehlerhaften Kommunikation an.

cbRead: Liefert die Anzahl der gelesenen Datenbytes bei einer Lese-Aktion

SPS-Bibliotheken


Verbindung zur Hardware

Die zur Verknüpfung mit dem Kommunikationsport notwendigen Datenstrukturen sind im Funktionsbausteinenthalten. Sie werden im TwinCAT System Manager angezeigt, nachdem das SPS-Programm eingebundenist und können dort mit einem COM-Port verbunden werden. Die Vorgehensweise ist analog zurBeschreibung im Kapitel Serielle PC-Schnittstelle.

Voraussetzungen

Entwicklungsumgebung Zielplattform Einzubindende SPS-BibliothekenTwinCAT V3.0.0 PC oder CX (x86) Tc2_Modbus_RTU

5.1.2 ModbusRtuSlave_PcCom

Der Funktionsbaustein ModbusRTUslave_PcCom realisiert einen Modbus-Slave, der über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) kommuniziert. Der Baustein verhält sich passiv, bis er von einem angeschlossenenModbus-Master Telegramme empfängt.

Ein Beispielprogramm [} 34] verdeutlicht die Funktionsweise.

Zur Kommunikation über eine serielle Busklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 steht derFunktionsbaustein ModbusRTUslave_KL6x5B [} 25] zur Verfügung.

VAR_INPUT

VAR_INPUTUnitID : UINT;AdrInputs : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus input area *)SizeInputBytes : UINT;AdrOutputs : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus output area *)SizeOutputBytes : UINT;AdrMemory : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus memory area *)SizeMemoryBytes : UINT;END_VAR


AdrInputs: Startadresse des Modbus-Input-Bereiches [} 17]. Der Datenbereich wird üblicherweise als SPS-Array deklariert und die Adresse kann mit ADR(Input-Variable) berechnet werden.

SizeInputBytes: Größe des Modbus-Input-Bereiches in Bytes. Die Größe kann mit SIZEOF(Input-Variable)berechnet werden.

SPS-Bibliotheken


AdrOutputs : Startadresse des Modbus-Output-Bereiches [} 17]. Der Datenbereich wird üblicherweise alsSPS-Array deklariert und die Adresse kann mit ADR(Output-Variable) berechnet werden.

SizeOutputBytes: Größe des Modbus-Output-Bereiches in Bytes. Die Größe kann mit SIZEOF(Output-Variable) berechnet werden.

AdrMemory : Startadresse des Modbus-Memory-Bereiches [} 17]. Der Datenbereich wird üblicherweise alsSPS-Array deklariert und die Adresse kann mit ADR(Memory-Variable) berechnet werden.

SizeMemoryBytes : Größe des Modbus-Memory-Bereiches in Bytes. Die Größe kann mit SIZEOF(Memory-Variable) berechnet werden.

VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTErrorId : Modbus_ERRORS;END_VAR



Die zur Verknüpfung mit dem Kommunikationsport notwendigen Datenstrukturen sind im Funktionsbausteinenthalten. Sie werden im TwinCAT System Manager angezeigt nachdem das SPS-Programm eingebundenist und können dort mit einem COM-Port verbunden werden. Die Vorgehensweise ist analog zurBeschreibung im Kapitel Serielle PC-Schnittstelle.

Voraussetzungen


5.1.3 ModbusRtuMaster_KL6x5B

Der Funktionsbaustein ModbusRtuMaster_KL6x5B realisiert einen Modbus-Master, der über eine serielleBusklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 kommuniziert. Der Baustein wird nicht in seiner Grundformaufgerufen, sondern es werden in einem SPS-Programm einzelne Aktionen des Funktionsbausteinsverwendet. Jede Modbus-Funktion ist als Aktion realisiert.

Unterstüzte Modbus-Funktionen (Aktionen)• ModbusMaster.ReadCoils


SPS-Bibliotheken











• ModbusMaster.Diagnostics Modbus-Funktion 8 = Diagnostics Sendet eine Diagnoseanforderung mit einem von Anwender angegebenen Funktionscode (subfunctioncode) an den Slave. Da bei dieser Funktion kein Speicher adressiert wird, wird hier der Funktionscodeim Datenwort MBAddr übergeben. Eventuelle für die Funktion notwendige Daten werden überpMemoryAddr mitgegeben.

VAR_INPUT


UnitID [} 30]



MBAddr: Modbus-Datenadresse, von der die Daten aus dem Endgerät (Slave) gelesen werden. DieseAdresse wird unverändert zum Slave übertragen und wird dort als Datenadresse interpretiert.Bei der Diagnostics- Funktion (8) wird hier der Funktionscode (subfunction code) übergeben.


SPS-Bibliotheken





VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTBUSY : BOOL;Error : BOOL;ErrorId : MODBUS_ERRORS;cbRead : UINT;ND_VAR






Die zur Verknüpfung mit dem Kommunikationsport notwendigen Datenstrukturen sind im Funktionsbausteinenthalten. Auf einem PC erfolgt die Zuweisung im TwinCAT System Manager analog zur Beschreibung imKapitel Serielle Busklemme. Auf einem Buscontroller BC müssen die I/O-Adressen manuell zugewiesenwerden. Siehe Hardwarezuordnung am Buscontroller BC.

Voraussetzungen


5.1.4 ModbusRtuSlave_KL6x5B

Der Funktionsbaustein ModbusRTUslave_KL6x5B realisiert einen Modbus-Slave, der über eine serielleBusklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 kommuniziert. Der Baustein verhält sich passiv, bis er von einemangeschlossenen Modbus-Master Telegramme empfängt.

Ein Beispielprogramm für einen Buscontroller BCverdeutlicht die Funktionsweise.

SPS-Bibliotheken


VAR_INPUT


UnitID [} 30]








VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTErrorId : Modbus_ERRORS;ND_VAR




Voraussetzungen


SPS-Bibliotheken


5.1.5 ModbusRtuMaster_KL6x22B

Der Funktionsbaustein ModbusRtuMaster_KL6x22B realisiert einen Modbus-Master, der über eine serielleBusklemme KL6031 oder KL6041 kommuniziert. Der Baustein wird nicht in seiner Grundform aufgerufen,sondern es werden in einem SPS-Programm einzelne Aktionen des Funktionsbausteins verwendet. JedeModbus-Funktion ist als Aktion realisiert.

Zur Kommunikation über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) steht der FunktionsbausteinModbusRtuMaster_PcCom [} 20] zur Verfügung.

Unterstüzte Modbus-Funktionen (Aktionen)• ModbusMaster.ReadCoils











• ModbusMaster.Diagnostics Modbus-Funktion 8 = Diagnostics Sendet eine Diagnoseanforderung mit einem von Anwender angegebenen Funktionscode (subfunctioncode) an den Slave. Da bei dieser Funktion kein Speicher adressiert wird, wird hier der Funktionscodeim Datenwort MBAddr übergeben. Eventuelle für die Funktion notwendige Daten werden überpMemoryAddr mitgegeben.

SPS-Bibliotheken


VAR_INPUT


UnitID [} 30]



MBAddr: Modbus-Datenadresse, von der die Daten aus dem Endgerät (Slave) gelesen werden. DieseAdresse wird unverändert zum Slave übertragen und wird dort als Datenadresse interpretiert.Bei der Diagnostics- Funktion (8) wird hier der Funktionscode (subfunction code) übergeben.





VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTBUSY : BOOL;Error : BOOL;ErrorId : MODBUS_ERRORS;cbRead : UINT;ND_VAR







SPS-Bibliotheken


Voraussetzungen


5.1.6 ModbusRtuSlave_KL6x22B

Der Funktionsbaustein ModbusRTUslave_KL6x22B realisiert einen Modbus-Slave, der über eine serielleBusklemme KL6031 oder KL6041 kommuniziert. Der Baustein verhält sich passiv, bis er von einemangeschlossenen Modbus-Master Telegramme empfängt.

Ein Beispielprogramm für PC bzw. CX1000 oder für einen Buscontroller BC verdeutlicht die Funktionsweise.

Zur Kommunikation über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) steht der FunktionsbausteinModbusRTUslave_PcCom [} 22] zur Verfügung.

VAR_INPUT


UnitID [} 30]






SPS-Bibliotheken




VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTErrorId : Modbus_ERRORS;END_VAR




Voraussetzungen


5.2 Datentypen

5.2.1 Modbus StationsadresseModbus definiert gültige Stationsadressen im Bereich 1 bis 247. Ein Modbus-Slave antwortet nur aufTelegramme, die seine eigene Adresse enthalten. Die Adresse 0 ist keine gültige Stationsadresse, sondernwird für Broadcast-Telegramme an alle Stationen verwendet, die nicht beantwortet werden. Die Adressen248 bis 255 sind reserviert.

Die Bibliothek ModbusRTU definiert weitere Sammeladressen. Dadurch wird es möglich, eine Station aufmehrere Adressen antworten zu lassen.

TYPE MODBUS_UNITID :(MODBUS_UNITID_BROADCAST := 0,MODBUS_UNITID_ALLVALID := 256, (* response on address 1..247 *)MODBUS_UNITID_ALLBUTBROADCAST := 257, (* response on address 1..255 *)MODBUS_UNITID_ALL := 258 (* response on address 0..255 *));END_TYPE

SPS-Bibliotheken


Voraussetzungen


5.3 Globale Konstanten

5.3.1 BibliotheksversionAlle Bibliotheken haben eine bestimmte Version. Diese Version ist u. a. im SPS-Bibliotheks-Repository zusehen. Eine globale Konstante enthält die Information über die Bibliotheksversion:

Global_Version

VAR_GLOBAL CONSTANTstLibVersion_Tc2_Modbus_RTU : ST_LibVersion;END_VAR

Um zu sehen ob die Version die Sie haben auch die Version ist die Sie brauchen, benutzen Sie die FunktionF_CmpLibVersion (definiert in Tc2_System library).

Hinweis: Alle anderen Möglichkeiten Bibliotheksversionen zu vergleichen, die Sie von TwinCAT 2 kennen,sind veraltet!

Beispiele


6 Beispiele

6.1 Modbus RTU Master PC COM portDer Funktionsbaustein ModbusRtuMaster_PcCom realisiert einen Modbus-Master, der über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) kommuniziert. Der Baustein wird nicht in seiner Grundform aufgerufen, sondern eswerden in einem SPS-Programm einzelne Aktionen des Funktionsbausteins verwendet. Jede Modbus-Funktion ist als Aktion realisiert.

Zur Kommunikation über eine serielle Busklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 steht derFunktionsbaustein ModbusRtuMaster_KL6x5B [} 23] zur Verfügung.

Unterstützte Modbus-Funktionen (Aktionen)• ModbusMaster.ReadCoils











• ModbusMaster.Diagnostics Modbus-Funktion 8 = DiagnosticsSendet eine Diagnoseanforderung mit einem von Anwender angegebenen Funktionscode (subfunction

Beispiele


code) an den Slave. Da bei dieser Funktion kein Speicher adressiert wird, wird hier der Funktionscodeim Datenwort MBAddr übergeben. Eventuelle für die Funktion notwendige Daten werden überpMemoryAddr mitgegeben.

VAR_INPUT




MBAddr: Modbus-Datenadresse, von der die Daten aus dem Endgerät (Slave) gelesen werden. DieseAdresse wird unverändert zum Slave übertragen und wird dort als Datenadresse interpretiert.Bei der Diagnostics-Funktion (8) wird hier der Funktionscode (subfunction code) übergeben.





VAR_OUTPUT

VAR_OUTPUTBUSY : BOOL;Error : BOOL;ErrorId : MODBUS_ERRORS;cbRead : UINT;END_VAR




cbRead: Liefert die Anzahl der gelesenen Datenbytes bei einer Lese-Aktion.


Die zur Verknüpfung mit dem Kommunikationsport notwendigen Datenstrukturen sind im Funktionsbausteinenthalten. Sie werden im TwinCAT System Manager angezeigt, nachdem das SPS-Programm eingebundenist und können dort mit einem COM-Port verbunden werden. Die Vorgehensweise ist analog zurBeschreibung im Kapitel Serial PC Interface.

Beispiele


Voraussetzungen

Development environment Target platform PLC libraries to includeTwinCAT V3.0.0 PC oder CX (x86) Tc2_Modbus_RTU

6.2 Modbus RTU slave via PC COM portDer Funktionsbaustein ModbusRTUslave_PcCom realisiert einen Modbus-Slave, der über eine serielle PC-Schnittstelle (COM-Port) kommuniziert. Der Baustein verhält sich passiv, bis er von einem angeschlossenenModbus-Master Telegramme empfängt.

Zur Kommunikation über eine serielle Busklemme KL6001, KL6011 oder KL6021 steht derFunktionsbaustein ModbusRTUslave_KL6x5B [} 25] zur Verfügung.

VAR_INPUTVAR_INPUTUnitID : UINT;AdrInputs : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus input area *)SizeInputBytes : UINT;AdrOutputs : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus output area *)SizeOutputBytes : UINT;AdrMemory : POINTER TO BYTE; (* Pointer to the Modbus memory area *)SizeMemoryBytes : UINT;END_VAR








Beispiele


VAR_OUTPUTVAR_OUTPUTErrorId : Modbus_ERRORS;END_VAR



Die zur Verknüpfung mit dem Kommunikationsport notwendigen Datenstrukturen sind im Funktionsbausteinenthalten. Sie werden im TwinCAT System Manager angezeigt nachdem das SPS-Programm eingebundenist und können dort mit einem COM-Port verbunden werden. Die Vorgehensweise ist analog zurBeschreibung im Kapitel Serial PC Interface.

Voraussetzungen

Development environment Target platform PLC libraries to includeTwinCAT V3.0.0 PC oder CX (x86) Tc2_Modbus_RTU

Anhang


7 Anhang

7.1 Modbus RTU FehlernummernTYPE MODBUS_ERRORS :((* Modbus communication errors *)MODBUSERROR_NO_ERROR, (* 0 *)MODBUSERROR_ILLEGAL_FUNCTION, (* 1 *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DATA_ADDRESS, (* 2 *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DATA_VALUE, (* 3 *)MODBUSERROR_SLAVE_DEVICE_FAILURE, (* 4 *)MODBUSERROR_ACKNOWLEDGE, (* 5 *)MODBUSERROR_SLAVE_DEVICE_BUSY, (* 6 *)MODBUSERROR_NEGATIVE_ACKNOWLEDGE, (* 7 *)MODBUSERROR_MEMORY_PARITY, (* 8 *)MODBUSERROR_GATEWAY_PATH_UNAVAILABLE, (* A *)MODBUSERROR_GATEWAY_TARGET_DEVICE_FAILED_TO_RESPOND, (* B *)

(* additional Modbus error definitions *)MODBUSERROR_CHARREC_TIMEOUT := 16#20, (* 20 hex *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DATA_SIZE, (* 21 hex *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DEVICE_ADDRESS, (* 22 hex *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DESTINATION_ADDRESS, (* 23 hex *)MODBUSERROR_ILLEGAL_DESTINATION_SIZE, (* 24 hex *)MODBUSERROR_NO_RESPONSE, (* 25 hex *)

(* Low level communication errors *)MODBUSERROR_TXBUFFOVERRUN := 102, (* 102 *)MODBUSERROR_SENDTIMEOUT := 103, (* 103 *)MODBUSERROR_DATASIZEOVERRUN := 107, (* 107 *)MODBUSERROR_STRINGOVERRUN := 110, (* 110 *)MODBUSERROR_INVALIDPOINTER := 120, (* 120 *)MODBUSERROR_CRC := 150, (* 150 *)

(* High level PLC errors *)MODBUSERROR_INVALIDMEMORYADDRESS := 232, (* 232 *)MODBUSERROR_TRANSMITBUFFERTOOSMALL (* 233 *));END_TYPE

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