Bosch Rexroth Преобразователь частоты Серия VFC x610 / VFC 3610 / VFC 5610. Руководство (R911369850)

14.3 Протокол Modbus

14.3.1 Описание протокола

Краткое введение

●

Modbus представляет собой протокол обмена данными типа «главный/

подчиненный». В каждый момент времени только одно устройство в сети

может посылать команды.

●

Ведущая станция управляет информационным обменом, опрашивая под-

чинённые станции. Без получения одобрения от ведущей станции ни одна

подчинённая станция не может отправлять ей информацию. В случае

ошибки во время обмена данными, в случае отсутствия отклика, ведущая

станция опрашивает ведомые станции.

●

Если ведомая станция не в состоянии распознать сообщение от ведущей

станции, она отправляет главной станции ответ о нештатной ситуации.

●

Подчинённые станции не могут связываться друг с другом не иначе, как

через программу ведущей станции, которая считывает данные одной ведо-

мой станции и отправляет их другой. Между ведущей и ведомыми станция-

ми могут происходить диалоги двух типов:
– Ведущая станция отправляет запрос ведомым станциям и ожидает их

ответа.

– Ведущая станция отправляет запрос всем ведомым станциям и не ожи-

дает их ответа (широковещательная рассылка).

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

305/475

Передача
Передача ведется в режиме RTU (дистанционной оконечной аппаратуры),

кадры не содержат заголовка сообщения и метки конца. Стандартный фор-

мат кадра RTU frame приведен ниже:

Адрес ведомой стан-

ции

Код функции

Содержание

CRC

1 байт

0...252 байта

CRC младший|CRC стар-

ший

Табл. 14-1: Формат типового кадра RTU

●

Данные передаются в двоичном коде

●

CRC: циклический контроль избыточности.

●

Адрес 0 зарезервирован для широковещательных рассылок.

●

Все подчиненные узлы распознают адрес широковещательной рассылки

для функции записи (отвечать не нужно).

●

Главный узел не имеет определенного адреса, адрес может быть только

у подчиненных узлов (от 1 до 247).

В режиме передачи RTU используются символы четырех видов, перечислен-

ные ниже:

●

1 стартовый бит, 8 битов данных, 1 стоповый бит, контроль по четности от-

сутствует;

●

1 стартовый бит, 8 битов данных, 1 стоповый бит, контроль по четности;

●

1 стартовый бит, 8 битов данных, 1 стоповый бит, контроль по нечетности;

●

1 стартовый бит, 8 битов данных, 2 стоповых бита, контроль по четности

отсутствует.

Символ или байт пересылается в следующем порядке (слева направо).

<- Младший двоичный разряд (LSB)

Старший двоичный разряд (MSB) ->

Началь-

ный

Оста-

нов

–

Началь-

ный

Четный Оста-

нов

Старто-

вый

Нечет-

ный

Оста-

нов

Старто-

вый

Оста-

нов

Оста-

нов

Табл. 14-2: Режим передачи RTU

Кадры сообщений разделяются пустыми интервалами длительностью не ме-

нее 3,5 длительности символа. Целый кадр может передаваться в виде не-

прерывного потока байтов. Если интервал между двумя отдельными кадрами

меньше, чем длительность передачи 3,5 символов, адрес ведомого устрой-

ства второго кадра рассматривается как часть первого кадра, в результате

кадры смешиваются, проверка CRC показывает ошибку, что приводит к сбою

связи. Если при передаче между двумя байтами встречается пустой интер-

вал, который превышает длительность передачи символа более чем в полто-

ра раза, кадр сообщения считается неполным и отклоняется получателем.

14.3.2 Интерфейс Modbus

Связь по протоколу Modbus через интерфейс RS485 см. в описании RS485+

и RS485- в

гл. 8.1 "Схема подключения" на стр. 45

гл. 8.3.2 "Клеммы упра-

вления" на стр. 61

14.3.3 Коды функций и формат сообщений Modbus

Поддерживаемые функции
Основной функцией Modbus является чтение и запись параметров. Различ-

ные коды функций обозначают различные запросы на действия. Функции

Modbus, используемые для управления VFC x610, и их предельные значения

приведены в таблице ниже.

Код

Название функции

Широковеща-

тельная рассыл-

ка

Макс. значение N

3 = 0x03

Прочесть N слов из регистра

НЕТ

6 = 0x06

Записать одно слово в регистр

ДА

–

8 = 0x08

Диагностика

НЕТ

–

16 = 0x10

Записать N слов в регистры

ДА

23 = 0x17

Прочитать/записать N слов в регист-

ры

НЕТ

Табл. 14-3: Функции и ограничения Modbus VFC x610

«Чтение» и «Запись» рассматриваются с точки зрения ведущей

станции.

Формат сообщений Modbus различается в зависимости от приведенных ни-

же кодов функций.

Подчи-

нённый
№

0x03

Адрес 1

-го

слова

Количество слов

CRC16

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-4: Функция 3_Запрос от главного устройства

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

307/475

Подчи-

нённый
№

0x03

Количество байт

Значение 1

-го

сло-

ва

–

Последнее слово,

значение

CRC16

В зависимости от
запроса главного

Старш. | Младш.

–

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-5: Функция 3_Response от подчиненного устройства

Подчи-

нённый
№

0x06

Адрес слова

Значение слова

CRC16

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-6: Запрос функции 6_Master и ответ от подчиненного устройства (в том же фор-

мате)

Подчи-

нённый
№

0x08

Тестовое слово 1

Тестовое слово 2

CRC16

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-7: Запрос функции 8_Master и ответ от подчиненного устройства (в том же фор-

мате)

Подчи-

нённый
№

0x10

Адрес

-го

слова

Количество

слов

Количе-

ство

байтов

-го

слова

последнего

слова

–

Последнее

слово,

значение

CRC16

Старш. |

Младш.

Старш. |

Младш.

Старш. |

Младш.

–

Старш. |

Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-8: Функция 16_Request от главного устройства

Подчи-

нённый
№

0x10

Адрес 1

-го

слова

Количество слов

CRC16

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-9: Функция 16_Response от подчиненного устройства

Подчи-

нённый
№

0x17

Адрес 1

-го

читаемого слова

Количество

читаемых слов

Адрес 1

-го

слова для записи

Старш. | Младш.

Количество слов

для записи

Количество байт

для записи

Значение 1

-го

слова

для записи

–

Значение последнего

слова

для записи

CRC16

Старш. | Младш.

–

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-10: Функция 23_Request от главного устройства

Подчи-

нённый
№

0x17

Количество байт

-го

слова

–

Последнее слово,

последнего слова

CRC16

Старш. | Младш.

–

Старш. | Младш.

Младш. |

Старш.

Табл. 14-11: Функция 23_Response от подчиненного устройства

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

309/475

Пример функции

Функция 0x03: Прочитать N слов из регистров, диапазон: 1...16
Пример: Необходимо прочитать 2 последовательных слова, начиная с реги-

стра связи 3000H подчиненного преобразователя частоты по адресу 01H.

Структура кадра представлена в таблицах ниже:

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

03H

Старший байт адреса начала чтения

30H

Младший байт адреса начала чтения

00H

Старший байт данных

00H

Младший байт данных

02H

Младший байт CRC

CBH

Старший байт CRC

0BH

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-12: Функция 0x03_Request от главного устройства RTU

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

03H

Байты данных

04H

Старший байт данных в регистре 3000H

00H

Младший байт данных в регистре 3000H

14H

Старший байт данных в регистре 3001H

00H

Младший байт данных в регистре 3001H

02H

Младший байт CRC

3BH

Старший байт CRC

F6H

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-13: Функция 0x03_Response от подчиненного устройства RTU

Функция 0x06: Записать одно слово в регистр

ВНИМАНИЕ

Частая запись может повредить внутренние регистры!

●

Существует ограничение на количество операций записи во внутренние

регистры. При превышении предельного значения операций записи адрес

регистра может быть поврежден. Поэтому следует избегать слишком ча-

стой записи!

●

Подробные сведения о правах пользователя на запись см.

гл. 19.3.1 "Тер-

минология и сокращения, используемые в списке параметров" на стр.

398

Пример: Запишите 0000H в регистр связи с адресом 3002H подчиненного

преобразователя частоты с адресом 01H. Структура кадра представлена в та-

блицах ниже:

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

06H

Старший байт адреса регистра для записи

30H

Младший байт адреса регистра для записи

02H

Старший байт записываемых данных

00H

Младший байт записываемых данных

00H

Младший байт CRC

27H

Старший байт CRC

0AH

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-14: Функция 0x06_Request от главного устройства RTU

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

06H

Старший байт адреса регистра для записи

30H

Младший байт адреса регистра для записи

02H

Старший байт записываемых данных

00H

Младший байт записываемых данных

00H

Младший байт CRC

27H

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

311/475

Функция 0x08: Диагностика
Пример: Структура кадра для тестирования контура связи из 2 последова-

тельных слов 1234H и 5678H преобразователя частоты с адресом подчинен-

ного устройства 01H приведена в таблицах ниже:

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

08H

Старший байт подфункции

00H

Младший байт подфункции

00H

Старший байт тестового слова 1

12H

Младший байт тестового слова 1

34H

Старший байт тестового слова 2

56H

Младший байт тестового слова 2

78H

Младший байт CRC

73H

Старший байт CRC

33H

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-16: Функция 0x08_Request от главного устройства RTU

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

08H

Старший байт подфункции

00H

Младший байт подфункции

00H

Старший байт тестового слова 1

12H

Младший байт тестового слова 1

34H

Старший байт тестового слова 2

56H

Младший байт тестового слова 2

78H

Младший байт CRC

73H

Старший байт CRC

33H

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-17: Функция 0x08_Response от подчиненного устройства RTU

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

313/475

Функция 0x10: записать N слов в регистр, диапазон: 1...16
Пример: Чтобы изменить 2 последовательных регистра, начиная с 4000H, с

помощью слов 0001H и 0000H, при адресе подчиненного преобразователя

частоты 01H. Структура кадра представлена в таблицах ниже:

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

10H

Старший байт начального адреса регистра для

записи

40H

Младший байт начального адреса регистра для

записи

00H

Старший байт числа регистров

00H

Младший байт числа регистров

02H

Байты данных

04H

Старший байт данных в регистре 4000H

00H

Младший байт данных в регистре 4000H

01H

Старший байт данных в регистре 4001H

00H

Младший байт данных в регистре 4001H

00H

Младший байт CRC

93H

Старший байт CRC

ACH

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-18: Функция 0x10_Request от главного устройства RTU

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

10H

Старший байт начального адреса регистра для

записи

40H

Младший байт начального адреса регистра для

записи

00H

Старший байт числа регистров

00H

Младший байт числа регистров

02H

Младший байт CRC

54H

Старший байт CRC

08H

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-19: Функция 0x10_Response от подчиненного устройства RTU

Функция 0x17: прочесть/записать N слов в регистр, диапазон: 1...16
Пример: Для чтения данных из 2 последовательных регистров, начиная с

адреса 3000H, и записи 0001H и 0000H в 2 последовательных регистра, на-

чиная с адреса 4000H. Структура кадра представлена в таблицах ниже:

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

17H

Старший байт начального адреса регистра для

чтения

30H

Младший байт начального адреса регистра для

чтения

00H

Старший байт числа читаемых регистров

00H

Младший байт числа читаемых регистров

02H

Старший байт начального адреса регистра для

записи

40H

Младший байт начального адреса регистра для

записи

00H

Старший байт числа записываемых регистров 00H
Младший байт числа записываемых регистров 02H
Число байт записываемых данных

04H

Старший байт данных в регистре 4000H

00H

Младший байт данных в регистре 4000H

01H

Старший байт данных в регистре 4001H

00H

Младший байт данных в регистре 4001H

00H

Младший байт CRC

E6H

Старший байт CRC

B3H

Конец сообщения

Время передачи 3,5 байт

Табл. 14-20: Функция 0x17_Request от главного устройства RTU

Начало сообщения

Время передачи 3,5 байт

Адрес ведомой станции

01H

Код функции Modbus

17H

Число байт для чтения из регистра

04H

Старший байт для чтения из регистра 3000H

00H

Младший байт для чтения из регистра 3000H

14H

Старший байт для чтения из регистра 3001H

00H

Младший байт для чтения из регистра 3001H

02H

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

315/475

Коды ошибок и нештатных ситуаций
Если подчиненное устройство получает запрос без ошибок связи, но не мо-

жет обработать его, оно возвращает ответ о нештатной ситуации, которое со-

держит код ошибки и код нештатной ситуации, которые сообщают главному

устройству о природе ошибки. Код ошибки формируется путем установки

MSB кода функции в 1 (т.е. код функции плюс 0x80, например, 0x83, 0x86,

0x90, 0x97), ответ о нештатной ситуации имеет указанный ниже формат.

№ подчиненного ус-

тройства

Код ошибки

Код нештатной ситуа-

ции

CRC16

Младш. | Старш.

Коды нештатных ситуаций для преобразователя частоты VFC x610.

●

1 = Невозможно изменить параметр, защищенный паролем пользователя

●

2 = Запрошенная функция неизвестна подчиненному устройству, т. е. не

равна 3, 6, 8, 16 или 23

●

3 = Адрес слова, указанный в запросе, отсутствует на подчиненном устрой-

стве

●

4 = Значения слов, указанные в запросе, отсутствуют на подчиненном ус-

тройстве

●

5 = Невозможно изменить параметры во время работы

●

6 = Параметры предназначены только для чтения и не могут быть измене-

ны

●

7 = Недействительная операция в функции преобразователя частоты

(*)

●

9 = Ошибка чтения/записи EEPROM

●

B = Код функции 3, диапазон чтения превышает 16

(*)

Включая приведенные ниже ситуации.

●

Операции записи b0.11 «Копирование параметров», U1.00

«Дисплей контроля работы», U1.10 «Остановка контрольного

дисплея» и C1.01 «Настройка параметров двигателя», запреще-

ны.

●

Операции записи b0.20 «Пароль пользователя», b0.21 «Пароль

производителя» и b0.10 «Инициализация параметра» поддер-

живают только функцию 6.

●

Операции записи многофункциональных цифровых входных

клемм (E1.00...E1.04) не поддерживают повторяющиеся нену-

левые значения.

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

317/475

14.3.4 Распределение адресов отображаемых регистров обмена дан-

ными

Адрес параметра преобразователя частоты
Регистры параметров преобразователей частоты соответствуют кодам функ-

ций один к одному. Чтение и запись по соответствующим кодам функций осу-

ществляются путем чтения и записи содержимого регистров параметров пре-

образователя частоты по коммуникационному протоколу Modbus. Характери-

стики и область действия чтения и записи кодов функций соответствуют опи-

санию кодов функций преобразователя частоты. Адреса регистров

параметров преобразователя частоты состоят из старшего байта, в котором

хранится группа кодов функции и младшего байта, в котором хранится ин-

декс в группе. Эти группы распределяются следующим образом:

Старший байт

адреса

0x00 0x20 0x21 0x22 0x23 0x30 0x31 0x32 0x33 0x34

Группа

Адрес

старший байт

0x35 0x38 0x39 0x60 0x61 0x68 0x69 0x40 0x41 0x10

Группа

Табл. 14-22: Регистры параметров преобразователя частоты

Параметры контрольной группы (d0-группа) всегда защищены от

записи.

Примеры:
Чтобы прочитать температуру модуля (d0.20) преобразователя частоты VFC

x610, используйте адрес регистра 0x1014 (0x10 = группа d0, индекс 0x14 =

20).
Чтобы задать режим кривой V/f (C2.00) преобразователя частоты VFC x610,

используйте адрес регистра 0x2200 (0x22 = группа С2, индекс 0).
Обращение к кодам несуществующих функций опознается по коду нештат-

ной ситуации 3 (см.

гл. 14.3.3 "Коды функций и формат сообщений Modbus"

на стр. 307

Адрес регистра преобразователя частоты

Регистр

Адрес

Регистр управления связью

0x7F00

Регистр состояния связи

0x7FA0

Дополнительный регистр состояния

0x7FA1

Регистр состояния сбоя

0x7FB0

Регистр установки частоты связи

0x7F01

Регистр установки момента

0x7F02

Регистр ограничения момента FWD

0x7F03

Регистр ограничения момента REV

0x7F04

Регистр ограничения скорости

0x7F05

Табл. 14-23: Адрес регистра преобразователя частоты

Серия VFC x610

Bosch Rexroth AG

Связь

319/475

Регистр управления связью (0x7F00)
Адрес регистра слова управления для управления связью - 0x7F00. Этот ре-

гистр предназначен только для чтения. Управление преобразователем часто-

ты осуществляется путем записи данных по этому адресу. Определение ка-

ждого бита приведено в таблице ниже.

Бит

Значение

Описание

15...8

–

Зарезервировано

Слово управления активно

Неактивн.

Остановить активное ускорение/замедление (остановить внутренний

генератор линейной функции ускорения/замедления)

Неактивн.

Сброс ошибки активен

Неактивн.

Активен аварийный останов

Неактивн.

Останов в соответствии с настройками параметров

Неактивн.

Вперед

Толчковый режим активен (направление определяется битом 2)

Неактивн.

Команда пуска активна

Неактивн.

Табл. 14-24: Регистр управления связью (0x7F00)

Если проверка кадра связи успешно пройдена (CRC совпадает), преобраз-

ователь частоты всегда принимает содержимое слова управления. Любые

конфликты (например, одновременная отправка команд пуска и остановки)

разрешаются функциями приложения (ПУСК/ОСТАНОВКА генератора, толч-

ковое управление и т. д.). Это обеспечивает одинаковую реакцию преобраз-

ователя частоты независимо от источника команд.

Bosch Rexroth Преобразователь частоты Серия VFC x610 / VFC 3610 / VFC 5610. Руководство (R911369850) - часть 21