KUNBUS RP GW ETHERNET User guide

Anwenderhandbuch
Gateway-Komponente EtherNet/IP
02.12.2015
Inhaltsverzeichnis KUNBUS GmbH

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeines.....................................................................................................................................3
1.1 Disclaimer..................................................................................................................................3
1.4 Haftungsbeschränkung..............................................................................................................4
1.5 Kundenservice...........................................................................................................................4
2 Sichere Anwendung........................................................................................................................5
3 Übersicht..........................................................................................................................................6
3.1 Funktionsweise..........................................................................................................................6
3.2 Bedienelemente.........................................................................................................................8
3.3 Status LEDs.............................................................................................................................11
4 Installieren .....................................................................................................................................12
4.1 Vorbereitungen für einen störungsfreien Betrieb.....................................................................12
4.2 Voraussetzungen ....................................................................................................................14
4.3 Gateway-Komponenten verbinden..........................................................................................15
4.4 Gateway im Schaltschrank installieren....................................................................................16
4.5 Spannungsversorgung anschließen........................................................................................17
4.6 Gateway mit dem Feldbus verbinden......................................................................................18
5 Konfigurieren.................................................................................................................................19
5.1 Unterstützte Größe der Prozessdaten ....................................................................................19
5.2 Adressvergabe ........................................................................................................................20
5.3 Ethernet/IP konfigurieren.........................................................................................................21
5.4 Modbus TCP konfigurieren......................................................................................................22
6 Technische Daten .........................................................................................................................24
6.1 Technische Daten....................................................................................................................24
ii Gateway-Komponente für Ethernet/IP

1 Allgemeines

1.1 Disclaimer

© 2015 KUNBUS GmbH, Denkendorf (Deutschland)
Die Inhalte dieses Anwenderhandbuchs wurden von der KUNBUS GmbH mit der größtmöglichen Sorgfalt erstellt. Aufgrund der technischen Weiterentwicklung behält sich die KUNBUS GmbH das Recht vor, die Inhalte dieses Anwenderhandbuchs ohne vorherige Ankündigung zu ändern oder auszutauschen. Die aktuellste Version des Anwenderhandbuchs erhalten Sie immer auf unserer Hompage: www.kunbus.de
Die KUNBUS GmbH haftet ausschließlich in dem Umfang, der in den AGB festgelegt ist (www.kunbus.de/agb.html).
Die in diesem Anwenderhandbuch veröffentlichten Inhalte sind urheberrechtlich geschützt. Eine Vervielfältigung oder Verwendung ist für den innerbetrieblichen Bedarf des Benutzers gestattet. Vervielfältigungen oder Verwendung für andere Zwecke sind ohne ausdrückliche, schriftliche Zustimmung der KUNBUS GmbH nicht gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadensersatz.
Allgemeines
Markenschutz
– KUNBUS ist eine eingetragene Marke der KUNBUS GmbH – Windows® und Microsoft® sind eingetragene Marken von Microsoft,
Corp.
KUNBUS GmbH Heerweg 15 C 73770 Denkendorf Deutschland
www.kunbus.de
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1.2 Hinweise zum Anwenderhandbuch

Dieses Anwenderhandbuch stellt wichtige, technische Informationen zur Verfügung, die Ihnen als Anwender eine effiziente, sichere und komfortable Integration der Gateways in Ihre Anwendungen und Systeme ermöglichen. Es wendet sich an ausgebildetes Fachpersonal, bei dem fundiertes Wissen im Bereich der elektronischen Schaltungen und Kenntnisse von EtherNet/IPTM vorausgesetzt wird.
Als Bestandteil des Moduls sollen die hier zur Verfügung gestellten Informationen aufbewahrt und dem Benutzer zugänglich gemacht werden.

1.3 Gültigkeit

Dieses Dokument beschreibt die Anwendung des KUNBUS Gateways mit der Produktnummer:
– PR100066, Release 00
Allgemeines

1.4 Haftungsbeschränkung

Der Gewährleistungs- und Haftungsanspruch erlischt wenn:
– das Produkt unsachgemäß verwendet wurde, – die Schäden auf Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung
zurückzuführen sind, – Schäden durch nicht ausreichend qualifiziertes Personal entstehen, – Schäden durch technische Veränderung am Produkt entstehen (z.B.
Lötarbeiten).

1.5 Kundenservice

Bei Fragen oder Anregungen zum Produkt freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme:
KUNBUS GmbH Heerweg 15 C
+49 (0)711 3409 7077
support@kunbus.de www.kunbus.de
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2 Sichere Anwendung

2.1 Benutzer

Das Gateway darf nur von qualifiziertem Fachpersonal montiert, installiert und in Betrieb genommen werden. Vor der Montage ist es zwingend erforderlich, dass diese Dokumentation sorgfältig gelesen und verstanden wurde. Es wird Fachwissen in folgenden Gebieten vorausgesetzt:
– Elektronische Schaltungen, – Grundlagen von EtherNet/IP, – Arbeiten in elektrostatisch geschützten Bereichen, – Vor Ort gültigen Regeln und Vorschriften zur Arbeitssicherheit.

2.2 Symbole

Die verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:
Sichere Anwendung
GEFAHR
VORSICHT
HINWEIS
Gefahr
Beachten Sie diesen Hinweis unbedingt! Es existiert eine Gefahrenquelle, die zu schweren Verletzungen und zum
Tod führen kann.
Vorsicht
Es existiert eine Gefahrenquelle, die geringe Verletzungen und Sachschaden zur Folge haben kann.
Hinweis
Es existiert eine Gefahrenquelle, die Sachschaden zur Folge haben kann.
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3 Übersicht

3.1 Funktionsweise

Das KUNBUS Gateway ist ein Protokollumsetzer. Es ermöglicht die Kommunikation zwischen Netzwerken mit unterschiedlichen Protokollen.
Übersicht
Abb.1: Funktionsweise
Ein Gateway besteht aus 2 Gateway-Komponenten, die jeweils ein bestimmtes Protokoll beherrschen. Sie können diese Gateway­Komponenten beliebig kombinieren. Diese Konstruktionsart bietet Ihnen eine hohe Flexibilität, da Sie die einzelnen Gateway­Komponenten jederzeit austauschen können. Aktuell sind folgende Gateway-Komponenten als Slave verfügbar:
– CANopen – CC-Link – DeviceNet – EtherCAT – EtherNet/IP – Modbus RTU – Modbus TCP – POWERLINK – PROFIBUS – PROFINET – Sercos III
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Features
Diese Gateway-Komponente ermöglicht die Kommunikation mit Ethernet/IP und Modbus TCP. Sie unterstützt folgende Funktionen:
– RPI
Minimaler Requested Packet Interval: 1ms – ACD (Address Conflict Detection) – DLR
Sie können die Gateway-Komponente in einem Device Level Ring
verwenden.
Übersicht
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3.2 Bedienelemente

1
2
3
Frontansicht
Übersicht
Abb.2: Frontansicht
1 Status LEDs 2 Kodierschalter
8-poliger DIP-Schalter zum Einstellen der IP-Adresse.
3 Feldbusanschluss
RJ45 Buchse für die Verbindung zum Feldbus.(insgesamt 2 Stück, s. Bild Oberseite)
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Oberseite
1
2
3
Übersicht
Abb.3: Oberseite
1 Feldbusanschluss
RJ45 Buchse für die Verbindung zum Feldbus (insgesamt 2 Stück, s. Bild Frontansicht).
2 Interconnect-Ports
zum Verbinden der Gateway-Komponenten untereinander.
3 Arretier-Klammer
zum sicheren Befestigen der Gateway-Komponente auf der Hutschiene.
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Unterseite
1
2
Übersicht
Abb.4: Unterseite
1 Netzanschluss
mit 24 V Versorgungsspannung
2 Arretier-Klammer
zum sicheren Befestigen der Gateway-Komponente auf der Hut­schiene.
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3.3 Status LEDs

Die Signale der Status LEDs für EtherNet/IP haben folgende Bedeutung:
LED Bezeichnung Signal Bedeutung Power aus Gateway-Komponente läuft nicht
MS aus Keine Spannungsversorgung
NS aus Gateway-Komponente ist ausgeschaltet
L/A 1 + 2 aus Keine Verbindung
blinkt, grün Initialisierungsphase noch nicht
abgeschlossen an, grün Betriebsbereit blinkt, rot Behebbarer Fehler
(z.B. zweite Gateway-Komponente fehlt) an, rot Schwerer Fehler/Defekt im Gateway
an, grün Gateway-Komponente betriebsbereit blinkt, grün Konfiguration nicht abgeschlossen an, rot Nicht behebbarer Fehler blinkt, rot Konfigurationsfehler blinkt rot
und grün
blinkt, grün IP-Adresse eingestellt aber es wurde noch
an, grün Verbindung ist hergestellt blinkt, rot Verbindung unterbrochen
an, rot Eingestellte IP-Adresse wird bereits von
grün Verbindung zu einem anderen Gerät.
blinkt, grün Verbindung hergestellt. Datenaustausch
Selbsttest
oder hat keine IP-Adresse
keine CIP-Verbindung hergestellt
(z. B. durch Timeout)
einem anderen Netzwerkteilnehmer
verwendet
Es findet kein Datenaustausch statt.
findet statt.
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4 Installieren

4.1 Vorbereitungen für einen störungsfreien Betrieb

Im folgenden Abschnitt haben wir für Sie einige allgemeine Informationen zusammengestellt, die für einen störungsfreien Betrieb wichtig sind. Wenn Sie mit diesem Thema bereits vertraut sind, können Sie im nächsten Abschnitt weiterlesen. Dort erfahren Sie, welche Rahmenbedingungen für die Installation des Gateways nötig sind.
Leitungsführung
Verlegen Sie Ihre Leitungen getrennt, in Leitungsgruppen. Damit Schützen Sie Ihr Gateway vor ungewollten elektromagnetischen Störungen.
Folgende Gruppen sollten getrennt voneinander verlegt werden:
Gruppe Leitung
A Daten- und Versorgungsleitungen für:
Gleichspannung unter 60V Wechselspannung unter 25V
B Daten- und Versorgungsleitungen für
Gleichspannung zwischen 60 und 400V Wechselspannung zwischen 25 und 400V
C Versorgungsleitungen über 400V
Installieren
– Leitungen der gleichen Gruppe können Sie gemeinsam in Kabelkanälen
– Leitungen der Gruppe A und B:
– Leitungen der Gruppe C
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oder in Bündeln verlegen.
– Verlegen Sie die Gruppen in getrennten Bündeln oder – In Kabelkanälen mit mindesten 10 cm Abstand zueinander.
– Verlegen Sie die Gruppen in getrennten Bündeln oder – In Kabelkanälen mit mindesten 50 cm Abstand zu den anderen
Gruppen.
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Schirmung
Schirmen Sie Ihre Leitungen. Damit vermindern Sie ungewollte elektromagnetische Störungen.
Potenzialausgleich
Potenzialunterschiede treten auf, wenn Geräte an unterschiedliche Massen und Erden angeschlossen sind. Diese Potenzialunterschiede verursachen Störungen.
Um Störungen zu vermeiden müssen Sie eine Potenzialausgleichsleitung legen.
Beachten Sie dabei Folgendes:
– Wählen Sie eine Potenzialausgleichsleitung mit kleiner Impedanz. – Wählen Sie als Richtwert für den Querschnitt des
Potenzialausgleichsleiters:
– 16 mm2 für Potenzialausgleichsleiter bis 200 m Länge – 25 mm2 für Potenzialausgleichsleiter über 200 m Länge
– Verwenden Sie Potenzialausgleichsleiter aus Kupfer oder verzinktem
Stahl.
– Verbinden Sie Potenzialausgleichsleiter großflächig mit der
Erdungsschiene.
– Zwischen Potenzialausgleichsleiter und Signalleiter sollten möglichst
kleine Flächen eingeschlossen sein.
Installieren
Wenn die Geräte des Steuerungssystems durch geschirmte Signalleitungen verbunden sind, die beidseitig geerdet sind, muss die Impedanz 10% der Schirmimpedanz betragen.
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4.2 Voraussetzungen

Das Gateway wurde für den Einsatz in einem Schaltschrank entwickelt.
ü Die Schutzklasse des Schaltschranks muss mindesten IP54
entsprechen.
ü Für die Montage im Schaltschrank benötigen Sie eine Hutschiene 35 x
7,5mm (EN50022).
◦ Montieren Sie die Hutschiene nach Herstellerangaben waagerecht im
Schaltschrank. Achten Sie dabei darauf, dass das Gateway ausreichend Abstand zu anderen Geräten hat.
Installieren
HINWEIS
Durch zu hohe Temperaturen kann Ihr Gateway beschädigt werden.
èAchten Sie darauf, dass die Umgebungstemperatur im Schaltschrank
geringer als 60°C ist.
èHalten Sie die Lüftungsschlitze frei. Diese dürfen nicht durch Kabel etc.
verdeckt werden.
èHalten Sie genügend Abstand zu anderen Geräten ein.
Abb.5: Installationsabstand
◦ Verbinden Sie jede Gateway-Komponente einzeln mit Funktionserde.
ð Ihr Schaltschrank erfüllt nun alle Voraussetzungen, um das Gateway zu
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Achten Sie dabei darauf, dass beide Spannungen den gleichen Ground besitzen.
installieren.
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4.3 Gateway-Komponenten verbinden

Um ein funktionsfähiges Gateway zu erhalten, müssen Sie die beiden Gateway-Komponenten miteinander verbinden.
◦ Verbinden Sie einen Interconnect-Port an jeder Gateway-Komponente
mit der Steckbrücke (Produktnummer PR100204).
Installieren
Abb.6: Gateway-Komponenten verbinden
ð Sie können das Gateway jetzt im Schaltschrank installieren.
Verbinden Sie immer nur 2 Gateway-Komponenten miteinander.
HINWEIS
Wenn Sie weitere Komponenten anschließen, können schwere Defekte an allen Gräten entstehen.
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4.4 Gateway im Schaltschrank installieren

◦ Halten Sie das Rasterelement des Gateways an die Hutschiene. ◦ Drücken Sie die Arretierungen in Richtung des Gateways zu. ◦ Stellen Sie sicher, dass das Gateway fest mit der Hutschiene
verbunden ist.
Installieren
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4.5 Spannungsversorgung anschließen

3
1
2
4
Um die Gateway-Komponente an die Spannungsversorgung anzuschließen, benötigen Sie eine Federkraftklemme (z.B. Metz­Connect SP995xxVBNC).
Sie müssen jede Gateway-Komponente separat an eine Spannungsversorgung anschließen. Verbinden Sie nie Funktionserde und GND miteinander, da sonst die galvanische Trennung zwischen Gateway GND und Feldbus-Masse aufgehoben wird. Schließen Sie stattdessen die Funktionserde mit niedriger Impedanz an den Potenzialausgleich an. Sie können auf diese Verbindung dann verzichten, wenn der Schirm des Feldbuskabels beim Eintritt in den Schaltschrank mit niedriger Impedanz an den Potenzialausgleich angeschlossen wird.
Installieren
HINWEIS
Verwenden Sie für beide Gateway-Komponenten die gleiche Spannungsversorgung.
Unterschiedliche Spannungsversorgungen können zum Defekt an beiden Modulkomponenten und zu Störungen führen.
èAchten Sie besonders darauf, dass zwischen den GND-Pins (2) keine
Potenzialunterschiede entstehen.
Pin-Belegung:
Pin Belegung
1 24V Einspeisung für Module Supply 2 GND 3 Nicht Anschliessen! 4 Funktionserde
HINWEIS
Verbinden Sie GND nicht mit PE
Diese Verbindung kann zu unerwünschten Störungen führen.
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4.6 Gateway mit dem Feldbus verbinden

Um die Gateway-Komponente mit EtherNet/IP zu verbinden benötigen Sie zwei RJ45 Stecker.
Die Pin-Belegung entspricht dem Ethernet Standard.
Installieren
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5 Konfigurieren

5.1 Unterstützte Größe der Prozessdaten

HINWEIS
Die Gateway-Komponente für EtherNet/IP unterstützt Prozessdaten von einer Länge bis zu 480 Byte.
Typ Richtung Assembly
Instance
Exclusive Owner Output (master -> slave) 100 bis zu 480 bytes
Input (slave -> master) 150 bis zu 480 bytes
Input Only Output (master -> slave) 254 0 bytes
Input (slave -> master) 150 bis zu 480 bytes
Listen Only Output (master -> slave) 255 0 bytes
Input (slave -> master) 150 bis zu 480 bytes
Beachten Sie, dass die maximale Länge der Prozessdaten immer vom Feldbus mit der geringeren Datenlänge bestimmt wird.
Beispiel:
Ethernet/IP unterstützt 480 Byte je Richtung.
PROFIBUS unterstützt je Richtung 244 Byte.
In der Kombination Ethernet/IP / PROFIBUS bedeutet das, dass 244 Byte übertragen und zyklisch aktualisiert werden.
Größe
Konfigurieren
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5.2 Adressvergabe

IP-Adresse einstellen
Mit dem 8-poligen Adressschalter können Sie die IP-Adresse des Gateways einstellen.
Sie können Werte im Binärformat zwischen 0-255 einstellen.
Konfigurieren
IP Adresse manuell zuweisen:
IP-Adresse vom DHCP Server erhalten
IP-Adresse über die Master­Software einstellen
◦ Stellen Sie eine beliebige Adresse zwischen 1-254 ein
ð Die Gateway-Komponente verwendet die Adresse 192.168.1.X mit
der Netzmaske 255.255.255.0 und dem Gateway 192.168.1.1
◦ Öffnen Sie die Website http://192.168.1.X ◦ Melden Sie sich an:
Anmeldedaten für die Erstanmeldung: Benutzer: Admin
Passwort: 1701 ◦ Klicken Sie auf den Button „Change Configuration“ ◦ Stellen Sie die gewünschte IP-Adresse ein ◦ Bestätigen Sie die Eingabe mit dem Button „Apply“ ◦ Stellen Sie alle Adressschalter auf „0“ ◦ Starten Sie die Gateway-Komponente neu, indem Sie diese einmal aus-
und wieder anschalten.
ð Die eingestellte IP-Adresse wird jetzt verwendet.
◦ Stellen Sie den Wert „255“ ein (alle Schalter in Richtung der Zahlen) um
den DHCP-Modus zu aktivieren.
ð Die IP-Adresse automatisch vom DHCP Server vergeben.
◦ Stellen Sie den Wert „0“ ein (alle Schalter auf „Off“)
ð Die Gateway-Komponente verwendet die IP-Adresse, die zuletzt
über die Software eingestellt wurde.
◦ Sie können diese IP-Adresse jederzeit über das EtherNet/IP-Protokoll
oder die Website ändern. ◦ Starten Sie die Gateway-Komponente neu, indem Sie diese einmal aus-
und wieder anschalten.
ð Die eingestellte IP-Adresse wird jetzt verwendet.
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5.3 Ethernet/IP konfigurieren

Standard-Objekte
Für die Adressierung der Prozessdaten stehen Ihnen folgende Objekte zur Verfügung:
– Identity Object, Class Code: 01 Hex – Message Router, Class Code: 02 Hex – Assembly Object, Class Code: 04 Hex – Connection Manager Object, Class Code: 06 Hex – TCP/IP Interface Object, Class Code: F5 Hex – Ethernet Link Object, Class Code: F6 hex – Device Level Ring, Class Code: 47 Hex – Quality of Service, Class Code: 48 Hex
Diese Objekte entsprechen dem Standard der ODVA. Weitere Informationen dazu finden Sie in den Spezifikationen für EtherNet/IP. Details über die implementierten Attribute können Sie der mitgelieferten EDS-Datei entnehmen.
Konfigurieren
Fieldbus Input Data, Class Code: A0 hex
Fieldbus Output Data, Class Code: A1 hex
Gerätespezifische Objekte
Folgende Objekte sind gerätespezifisch. Sie können diese verwenden um auf die Eingangs- und Ausgangsdaten azyklisch zuzugreifen.
– Fieldbus Input Data, Class Code: A0 Hex – Fieldbus Output Data, Class Code: A1 Hex
Sie können dieses Objekt verwenden, um Daten zu lesen, die von der Gateway-Komponente zum EtherNet/IP-Master gesendet werden. Diese Daten stammen vom Master der anderen Gateway­Komponente.
Sie können dieses Objekt verwenden, um Daten zu schreiben, die vom EtherNet/IP-Master an die Gateway-Komponente gesendet werden. Diese Daten werden in den Eingangs-Datenbereich der anderen Gateway-Komponente kopiert. Dort kann der Master der anderen Gateway-Komponente diese Daten lesen.
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5.4 Modbus TCP konfigurieren

Sie können diese Gateway-Komponente kann auch als Protokollumsetzer für Modbus TCP verwenden.
Funktionen
Folgende Modbus-Funktionen sind implementiert:
Funktionscode Beschreibung
0x01 read coils 0x02 read discrete inputs 0x05 write single coil 0x0f write multiple coils 0x03 read holding registers 0x04 read input registers 0x06 write single register 0x10 write multiple registers 0x16 mask write register 0x17 read/write multiple registers
Register
In der Gateway-Komponente sind folgende Register realisiert:
Konfigurieren
AdressbereichFunktion Zugriff
1-240 Input Register, empfängt Werte der Partner-
Gateway-Komponente.
1025-1264 Output Register, sendet Werte an die Partner-
Gateway-Komponente.
40001-40240 Input Register, kompatibel mit Siemens-Steue-
rungen
30001-30240 Output Register, kompatibel mit Siemens
Steuerungen
4097 Status der Partner-Gateway-Komponente Read Only
0x01 Hardware wird initialisiert und geprüft 0x02 Verbindung zur Partner-Gateway-
Komponente wird geprüft 0x03 Gegenseite wird erkannt 0x04 Schnittstelle zur Partner-Gateway-
Komponente funktioniert.
Read Only
Read/Write
Read Only
Read/Write
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AdressbereichFunktion Zugriff
4098 Status des anderen Feldbus Read Only
0x00 Feldbus nicht angeschlossen. Über-
prüfen Sie alle Verbindungen 0x01 Feldbus angeschlossen, keine Daten-
kommunikation. Prüfen Sie, ob eine
IP-Adresse eingestellt ist 0x02 Gateway-Komponente konfiguriert,
keine Datenkommunikation 0x03 Zyklischer Datenaustausch
Konfigurieren
Input Register
Siemens-Steuerungen verwenden 2 fest vordefinierte Adressbereiche. Deshalb sind die Input- und Output-Register jeweils über 2 Adressen erreichbar, eine KUNBUS-Adresse und eine Siemens-Adresse. Beide Adressen sprechen jedoch dieselbe Speicherzelle an. Für die Input Register ist kein separater Adressbereich definiert. Lesen Sie die Holding Register mit Funktionscode 0x04.
Registerbereiche für biteweisen Zugriff (Coils)
Sie können auch biteweise, über Coils auf den Ein-und Ausgangsdatenbereich zugreifen. Mit den Coils wird derselbe Speicher angesprochen wie mit den Registern.
Beispiel: Coils 1-16 entsprechen den Bits in Register 1,
Coils17-32 den Bits in Register 2.
Adressbereich Verwendung Zugriff Bedeutung
1 - 3840 Input Bits Read Only Werte, die die andere Gateway-Komponente
liefert.
16385 - 20224 Output Bits Read/Write Werte, die an die andere Gateway-Kompo-
nente geliefert werden
Discrete Inputs
Für Discrete Inputs ist kein separater Adressbereich definiert. Lesen Sie die Coils mit Funktionscode 0x02 .
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6 Technische Daten

6.1 Technische Daten

Maße
Breite 22,5 mm Höhe 96 mm Tiefe 110,4 mm Gewicht 90 g
Elektrische Daten
Versorgungsspannung 24 V DC Stromaufnahme im Betrieb
(Zyklischer Datenaustausch) Statusanzeige LED
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur 0 – 60 °C Lagertemperatur - 25 – 60 °C Luftfeuchtigkeit 93 % (bei 40 °C) Betauung Nicht erlaubt Schutzart Schaltschrank Gehäuse Klemmenbereich
Technische Daten
100mA
IP54 IP20 IP20
Daten zur Montage
Hutschiene 35 x 7,5 mm Höhe 96 mm Tiefe 110,4 mm
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Abb.7: Maßangaben Seite
Technische Daten
Abb.8: Maßangaben Front
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