TM3 通过 Modbus 命令配置

简介

本节介绍如何通过来自控制器的 Modbus 命令发送 TM3 配置。此配置模式所用的表格见附录。请参阅通过 Modbus 命令接配置 TM3：所支持的模块的寄存器和缺省值。

TM3 模块支持

支持以下模块：

  • TM3 数字量模块 l (TM3D•)（TM3DM16R 和 TM3DM32R 除外）

  • TM3 模拟量模块 (TM3A•/T•)

  • TM3 安全模块 (TM3S•)

  • TM3 TeSys 模块 (TM3XTYS4)

  • TM3 发射器和接收器模块（TM3XTRA1、TM3XREC1）

限制要求和特定注意事项：

  • 此功能不支持 TM3 可选配置

  • 总线耦合器也可以藉由此功能支持 TM3 模拟量输出的故障预置配置。如果配置了故障预置值，那么在以下情形下，总线耦合器会将这些故障预置值应用到模拟量扩展模块的输出：

    • 现场总线通讯超时

    • 在 Web 服务器 中释除了总线所有权之后

  • 发射器和接收器模块对于总线耦合器是透明的。因此，必须通过定义 First module after expander 寄存器值，来定义在远程配置下位于 TM3XREC1 模块之后的第一个模块。

 警告
意外机器动作
  • 设置“扩展模块后的第一个模块”寄存器值以匹配物理配置。
  • 请参阅相关章节，了解如何配置发射器和接收器模块。
未按说明操作可能导致人身伤亡或设备损坏等严重后果。
注： 有关寄存器的详细说明，请参阅 如何配置：模块参数寄存器。

通过 Modbus 命令启用 TM3 配置

Modbus 命令缺省处于禁用状态。可以使用旋转开关，或者通过 Web 服务器，来启用 Modbus 命令。

如要使用旋转开关来启用 Modbus 命令：

步骤

操作

1

对总线耦合器断电，并断开所有现场总线通讯电缆。

2

将旋转开关 ONES 和 TENS 都设置到位置 3。

3

对总线耦合器加电。

4

等待 MS LED 绿灯闪烁。

5

在 60 秒内，将旋转开关 ONES 置于位置 TENS，并且将旋转开关 BOOTP/AUTO 置于位置 12。

结果：MS、NS 和 IO LED 绿色闪烁五次。

6

等待 MS、NS 和 IO LED 先绿灯闪烁五次，然后保持常亮。

结果：此功能被成功启用。总线耦合器处于 STANDBY 状态，且不允许执行任何操作。

7

对总线耦合器断电。

8

连接现场总线通讯电缆。

9

对总线耦合器加电。

如要通过 Web 服务器 启用 Modbus 命令：

步骤

操作

1

以 Administrator 身份登录到 Web 服务器。

2

单击维护 > 设置。

3

在设备配置视图中，选中 Modbus TCP 对话框。

4

在通过 Modbus 命令进行 TM3 模块和 IP 配置视图中，选中已启用对话框。

5

单击应用。

结果：将显示以下信息：

6

仔细阅读信息，如果您同意，单击我同意。

结果：将显示一条消息，向您告知将在下次启动时应用这些配置。

另请参阅 维护 / 设置。

如何配置

按照以下步骤配置 TM3 总线耦合器：

步骤

操作

1

通过单个 Modbus 写入命令，向寄存器 15000 写入 1。

注： 使用多个寄存器写入命令不会影响此操作。

2

将所需的配置写入到相应的 Modbus 寄存器。

有关寄存器的详细说明，请参阅 如何配置：模块参数寄存器。

请参阅通过 Modbus 命令接配置 TM3：所支持的模块的寄存器和缺省值，了解每个 TM3 模块的缺省值。

3

通过单个 Modbus 写入命令，向寄存器 15000 写入 0。

注： 使用多个寄存器写入命令不会影响此操作。

4

总线耦合器应用这些配置。

结果：如果有效，便会应用配置，并将配置保存在非易失性存储器中。非易失性存储器中早先存储的配置将被覆盖。

结果：如果检测到无效配置，则不会应用配置。请查看“错误诊断”Modbus 寄存器和 TM3/TM2 总线和模块状态寄存器，确认是否存在错误信息。错误描述也保存在日志文件中，可通过 Web 服务器 来获取。

删除非易失性存储器中保存的配置，然后重新发送正确的配置。有关如何删除配置，请参阅 删除永久配置。

注：

  • 步骤 1 至 3 必须在 10 分钟内完成。10 分钟后，便会发生配置超时，总线耦合器会中断配置过程。

  • 一旦启动了配置，便无法再执行配置初始化，除非配置完成或者发生配置超时。

  • 对于模拟量通道，必须设置适合此应用的最小值和最大值。总线耦合器固件不会根据所选择的类型自动调整最小值和最大值。来自模块的模拟量值根据最小值和最大值配置所界定的范围进行缩放。

    例如，如果通道类型为 0-10 V，且最小值/最大值分别设置为 0 V 和 10000 V，则表示计量单位应为 10 V / 10000 = 1 mV。

  • 对于以下配置类型，需要根据相应兼容表中的定义来配置具体的最小值和最大值。如果配置成别的值，会导致配置错误。

使用旋转开关定义“扩展模块后的第一个模块”值

可以通过 Modbus 命令，或者使用 TENS 旋转开关来定义这个值。

如要使用 TENS 旋转开关来定义“扩展模块后的第一个模块”值：

步骤

操作

1

确保 TENS 旋转开关设置到 0 与 7 之间的某个位置。

注： 如果启动后，更改了旋转开关位置，则 MS LED 会红灯闪烁。在配置过程完成后，可以将旋转开关设置到原始位置。

2

开始配置。

3

在配置期间，将值 254 写入到寄存器 15001。

4

写入了全部所需的配置值后，便会应用这些配置。

结果：在成功应用了配置之后，总线耦合器将寄存器 15001 中的值替换为 TENS 旋转开关所定义的值。

如何配置：模块参数寄存器

下表介绍了专用于此功能的总体管理的寄存器：

寄存器地址 描述 访问 注释

15000

控制启动/停止配置

RW

写入：

  • 1 = 开始配置（开始接受模块配置命令）。

  • 0 = 应用配置。

如为其他值，则会导致“非法数据值”异常。

读取：

  • 1 = 处于配置状态

  • 0 = 未处于配置状态

15001

扩展模块后的第一个模块

RW

扩展模块后的第一个模块的索引

  • 255（缺省）= 扩展模块后无模块

  • 0 = 第 1 个物理模块

  • 1 = 第 2 个物理模块

  • 2 = 第 3 个物理模块

  • 3 = 第 4 个物理模块

  • 4 = 第 5 个物理模块

  • 5 = 第 6 个物理模块

  • 6 = 第 7 个物理模块

  • 7 = 第 8 个物理模块

  • 254 = 使用 TENS 旋转开关值。请参阅 使用旋转开关定义“扩展模块后的第一个模块”值。

不允许使用其他值。

15002

删除永久配置

RW

让您能够删除非易失性存储器中的已存储配置。请参见 删除永久配置。

15003

监控超时

RW

总线超时值（毫秒）。

范围：0-65535。

缺省值：10000。

15004-15049

保留

RO

这些寄存器被保留，其值为 0。

15050

可配置

RO

0 = 无法使用 Modbus 命令配置已连接的扩展模块。

1 = 可以使用 Modbus 命令配置已连接的扩展模块。

15051

模块数量

RO

指示已连接的扩展模块的数量。

15052

启用功能

RO

0 = 已禁用“通过 Modbus 命令配置 TM3”。

1 = 已启用“通过 Modbus 命令配置 TM3”。

15053-15059

保留

RO

这些寄存器被保留，其值为 0。

15060

错误数

RO

检测到的错误数。

注： 最多可检测 10 个错误；后续错误将被忽略。

15061

第 1 个错误 - 错误代码

RO

错误代码：

  • 寄存器值 0：RESERVED

  • 寄存器值 1：模拟量通道类型无效

  • 寄存器值 2：模拟量最小值无效

  • 寄存器值 3：模拟量最大值无效

  • 寄存器值 4：所配置的模拟量最小值大于所配置的最大值

  • 寄存器值 5：RESERVED

  • 寄存器值 6：滤波值无效（TM3 模拟量模块）

  • 寄存器值 7：采样值无效

  • 寄存器值 8：故障预置值无效（TM3 模拟量模块）

  • 寄存器值 9：模拟量范围无效

  • 寄存器值 10：电阻参考值 R_ref 无效（仅适用于 NTC 热敏电阻）

  • 寄存器值 11：温度参考值 T_ref 无效（仅适用于 NTC 热敏电阻）

  • 寄存器值 12：灵敏度值 Beta 无效（仅适用于 NTC 热敏电阻）

  • 寄存器值 13：用于配置“功能模式”的值无效（TM3 数字量模块）

  • 寄存器值 14：滤波值无效（TM3 数字量模块）

  • 寄存器值 15：所选择的故障预置模式无效（TM3 数字量模块）

  • 寄存器值 16：故障预置值无效（TM3 数字量模块）

  • 寄存器值 17：用于启用或禁用模块诊断的值无效

  • 寄存器值 18：SV 低于 2.0 的 TM3D• 模块不支持所配置的“功能模式”值。

  • 寄存器值 19：阈值下限值无效（仅适用于 TM3 模拟量模块中的“阈值模式”）

  • 寄存器值 20：阈值上限值无效（仅适用于 TM3 模拟量模块中的“阈值模式”）

  • 寄存器值 21：所配置的阈值下限值大于所配置的阈值上限值（仅适用于 TM3 模拟量模块中的“阈值模式”）

  • 寄存器值 22-99：RESERVED

  • 寄存器值 100：“扩展模块后的第一个模块”值无效

  • 寄存器值 101：所连接的模块不支持通过 Modbus 命令直接配置

  • 寄存器值 102：连接的 TM3S• 安全模块超过了 10 个

  • 寄存器值 103-65534：RESERVED

  • 寄存器值 65535：缺省值（无错误）

15062

第 1 个错误 - 模块和通道

RO

  • [位 0-4] 通道索引（值范围：0 – 31）

  • [位 5-7] 保留

  • [位 8] 0 = 输出，1 = 输入

  • [位 9] 0 = 通道错误，1 = 模块错误

  • [位 10-11] 保留

  • [位 12-15] 模块索引（值范围：0 – 13）

模块错误适用于错误代码 13、17、18、101 和 102。

示例：

第 1 个物理模块，第 3 个物理输出通道 = 0x0002

第 4 个物理模块，第 3 个物理输入通道 = 0x3102

第 5 个物理模块，第 4 个物理输出通道 = 0x4003

第 14 个物理模块，第 32 个物理输入通道 = 0xD11F

第 8 个物理模块，模块错误 = 0x7200

15063-15080

第 2 至 10 个错误 - 代码和错误 - 模块和通道

RO

请参阅上面的“错误代码和错误 - 模块和通道”寄存器值。

15081-15099

保留

RO

这些寄存器被保留，其值为 0。

下表介绍了配置寄存器的划分：

地址

描述

15100 - 15199

插槽号 0 处的 TM3 模块的配置参数

15200 - 15299

插槽号 1 处的 TM3 模块的配置参数

15300 - 15399

插槽号 2 处的 TM3 模块的配置参数

15400 - 15499

插槽号 3 处的 TM3 模块的配置参数

15500 - 15599

插槽号 4 处的 TM3 模块的配置参数

15600 - 15699

插槽号 5 处的 TM3 模块的配置参数

15700 - 15799

插槽号 6 处的 TM3 模块的配置参数

15800 - 15899

插槽号 7 处的 TM3 模块的配置参数

15900 - 15999

插槽号 8 处的 TM3 模块的配置参数

16000 - 16099

插槽号 9 处的 TM3 模块的配置参数

16100 - 16199

插槽号 10 处的 TM3 模块的配置参数

16200 - 16299

插槽号 11 处的 TM3 模块的配置参数

16300 - 16399

插槽号 12 处的 TM3 模块的配置参数

16400 - 16499

插槽号 13 处的 TM3 模块的配置参数

对于每个段：

地址偏移

描述

访问

注释

1XY00

模块类型

RO

TM3 模块的模块 ID。

1XY01

配置参数的数量

RO

取决于模块类型。例如，“6”表示在配置中可使用 [1XY08 - 1XY13] 的地址。

1XY02 - 1XY07

保留

RO

这些寄存器被保留，其值为 0。

1XY08 - 1XY99

特定配置参数

RW

对于特定参数配置 0xFFFF，此寄存器不可用或无效，故无法修改。

注： XY 表示模块所连接的插槽。51 ≤ XY ≤ 64。

示例：对于第一个模块，“模块类型”的地址为 15100，第 14 个模块的地址为 16400。

如何配置：TM3模块特有寄存器

模块类型

模块 ID（只读 1XY00）

配置大小（只读 1XY01）

（读/写存储器从 1XY08 开始）

TM3DI8 / TM3DI8G

132

9

TM3DI8A

132

0

TM3DI16 / TM3DI16G, TM3DI16K

128

17

TM3DI32K

130

33

TM3DQ8R / TM3DQ8RG, TM3DQ8T / TM3DQ8TG, TM3DQ8U / TM3DQ8UG

133

17

TM3DQ16R / TM3DQ16RG, TM3DQ16T / TM3DQ16TG, TM3DQ16TK, TM3DQ16U / TM3DQ16UG, TM3DQ16UK

129

33

TM3DQ32TK, TM3DQ32UK

131

65

TM3DM8R / TM3DM8RG

134

13

TM3DM24R / TM3DM24RG

135

33

TM3AI2H / TM3AI2HG

192

11

TM3AI4 / TM3AI4G

193

21

TM3AI8 / TM3AI8G

194

41

TM3TI4 / TM3TI4G

199

25

TM3TI4D / TM3TI4DG

203

25

TM3TI8T / TM3TI8TG

200

89

TM3AQ2 / TM3AQ2G

195

9

TM3AQ4 / TM3AQ4G

196

17

TM3AM6 / TM3AM6G

197

29

TM3TM3 / TM3TM3G

198

17

TM3SAC5R / TM3SAC5RG

146

0

TM3SAF5R / TM3SAF5RG

145

0

TM3SAFL5R / TM3SAFL5RG

147

0

TM3SAK6R / TM3SAK6RG

144

0

TM3XTYS4

136

0

如何配置：示例

下图显示了 TM3 总线耦合器 和 TM3TI4G 的配置

下表显示了要写入的 Modbus 寄存器：

TM3TI4/G

地址

值

描述

通道 0 - 类型

15109

1

0 – 10 V

通道 0 - 范围

15110

1

“正常”模式下的单位

通道 0 - 最小值

15111

0

最小值

通道 0 - 最大值

15112

8000

最大值

通道 0 - 输入滤波

15113

5

50 毫秒滤波时间

通道 0 - 采样

15114

0

100 毫秒采样时间

通道 1 - 类型

15115

7

K 热电偶

通道 1 - 范围

15116

2

单位为摄氏度

通道 1 - 最小值

15117

63536

最小值（63536 所对应的带符号的值为 -2000）

通道 1 - 最大值

15118

13000

最大值

通道 1 - 输入滤波

15119

1

10 毫秒滤波时间

通道 1 - 采样

15120

0

100 毫秒采样时间

使用“写入单个寄存器”完成 Modbus 命令

  • 地址：15000

  • 数据类型：[1]

使用“写入多个寄存器”完成 Modbus 命令

  • 地址：15108

  • 寄存器数量：12

  • 数据类型：[1、1、0、8000、5、0、7、2、63536、13000、1、0]

使用“写入单个寄存器”完成 Modbus 命令

  • 地址：15000

  • 数据类型：[0]

删除永久配置

可以使用 Modbus 命令删除非易失性存储器中所存储的配置。需要满足以下条件：

  • 已启用“通过 Modbus 命令配置”

  • 可以通过此命令配置所连接的模块

  • 总线耦合器未处于 configuring 状态（请参阅系统状态（寄存器 932）），未受 Web 服务器 控制，或者未在更新固件。

如要使用 Modbus 命令来删除配置：

步骤

操作

1

向寄存器 15002 写入 0xFF。

2

在 30 秒内，向寄存器 15002 写入 0。

结果：总线耦合器尝试删除所存储的配置。

注： 如果未在 30 秒内向寄存器中写入 0，则会发生超时，且不会删除所存储的配置。寄存器 15002 被总线耦合器复位至 0。

3

检查系统状态（寄存器 932）：

结果：当总线耦合器状态为 not configured state 时，表示已成功删除所存储的配置。并且填入了缺省值，清除了错误寄存器。

通过 Modbus 命令配置网络设置

您可以更新：

  • IP 地址配置（IP 地址：1051 - 1052）

  • IP 地址配置和子网掩码配置（IP 地址：1051 - 1052 和子网掩码：1053 - 1054）

  • IP 地址配置、子网掩码配置和网关（IP 地址：1051 - 1052、子网掩码：1053 - 1054 和网关：1055 - 1056）

如要通过 Modbus 命令更新网络参数：

步骤

操作

1

将旋转开关 ONES 设置到位置 AUTO。

2

在 60 秒内：

  • 2a：向寄存器 1050 写入 1 应为单次写入 Modbus 请求

  • 2b：向寄存器 1051-1056 写入所需的网络配置

  • 2c：向寄存器 1050 写入 0 应为单次写入 Modbus 请求。

结果：如果所设置的参数有效，总线耦合器便会保存这些参数。

注： 如果参数无效，总线耦合器会更新错误寄存器 1057，并指示所检测到的错误。
注： 如果未在 60 秒内完成此步骤所述的操作，便会发生超时，且不会设置此配置。如果发生超时，寄存器 1050 会被总线耦合器复位至 0。

3

等待 10 秒。

4

对总线耦合器断电。

5

对总线耦合器加电。

结果：新网络参数被应用。

注： 有关寄存器的详细信息，请参阅 Ethernet 通讯参数 表。

IP 地址为 10.10.0.136 (0x0A0A 0088)、掩码为 255.0.0.0 (0xFF00 0000) 且网关为 10.10.0.6 (0x0A0A 0006) 的网络设置举例：

步骤

寄存器

要写入的值

2a

1050

1

2b

1051

0A0A

1052

0088

1053

FF00

1054

0000

1055

0A0A

1056

0006

2c

1050

0

错误管理

如果物理设置不兼容，则寄存器 15050 设置为 0。无法应用使用 Modbus 命令进行的配置，并会将错误写入到日志文件中。不兼容的物理设置包括以下情形：

  • 总线中存在一个或多个 TM2 模块

  • 总线中存在一个或多个 TM3X•HSC202• 模块

  • 总线中存在超过 10 个安全模块

在写入了模块配置寄存器时，在应用这些配置之前，不会进行值验证。如果在验证期间检测到错误，便会在寄存器 15061...15080 中指示有关前 10 个错误的详细信息（错误代码、模块索引和通道）。在检测到前 10 个错误之后，便会停止验证。这 10 个错误会被记录到日志文件中。错误寄存器 15061...15080 的缺省值为 0xFFFF。

验证期间，如果模拟量通道类型设置为“未使用”，那么与此通道关联的后续寄存器值将自动设置为缺省值。将忽略所配置的任何值，并且不会检测到错误。

验证期间，如果数字量模块功能级别设置为 1，那么与功能级别 2 关联的后续配置（故障预置、滤波）都会设置为缺省值。将忽略所配置的任何值，并且不会检测到错误。