Modbus-Adressierung

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Diese Seite beschreibt, wie die Felder Adresse, Datentyp und Länge der Tags von Geräten der Typen Modbus seriell, Modbus Serial over Ethernet und Modbus TCP interpretiert werden. Die drei Modbus-Verbindungstypen verwenden dieselben Adressregeln. Die Kanal- und Geräteeinstellungen finden Sie auf den Seiten Modbus seriell (RTU/ASCII), Modbus Serial over Ethernet und Modbus TCP.

Adressformat

Eine Modbus-Tag-Adresse besteht aus einer Ziffer für den Bereichstyp und der Register- (oder Bit-)Nummer. Üblich ist die 6-stellige Schreibweise (400001); die 5-stellige Schreibweise (40001) bezeichnet dasselbe Register. Für den Zugriff auf ein Bit innerhalb eines Registers werden am Ende der Adresse ein Punkt und die Bitnummer angefügt.

400001      Holding register 1
300010      Input register 10
000005      Coil 5
100003      Discrete input 3
400020.7    Holding register 20, bit 7

Das Adressfeld folgt dieser Regel:

• Die erste Ziffer muss 0, 1, 3 oder 4 sein.
• Nach der ersten Ziffer folgen nur Ziffern, und diese Zahl muss im Bereich 0–65535 liegen (z. B. 400001, 40001, 465535). Vorzeichen, Leerzeichen oder zusätzliche Teile sind nicht zulässig.
• Das Bitsuffix ist nach dem Punkt eine Zahl von 0 bis 15 und wird nur bei Register-Tags vom Typ Bool verwendet (siehe Bitadressierung).

Passt die Adresse nicht zu diesen Regeln oder zum Datentyp des Tags, erscheint in der Tag-Tabelle eine Warnung wie „Die Adresse stimmt nicht mit dem ModbusTcp-Adressmuster überein.“; die Meldung nennt den Verbindungstyp des Geräts. Dieselbe Regel gilt auch auf dem Server; ein Tag, das gegen die Regel verstößt, wird nicht gespeichert, und die Fehlermeldung nennt den Grund. Bei Tags, die als Erweitertes Tag markiert sind, und bei den Gerätesystemadressen _ConnError und _TagQualityBad entfällt diese Prüfung (siehe Tag-Verwaltung).

Bereichstypen

Erste Ziffer	Modbus-Bereich	Zugriff	Lesefunktion	Schreibfunktion	Zulässige Datentypen
0	Coil (Ausgangsbit)	Lesen/Schreiben	FC01 Read Coils	FC05 Write Single Coil	Nur Bool
1	Discrete Input (Eingangsbit)	Nur lesen	FC02 Read Discrete Inputs	—	Nur Bool
3	Input Register	Nur lesen	FC04 Read Input Registers	—	Bool (mit Bitsuffix) und numerische Typen
4	Holding Register	Lesen/Schreiben	FC03 Read Holding Registers	FC06 / FC16 (siehe unten)	Bool (mit Bitsuffix) und numerische Typen

Die Funktion für Schreibzugriffe auf Holding Register richtet sich nach der Anzahl der Register, die der Wert belegt:

• Werte mit einem Register (Byte, Sbyte, Int, Word): FC06 Write Single Register
• Werte mit mehreren Registern (DInt, DWord, Real, LInt, ULInt, LWord, LReal): FC16 Write Multiple Registers
• Bit innerhalb eines Registers (Bool): Zuerst wird der aktuelle Wert des Registers mit FC03 gelesen, nur das Zielbit wird geändert, und der Wert wird mit FC06 zurückgeschrieben.

Adressen, die mit 1 und 3 beginnen, sind im Gerät schreibgeschützt. Markieren Sie diese Tags mit Nur lesen; auch ohne diese Markierung sendet der Dienst keine Schreibanfrage an diese Adressen und schreibt den Fehler in das Dienstprotokoll.

Einstellung Nullbasiert

Die Option Nullbasiert auf der Registerkarte Einstellungen des Geräts legt fest, welchem Register im Protokoll die Nummer in der Adresse entspricht.

Nullbasiert	Adresse	An das Gerät gesendete Protokolladresse
Aktiviert (Standard)	400001	0
Aktiviert (Standard)	400100	99
Nicht aktiviert	400000	0
Nicht aktiviert	400100	100

Sind die Register in der Gerätedokumentation ab 1 nummeriert (z. B. „40001“), muss Nullbasiert aktiviert bleiben. Gibt die Dokumentation die Protokolladresse ab 0 an (z. B. „Adresse 0x0000“), deaktivieren Sie die Option. Gehören die gelesenen Werte zu dem Register vor oder nach dem erwarteten Register, prüfen Sie zuerst diese Einstellung.

Bei aktiviertem Nullbasiert entspricht auch die Adresse 400000 dem Register 0; lassen Sie die Adressen in diesem Fall zur Vermeidung von Verwechslungen bei 1 beginnen. Die Nummer in der Adresse darf höchstens 65535 sein. Bei Werten über mehrere Register muss auch das letzte Register im Adressbereich des Geräts liegen.

Bitadressierung

• Coil und Discrete Input (0, 1): Jede Adresse ist ein einzelnes Bit. Der Datentyp kann nur Bool sein, und an die Adresse wird kein Bitsuffix angehängt.
• Bit innerhalb eines Registers (3, 4): Bei Register-Tags mit dem Datentyp Bool ist das Bitsuffix Pflicht. Die Bitnummer liegt zwischen 0 und 15; 0 ist das niederwertigste Bit. Zum Beispiel ist 400020.0 das niederwertigste Bit des Holding Registers 20.
• Nicht-Bool-Typen: Bei Adressen 3 und 4 wird kein Bitsuffix verwendet.

Diese Regeln werden beim Speichern in der Tag-Tabelle und auf dem Server geprüft; zum Beispiel werden ein Bitsuffix wie .16, ein Bitsuffix an einer Coil-Adresse, ein Coil-Tag mit einem anderen Typ als Bool oder ein Int-Tag mit Bitsuffix nicht gespeichert.

Das Schreiben auf ein Bit eines Holding Registers erfolgt nach dem Verfahren Lesen-Ändern-Schreiben. 2WinScada reiht seine eigenen Schreibzugriffe über dieselbe Verbindung nacheinander ein; es schützt jedoch nicht davor, dass das SPS-Programm oder ein anderes System dasselbe Register zwischen den beiden Vorgängen ändert.

Datentypen

Datentyp	Belegte Register	Beschreibung
Bool	Bei Coil/Discrete Input 1 Bit; im Register 1 Bit	Im Register ist ein Bitsuffix erforderlich
Byte	1	Niederwertiges Byte des Registers (Bit 0–7), vorzeichenlos
Sbyte	1	Niederwertiges Byte des Registers (Bit 0–7), vorzeichenbehaftet
Word	1	16-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen
Int	1	16-Bit-Ganzzahl mit Vorzeichen
DWord	2	32-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen
DInt	2	32-Bit-Ganzzahl mit Vorzeichen
Real	2	32-Bit-Gleitkommazahl nach IEEE 754
LWord	4	64-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen
ULInt	4	64-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen
LInt	4	64-Bit-Ganzzahl mit Vorzeichen
LReal	4	64-Bit-Gleitkommazahl nach IEEE 754

Beim Schreiben auf Byte- und Sbyte-Tags wird das höherwertige Byte des Registers als null geschrieben. Eine Option, das höherwertige Byte des Registers getrennt zu lesen, gibt es nicht; lesen Sie das Register bei Bedarf als Word und trennen Sie den Wert mit einem Ausdruck oder einem erweiterten Tag.

Die Option Automatisch in der Liste Datentyp wird bei Modbus-Geräten nicht unterstützt.

Länge und String

• Länge muss immer 1 sein. Arrays (mehrere aufeinanderfolgende Werte mit einem Tag) werden bei Modbus-Geräten nicht unterstützt; definieren Sie für jeden Wert ein eigenes Tag.
• Der Datentyp String wird bei Modbus-Geräten nicht unterstützt und kann in der Liste nicht ausgewählt werden.

Tags mit einer Länge größer als 1 oder vom Typ String werden in der Tag-Tabelle und auf dem Server abgelehnt.

Tags aus älteren Versionen

In einer älteren Version gespeicherte Tags, die diese Regeln (Adresse, Bitsuffix, String, Länge) nicht erfüllen, werden nicht gelöscht. Sie werden zur Laufzeit nicht gelesen, bleiben in der Qualität Bad, und der Grund wird einmal in das Dienstprotokoll geschrieben; auch Schreibzugriffe auf diese Tags werden abgelehnt. Zur Korrektur passen Sie Adresse, Datentyp oder Länge des Tags an die Regel an und speichern es; ein Speichern, bei dem nur die Beschreibung geändert wurde, wird abgelehnt.

Wortreihenfolge (32- und 64-Bit-Werte)

Die Bytereihenfolge innerhalb eines Registers ist nach dem Modbus-Standard fest (höherwertiges Byte zuerst); es gibt keine Einstellung, die sie ändert. Bei Werten über mehrere Register wird die Reihenfolge der Register durch zwei Optionen auf der Registerkarte Einstellungen des Geräts bestimmt.

In den folgenden Tabellen steht R0 für das erste Register an der Tag-Adresse und W0 für das niederwertigste Wort des Werts.

32-Bit-Werte (DWord, DInt, Real):

Erstes Wort Low (32 Bit)	R0	R1	Übliche Bezeichnung
Aktiviert (Standard)	W0 (niederwertig)	W1 (höherwertig)	Word swap / CDAB
Nicht aktiviert	W1 (höherwertig)	W0 (niederwertig)	Big-endian / ABCD

64-Bit-Werte (LInt, ULInt, LWord, LReal):

Erstes Wort Low (32 Bit)	Erstes DWord Low (64 Bit)	R0	R1	R2	R3
Aktiviert	Aktiviert	W0	W1	W2	W3
Aktiviert	Nicht aktiviert	W2	W3	W0	W1
Nicht aktiviert	Aktiviert	W1	W0	W3	W2
Nicht aktiviert	Nicht aktiviert	W3	W2	W1	W0

Steht in der Gerätedokumentation „high word first“ oder „big-endian“, deaktivieren Sie Erstes Wort Low (32 Bit); bei 64-Bit-Werten deaktivieren Sie zusätzlich Erstes DWord Low (64 Bit).

Option Erstes DWord Low (64 Bit)

Wenn Sie 64-Bit-Tags verwenden, aktivieren oder deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Erstes DWord Low (64 Bit) bewusst nach der Gerätedokumentation und speichern Sie.

Diese Einstellungen gelten für alle Tags desselben Geräts. Gibt es im selben Gerät Werte mit unterschiedlicher Wortreihenfolge, lesen Sie für einen davon den Wert als zwei Word-Tags und setzen ihn mit einem Ausdruck zusammen.

Lesegruppen und Blockgröße

Beim Lesen der Tags fasst 2WinScada nahe beieinanderliegende Adressen zu einer Anfrage zusammen, um die Zahl der Anfragen zu verringern:

• Zuerst werden die Tags mit demselben Wert Aktualisierungsintervall [s] zusammengefasst; jede Gruppe wird mit ihrem eigenen Intervall gelesen.
• Innerhalb jeder Gruppe werden die Tags desselben Bereichstyps (Coil, Discrete Input, Input Register, Holding Register) nach Adresse sortiert.
• Liegt ein Tag höchstens 30 Adressen hinter dem Ende des vorherigen Tags und überschreitet die Gesamtlänge den Wert Blockgröße des Geräts nicht, wird es derselben Anfrage hinzugefügt; andernfalls beginnt eine neue Anfrage.

Blockgröße begrenzt in Registerbereichen die Anzahl der Register, in Coil- und Discrete-Input-Bereichen die Anzahl der Bits (Standard 32). Der Modbus-Standard erlaubt in einer Anfrage höchstens 125 Register und 2000 Bits; viele Geräte setzen eine niedrigere Grenze. Meldet das Gerät „Illegal Data Address“ oder „Illegal Data Value“ oder lehnt es einen Block ab, in dem undefinierte Adressen liegen, verringern Sie Blockgröße.

Schlägt eine Leseanfrage fehl, wird die Qualität der Tags dieser Anfrage Bad; die übrigen Anfragen werden weiter gelesen.

Beispiele

Adresse	Datentyp	Länge	Nur lesen	Bedeutung
000001	Bool	1	Nein	Coil 1 (z. B. Startbefehl für einen Motor)
100004	Bool	1	Ja	Discrete Input 4 (z. B. Türkontakt)
300001	Word	1	Ja	Input Register 1, 16 Bit ohne Vorzeichen
300011	Real	1	Ja	Input Register 11–12, Gleitkomma-Messwert
400001	Int	1	Nein	Holding Register 1, 16-Bit-Sollwert mit Vorzeichen
400101	DInt	1	Nein	Holding Register 101–102, 32-Bit-Zähler
400201	LReal	1	Ja	Holding Register 201–204, 64-Bit-Energiewert
400050.3	Bool	1	Nein	Bit 3 des Holding Registers 50

Skalierung, Einheit und die anderen gemeinsamen Tag-Felder finden Sie auf der Seite Tag-Verwaltung. Wiederverwendbare Modbus-Registerlisten können mit Geräteprofilen definiert werden.

Fehlerbehebung

Symptom	Prüfungen
Adresse wird nicht gespeichert, Warnung „stimmt nicht mit dem …-Adressmuster überein“	Prüfen Sie, ob die Adresse mit 0, 1, 3 oder 4 beginnt, ob die Nummer zwischen 0 und 65535 liegt und ob das Bitsuffix den Regeln der Bitadressierung entspricht (nur bei Register-Tags vom Typ Bool, 0–15).
Tag nach dem Upgrade Bad	Das Tag erfüllt die Regeln von 2.10 nicht (String, Länge > 1 oder ungültige Adresse). Korrigieren Sie das Tag nach dem Grund im Dienstprotokoll und speichern Sie es.
Wert scheint um ein Register verschoben	Stellen Sie Nullbasiert nach der Nummerierung in der Gerätedokumentation ein.
32-/64-Bit-Wert unsinnig oder sehr groß	Prüfen Sie die Optionen Erstes Wort Low (32 Bit) und Erstes DWord Low (64 Bit), den Wert Datentyp und ob Länge den Wert 1 hat.
Alle Tags der Gruppe werden Bad	Eine der Adressen im Block ist im Gerät möglicherweise nicht definiert. Verringern Sie Blockgröße oder lesen Sie die undefinierten Adressen getrennt mit einem anderen Wert Aktualisierungsintervall [s].
Schreiben funktioniert nicht	Prüfen Sie, ob die Adresse mit 0 oder 4 beginnt, die Einstellung Nur lesen, die Benutzerberechtigung und ob das Gerät Schreibzugriffe erlaubt.
Typ String nicht auswählbar	Modbus-String-Tags werden in 2.10 nicht unterstützt; siehe Länge und String.