N5 Modbus TCP Online-Handbuch

Konfiguration über Ethernet

Übersicht

Schnittstelle

Die Steuerung ist am Stecker X1 mit einer 10/100 MBit-Ethernet-Schnittstelle ausgestattet. Dadurch kann sie mit allen gängigen Ethernet-Komponenten (Switches, PCs) betrieben werden und über die Software Plug & Drive Studio konfiguriert werden.

Hardware-Adresse

Die Steuerung hat zunächst noch keine IP-Adresse, sondern wird über die aufgedruckte Hardware-Adresse (MAC-Adresse) angesprochen. Diese Adresse besteht aus 6 Hexadezimal-Zahlen in der Form 44-AA-E8-xx-xx-xx.

Die Hardware-Adresse ist eindeutig und unveränderbar und wird bei der Produktion vergeben. Im Regelfall wird diese nur beim Firmware-Update benötigt. Sobald sich der Bootloader beendet hat und die eigentliche Firmware in Betrieb geht, erfolgt die weitere Kommunikation über das Protokoll TCP/IP.

IP-Adresse

Die Steuerung benötigt eine gültige IP-Adresse. Diese kann über folgende Wege bezogen werden:

  • DHCP: Ein DHCP-Server vergibt die IP-Adresse an die Steuerung (Standardeinstellung).
  • AutoIP: Die Steuerung ermittelt selbstständig eine geeignete IP-Adresse. Dies setzt voraus, dass sich der Kommunikationspartner im selben physikalischen Subnetz befindet und ebenfalls AutoIP verwendet.
  • Statische IP-Adresse: Diese wird vom Benutzer festgelegt.

Welche Methode zum Einsatz kommt, ist von der Netzwerkumgebung abhängig und wird vom Netzwerkbetreuer festgelegt.

Die IP-Adresse lässt sich am einfachsten über das Tool ping herausfinden. Dazu muss der NetBIOS-Service auf dem PC aktiviert und die MAC-Adresse der Steuerung bekannt sein.

Beispiel

Falls die Steuerung mit der MAC Adresse 44:AA:E8:00:02:9F angesprochen werden soll, ist der Aufruf für das Tool in einer Shell oder Command-Line:

ping MAC-44AAE800029F

Verbindung zur Steuerung herstellen

Einstellen der IP-Adresse

Die angeschlossenen Geräte (Steuerung und Kommunikationspartner) in einem Ethernet-Netzwerk oder bei einer Ethernet-Punkt-zu-Punkt-Verbindung benötigen jeweils eine eindeutige IP-Adresse. Diese kann entweder automatisch bezogen (DHCP) bzw. generiert (Auto-IP) oder statisch vorgegeben werden. Im weiteren Verlauf wird unter "Kommunikationspartner" ein PC oder Laptop verstanden.

Sie können die Steuerung in ein bestehendes Ethernet-Netzwerk integrieren. Dazu ist lediglich die physikalische Verbindung per Standard-Ethernetkabel herzustellen. Sofern DHCP auf der Steuerung aktiviert ist (werksseitig voreingestellt), wird die Steuerung auch automatisch im Netzwerk erkannt und kann sofort über einen im Netzwerk befindlichen PC bedient werden.

Einstellen DHCP/Auto-IP

IP-Adressen können in einem Netzwerk dynamisch von einem DHCP-Server bezogen werden oder beispielsweise bei einer PC-Direktverbindung ohne DHCP-Server automatisch durch die beiden kommunizierenden Geräte (z.B. PC und Steuerung) selbst generiert werden. In der Steuerung ist bereits werksseitig DHCP für den automatischen Bezug einer IP-Adresse von einem DHPC-Server oder der automatischen IP-Adressgenerierung voreingestellt. Es sind lediglich seitens des Kommunikationspartners (z.B. PC oder Laptop) eventuell einige Einstellungen für die Herstellung der Verbindung zur Steuerung notwendig. Einstellungen als Beispiel beim Betriebssystem Windows 7:

  1. Windows-Start-Button drücken und Systemsteuerung auswählen.
  2. Netzwerk- und Freigabecenter auswählen.
  3. Adaptereinstellungen ändern auswählen.
  4. Es wird die Liste der verfügbaren Netzwerkadapter dargestellt. Am Adapter, mit welchem die Steuerung verbunden ist, die Eigenschaften öffnen (beispielsweise mit einem Klick mit der rechten Maustaste).
  5. Internetprotokoll Version 4 (TCP/IPv4) anwählen und die Schaltfläche Eigenschaften drücken.
  6. Option IP-Adresse automatisch beziehen auswählen.
  7. Übernahme der Eingaben mit der Schaltfläche OK bestätigen.

Einstellen einer statischen IP-Adresse

Sollen an die Steuerung und den Kommunikationspartner statische IP-Adressen vergeben werden, sind nur wenige Einstellungen seitens der Steuerung und des Kommunikationspartners durchzuführen.

Der Steuerung kann durch OD-Einträge eine statische IP-Adresse und Netzwerkmaske (jeweils IPv4) gegeben werden. Im Objektverzeichnis sind folgende Einträge maßgeblich:

Index Beschreibung
2010h

IP-Configuration, Bitmaske mit folgender Bedeutung:

Bit 0: Eine statische IP-Adresse aus dem Objekt 2011h und die Netzwerkmaske aus dem Objekt 2012h wird genutzt.

2011h Statische IP-Adresse, 4 Bytes in Hex-Codierung
2012h Statische IP-Subnetzmaske, 4 Bytes in Hex-Codierung
2013h Gateway Adresse
2014h Aktive IP-Adresse, 4 Bytes in Hex-Codierung
2015h Aktive IP-Subnetzmaske, 4 Bytes in Hex-Codierung
2016h Momentan benutzte Gateway Adresse
6503h Drive catalogue number / MAC-Adresse

Anmerkungen:

  • Wurde DHCP aktiviert und Auto-IP ist nicht aktiv, so benutzt die Steuerung die eingestellte statische IP-Adresse, falls über DHCP keine Adresse zugeteilt werden konnte (z. B. weil der DHCP-Server temporär nicht verfügbar ist).
  • Wenn beide Objekte 2010h und 2011h auf den Wert "0" gesetzt werden, wird von einer falschen Konfiguration ausgegangen und DHCP, UPnP und Auto-IP angeschaltet.
  • Wenn im Objekt 2010h Bit 0 gesetzt ist, wird die statische IP-Adresse benutzt. DHCP wird in diesem Fall nicht genutzt.
  • Wenn DHCP und Auto-IP gleichzeitig aktiviert sind, wird zuerst über DHCP versucht, eine Adresse zu beziehen. Sollte dies nicht funktionieren wird Auto-IP durchgeführt.
  • Wenn nur DHCP angeschalten ist und eine IP-Adressvergabe nicht funktioniert hat, wird unabhängig von Bit 0 versucht, sich mit der eingetragenen statischen IP-Adresse sich zu verbinden.
Dem Kommunikationspartner wird ebenfalls eine statische IP-Adresse gegeben. Einstellungen als Beispiel beim Betriebssystem Windows 7:
  1. Windows-Start-Button drücken und Systemsteuerung auswählen.
  2. Netzwerk- und Freigabecenter auswählen.
  3. Adaptereinstellungen ändern auswählen.
  4. Es wird die Liste der verfügbaren Netzwerkadapter dargestellt. Am Adapter, mit welchem die Steuerung verbunden ist, die Eigenschaften öffnen (z.B. rechter Mausklick und Eigenschaften auswählen).
  5. Internetprotokoll Version 4 (TCP/IPv4) anwählen und die Schaltfläche Eigenschaften drücken.
  6. Option Folgende IP-Adresse verwenden: auswählen und im Feld IP-Adresse die gewünschte IP-Adresse und Netzwerkmaske eintragen.
  7. Übernahme der Eingaben mit der Schaltfläche OK bestätigen.

REST-Webservices

Einleitung

Das Protokoll des Webservers ist HTTP/1.0. Die Architektur ist dabei nach REST (Representional State Transfer) realisiert und bietet die Möglichkeit, auf Objekte/Ressourcen zuzugreifen. Ein Beispiel hierfür sind die Werte im Objektverzeichnis.

Die unterstützten Operationen sind hierbei:

  • GET: Anforderung einer Ressource
  • POST: Hinzufügen einer neuen Ressource
  • PUT: Anlegen oder Ändern einer neuen Ressource
  • DELETE: Löschen einer Ressource

Ressourcen-Namen

Der Name einer Ressource wird immer in der vom Internet bekannten URI (Uniform Resource Identifier)-Notation angegeben. Die Steuerung unterstützt über diese URI den Zugriff auf das Dateisystem und das Objektverzeichnis. Die Identifier hierfür sind:

  • Od: Objektverzeichnis
  • Fs: Filesystem

Beispiel

Zugriff auf einen Wert im Objektverzeichnis:

GET /od/6040/00 HTTP/1.0

Mit diesem String erfolgt der Zugriff auf den Eintrag 6040h Subindex 00h im Objektverzeichnis.

Die Rückantwort erfolgt als JSON-String und gibt den Inhalt dieses Objektes wieder:

HTTP/1.0 200 OK

Server: uip/1.0

Cache-Control: no-cache, no-store, private

Content-type: application/json

"0006"

Schreiben eines Werts ins Objektverzeichnis:

POST /od/6040/00 HTTP/1.0

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Form item: ""000F"" = ""(Key: "000F", Value:)

Mit diesem String wird der Wert "15(0Fh)" ins Objekt 6040h Subindex 00h geschrieben.

Die Steuerung erhält eine Bestätigung mit dem Status-Code 200 OK:

HTTP/1.0 200 OK

Server: uip/1.0

Zugriff auf das Dateisystem

Folgende URIs ermöglichen einen Zugriff auf das Filesystem:

<IP-Adresse>/fs
Listet das Root-Verzeichnis.
<IP-Adresse>/fs/dir
Listet das Unterverzeichnis.
<IP-Adresse>/fs/dir/file.xxx
Fordert die Datei "file.xxx" aus dem Verzeichnis "dir" an.

Ein Hochladen von Dateien ist mittels des Befehls PUT möglich, GET dient zum Herunterladen, DELETE zum Löschen.

Anmerkung: Das Löschen von Dateien kann die Steuerung in einen nicht funktionsfähigen Zustand bringen.

Zugriff auf das Objektverzeichnis

Folgende URIs ermöglichen einen Zugriff auf das Objektverzeichnis:

<IP-Adresse>/od/xxxx/yy
Fordert den Eintrag xxxx Subindex yy aus dem Objektverzeichnis an.
<IP-Adresse>/od/xxxx/Daten
Fordert den Eintrag xxxx mit allen Subindizes an.

Beispiel

Zugriff auf einen Wert im Objektverzeichnis:

http://192.168.2.100/od/6040/00

Mit diesem String erfolgt der Zugriff auf den Eintrag 6040h Subindex 00h im Objektverzeichnis.

Die Rückantwort erfolgt als JSON-String und gibt den Inhalt dieses Objektes wieder.

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