Schneider Electric XBTN/R, Protocole esclave Modbus Mode d'emploi

Schneider Electric
Protocole esclave Modbus
XBT N/R/RT
33003981.01
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06/2008
2
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Table des matières
Consignes de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
A propos de ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Chapitre 1
Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Informations générales sur les communications par bus . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principe de communication maître/esclave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Communication selon le modèle OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mode de transmission Modbus RTU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tramage Modbus RTU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Description de trame Modbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exemple d’un bus de communication série Modbus RTU . . . . . . . . . . . . . . . . .
Longueur de câble et mise à la terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Terminaison RC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polarisation de la ligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Adressage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Symboles d'équipements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 2
11
13
15
18
19
21
22
23
24
25
27
28
Configuration logicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Vijeo-Designer Lite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Chapitre 3
Types de variables prises en charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Types de variables pour esclaves Modbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Chapitre 4
Câbles et connecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Câbles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Brochage du connecteur SUB-D25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Brochage du connecteur RJ45 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Chapitre 5
Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Indication des erreurs des terminaux XBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Chapitre 6
Principe de la bande passante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Principe de fonctionnement général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Calcul de la bande passante utilisée. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Astuces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
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3
4
Annexes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Annexe A
Requêtes de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Glossaire
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Index
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
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Consignes de sécurité
§
Informations importantes
AVIS
Veuillez lire soigneusement ces consignes et examiner l'appareil afin de vous
familiariser avec lui avant son installation, son fonctionnement ou son entretien. Les
messages particuliers qui suivent peuvent apparaître dans la documentation ou sur
l'appareil. Ils vous avertissent de dangers potentiels ou attirent votre attention sur
des informations susceptibles de clarifier ou de simplifier une procédure.
L'apposition de ce symbole à un panneau de sécurité Danger ou Avertissement
signale un risque électrique pouvant entraîner des lésions corporelles
en cas de non-respect des consignes.
Ceci est le symbole d'une alerte de sécurité. Il vous avertit d'un risque
de blessures corporelles. Respectez scrupuleusement les consignes de sécurité
associées à ce symbole pour éviter de vous blesser ou de mettre votre vie en
danger.
DANGER
DANGER indique une situation immédiatement dangereuse qui, si elle n'est pas
évitée, entraînera la mort ou des blessures graves.
AVERTISSEMENT
AVERTISSEMENT indique une situation présentant des risques susceptibles de
provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels.
ATTENTION
ATTENTION indique une situation potentiellement dangereuse et susceptible
d'entraîner des lésions corporelles ou des dommages matériels.
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Consignes de sécurité
REMARQUE
IMPORTANTE
Les équipements électriques doivent être installés, exploités et entretenus par un
personnel d'entretien qualifié. Schneider Electric n'assume aucune responsabilité
des conséquences éventuelles découlant de l'utilisation de cette documentation.
© 2008 Schneider Electric. Tous droits réservés.
6
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A propos de ce manuel
Présentation
Objectif du
document
Ce document décrit la communication entre les automatismes et la gamme de
produits XBT N/R/RT utilisant le protocole esclave Modbus.
Champ
d'application
Les données et illustrations fournies dans ce document ne sont pas contractuelles.
Nous nous réservons le droit de modifier nos produits en accord avec notre politique
de développement de produit continu. Les informations du présent document
peuvent être modifiées sans préavis et ne peuvent être considérées comme un
engagement de la part de Schneider Electric.
Document à
consulter
Avertissements
liés au(x)
produit(s)
Titre
Référence
Fiche technique des produits XBT N/R/RT
W916810140111 A08
Guide de référence du protocole Modbus
PI-MBUS-300
(disponible sur
www.modbus.org
Manuel utilisateur des terminaux XBT N/R/RT
33003963
Vijeo Designer Lite
Aide en ligne
Schneider Electric décline toute responsabilité pour les erreurs pouvant figurer dans
ce document. Merci de nous contacter pour toute suggestion d'amélioration ou de
modification, ou si vous trouvez des erreurs dans cette publication.
Aucune partie de ce document ne peut être reproduite sous quelque forme ou par
quelque moyen que ce soit, électronique, mécanique ou photocopie, sans
l'autorisation écrite de Schneider Electric.
33003981 06/2008
7
A propos de ce manuel
Toutes les réglementations de sécurité pertinentes locales, régionales et nationales
doivent être observées lors de l’installation et de l’utilisation de ce produit. Pour des
raisons de sécurité et pour garantir la conformité aux données système
documentées, seul le fabricant est habilité à effectuer des réparations sur les
composants.
Etant donné que les terminaux XBT N/R/RT ne sont pas destinés à piloter des
processus de sécurité essentiels, aucune instruction spécifique ne s'applique dans
ce contexte.
Commentaires
utilisateur
8
Envoyez vos commentaires à l'adresse e-mail techpub@schneider-electric.com
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Principe de fonctionnement
1
Aperçu
Présentation
Ce chapitre décrit le principe de fonctionnement des terminaux XBT dans les
applications utilisant le protocole esclave Modbus.
AVERTISSEMENT
PERTE DE CONTROLE
z
z
z
z
Le concepteur de tout système de contrôle doit tenir compte des modes de
défaillances potentielles des chemins de contrôle et, pour certaines fonctions
essentielles, prévoir un moyen d’atteindre un état sécurisé durant et après la
défaillance d'un chemin. L'arrêt d'urgence et l'arrêt en cas de sur-course
constituent des exemples de fonctions de contrôle essentielles.
Des chemins de contrôle distincts ou redondants doivent être prévus pour les
fonctions de contrôle essentielles.
Les chemins de contrôle du système peuvent inclure des liaisons de
communication. Il est nécessaire de tenir compte des conséquences des
retards de transmission inattendus ou des défaillances d’une liaison.*
Chaque mise en œuvre d’une unité Magelis XBT N/R/RT doit être testée
individuellement et de manière approfondie afin de vérifier son fonctionnement
avant sa mise en service.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
*Pour plus d’informations, reportez-vous à la directive NEMA ICS 1.1 (dernière
édition), intitulée Safety Guidelines for the Application, Installation, and
Maintenance of Solid State Control.
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9
Principe de fonctionnement
Contenu de ce
chapitre
10
Ce chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Page
Informations générales sur les communications par bus
11
Principe de communication maître/esclave
13
Communication selon le modèle OSI
15
Mode de transmission Modbus RTU
18
Tramage Modbus RTU
19
Description de trame Modbus
21
Exemple d’un bus de communication série Modbus RTU
22
Longueur de câble et mise à la terre
23
Terminaison RC
24
Polarisation de la ligne
25
Adressage
27
Symboles d'équipements
28
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Principe de fonctionnement
Informations générales sur les communications par bus
Présentation
Les terminaux XBT peuvent être connectés à des automates à l’aide de différents
protocoles. Ce document décrit la communication sur des bus de terrain Modbus à
l’aide du protocole Modbus RTU avec le terminal XBT comme esclave.
AVERTISSEMENT
FONCTIONNEMENT IMPREVU DE L'APPAREIL
Le protocole doit être installé et utilisé par un personnel autorisé et correctement
formé.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
Fonctions des
terminaux XBT
Les terminaux sont généralement connectés à un équipement de communication
(automate ou autre) via un bus de terrain. Le terminal XBT et les automates
fonctionnent indépendamment les uns des autres.
Les terminaux XBT exécutent les fonctions suivantes :
z fonction de surveillance : les terminaux XBT visualisent les processus actifs dans
les automates et indiquent les états d’alarme.
z fonction de commande : les terminaux XBT transmettent des informations aux
automates sur requête de l’utilisateur.
Fonctions des
bus
Un système de bus permet de raccorder différents équipements avec un câblage
unique.
Fonctions des
protocoles
Le protocole définit le langage utilisé par tous les équipements connectés au bus.
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Principe de fonctionnement
Principe
d’application
La figure ci-dessous représente une application Modbus basique avec un terminal
XBT agissant en tant qu’esclave :
1
2
1
2
3
4
3
4
TWIDO, raccordé via le connecteur TER
Variateur de vitesse Altivar 31
Variateur de vitesse Altivar 31
XBT R
Le terminal XBT est totalement passif en ce qui concerne les communications.
L’automate lit ou écrit des données dans la mémoire du terminal XBT. Si l’automate
n’envoie aucune donnée au terminal XBT (ou n’essaie pas de lire dans la mémoire
du terminal XBT), les valeurs de la mémoire du terminal XBT ne sont pas
actualisées. Après l’expiration du time-out de communication, les valeurs affichées
par le XBT sont remplacées par des caractères ?? et un message système signale
l'erreur de connexion. Pour éviter que le XBT vérifie le délai de time-out, ce
paramètre doit être défini sur la valeur 0.
Lorsque vous appuyez sur une touche, si le message d’état des touches de
fonction n’a pas été lu par l'automate, la DEL correspondant à la touche
concernée clignote rapidement. Le fait d’appuyer de nouveau sur la touche n’a
aucun effet. Une fois que le message a été lu par l’automate, la DEL cesse de
clignoter et la touche peut être utilisée de nouveau.
Note : En mode Modbus esclave, le terminal XBT ne lit pas et n’écrit pas les
variables d’automate.
12
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Principe de fonctionnement
Principe de communication maître/esclave
Présentation
Les communications Modbus sont réalisées selon le principe maître/esclave décrit
ici.
Caractéristiques
du principe
maître/esclave
Le principe maître/esclave présente les caractéristiques suivantes :
z
z
z
z
z
z
z
z
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Un seul maître à la fois est connecté au bus.
Un ou plusieurs esclaves peuvent être connectés au même bus en série.
Seul le maître est autorisé à initier une communication, c’est-à-dire à envoyer des
requêtes aux esclaves.
Le maître ne peut initier qu’une seule transaction Modbus à la fois.
Le maître peut adresser chaque esclave individuellement (mode de diffusion
individuelle) ou tous les esclaves simultanément (mode de diffusion générale).
Les esclaves peuvent répondre uniquement aux requêtes qu’ils reçoivent du
maître.
Les esclaves ne sont pas autorisés à initier de communications, que ce soi vers
le maître ou vers tout autre esclave.
Dans les communications Modbus, les esclaves génèrent un message d’erreur
et l’envoient en réponse au maître si une erreur survient lors de la réception du
message ou si l'esclave n'est pas en mesure de réaliser l'action requise.
13
Principe de fonctionnement
Dans les applications esclaves Modbus, le terminal XBT joue le rôle de périphérique
esclave, c’est-à-dire de serveur.
Communication maître/esclave
Un maître
te
uit
me
1
nt
Re
ur
Terminaux
agissant en tant
qu’esclaves
dans des
applications
Modbus
qu
êt
e
va
le
q
Ac 7
id
e
la
8
En
vo
Ré
po
Adr. 1
Adr. 2
Adr. 3
ns
e
Adr. 4
Adr. n
9
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
14
3
4
5
6
Automate de sécurité avec plate-forme d’automatisme Premium
XBT R411 (en fonctionnement en tant qu’esclave Modbus)
Automate de sécurité XPSMF40
Automate de sécurité XPSMF30
TesysU
Altivar 71
Bus liaison série Modbus
Les esclaves ne peuvent pas initier la communication.
Les esclaves ne peuvent pas communiquer avec d'autres esclaves.
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Principe de fonctionnement
Communication selon le modèle OSI
Présentation
La communication entre des équipements de type identique est possible
uniquement avec des normes d’interconnexion qui définissent le comportement de
chacun d’eux par rapport aux autres. Ces normes ont été développées par
l’organisation internationale de normalisation ISO, qui a défini une architecture
réseau normalisée, plus connue sous le nom de modèle OSI (interconnexion de
systèmes ouverts).
Ce modèle est structuré en sept couches auxquelles est attribué un ensemble
spécifique de fonctions pour interconnecter des systèmes.
Ces couches communiquent avec les couches équivalentes d’autres équipements
via des protocoles normalisés. Dans un équipement unique, les couches
communiquent avec leurs voisins immédiats via les interfaces matérielles et
logicielles.
Couches du
modèle OSI
Equipement
Equipement 1
Application
Présentatio
Couches de traitement
d’informations
Session
Transpor
Réseau
Liaison
Couches de
communication
Physiqu
Support d’interconnexion physique
Note : Le bus Modbus RTU est similaire à ce modèle en termes de couches, dans
le sens où il contient certaines d’entre elles. Seules les couches d’application
(Modbus), de liaison et physique (Modbus RTU) sont nécessaires pour ce bus de
terrain.
33003981 06/2008
15
Principe de fonctionnement
Couche
d’application
La couche d’application du bus de terrain série Modbus RTU est la seule visible par
les programmes des équipements interconnectés. Elle permet de formuler des
requêtes (bits et mots de lecture/écriture, etc.) qui seront envoyées à l’équipement
distant.
La couche d’application utilisée par le bus Modbus RTU est le protocole
d’application Modbus.
Exemple pour Modbus maître : Un terminal XBT, connecté en tant que maître à
un bus Modbus RTU, enverra des requêtes Modbus à un équipement esclave
Modbus pour lire des variables et mettre ainsi à jour les objets semi-graphiques
affichés sur ses panneaux.
Exemple pour Modbus esclave : Un terminal XBT, connecté en tant qu'esclave à
un bus Modbus RTU, recevra des requêtes Modbus provenant du maître afin de
mettre à jour les valeurs représentées par les objets semi-graphiques affichés sur
ses panneaux.
Note : Pour en savoir plus sur le protocole d’application Modbus (codes de
requêtes, détails de classes, etc.), visitez le site Web http://www.modbus.org.
Couche de
liaison
La couche de liaison du bus série Modbus RTU utilise le principe de communication
maître/esclave. Elle a pour but de définir une méthode de communication de niveau
inférieur pour le support de communication (couche physique).
Note : La gestion de la communication maître/esclave est d’autant plus utile qu'il
est possible, à tout moment, de calculer le temps de transfert des requêtes et des
réponses de chaque équipement. Cela permet au terminal de mesurer avec
précision le volume de communication sur les bus afin d’éviter toute saturation ou
perte d’informations.
Note : Avec un pilote Modbus (RTU), le terminal XBT est le maître du bus. En
revanche, avec un pilote Modbus (RTU) esclave, le terminal XBT est un esclave
du bus.
Note : Pour en savoir plus (datagrammes, tailles de trames, etc.) visitez le site
Web http://www.modbus.org.
16
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Principe de fonctionnement
Couche
physique
La couche physique du modèle OSI décrit la topologie du bus de communication ou
du réseau, ainsi que le support (câble, fil, fibre optique, etc.) utilisé pour transmettre
les informations et leur codage électrique.
Dans le cadre d’un bus série Modbus RTU, la topologie peut-être à chaînage,
dérivée ou un mélange des deux. Le support est constitué de paires torsadées
blindées et le signal est un signal en bande de base avec un débit par défaut de
19 200 bits/s.
Note : Pour que tous les équipements puissent communiquer entre eux sur le
même bus, la vitesse doit être identique.
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Principe de fonctionnement
Mode de transmission Modbus RTU
Vue d’ensemble
RTU est le mode de transmission Modbus standard pris en charge par les terminaux
XBT. Dans ce mode de transmission, chaque octet de 8 bits d’un message contient
des caractères hexadécimaux de 2 x 4 bits.
L’ancien mode de transmission ASCII n’est pas pris en charge par les terminaux
XBT.
Format d’octet
Chaque octet (11 bits) présente le format suivant
Système de codage
Binaire 8 bits
Bits par octet
1 bit de départ
8 bits de données, bit de poids faible envoyé en premier
1 bit pour l’exécution de la parité
1 bit d’arrêt
Parité
parité paire
parité impaire
aucune parité
Les bits de départ et d’arrêt sont intégrés au début (bit de départ) et à la fin (bit
d’arrêt) d’un octet afin d’indiquer le début (bit de départ) ou la fin (bit d’arrêt) de
l’octet.
Un bit de parité est généralement inclus dans le mode de transmission Modbus RTU
afin de vérifier si un octet contient des erreurs. Hormis le mode Modbus standard,
les terminaux XBT prennent également en charge la transmission de données avec
1 bit de départ, 8 bits de données, 1 seul bit d'arrêt et sans bit de parité. Vous pouvez
choisir de transmettre des données en vérifiant ou non la parité. Toutefois, veillez
toujours à ce que tous les équipements connectés au bus Modbus soient configurés
avec le même mode, au risque sinon de rendre toute communication impossible.
Séquence de bits en mode RTU avec vérification de parité
Départ
1
2
3
4
5
6
7
8
Parité
Arrêt
Note : Pour que tous les équipements puissent communiquer entre eux sur le
même bus, la parité et le nombre de bits de données doivent être identiques pour
tous les équipements.
18
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Principe de fonctionnement
Tramage Modbus RTU
Présentation
Un message Modbus est transmis dans une trame avec un point de départ et un
point limite définis. Cela indique aux équipements de réception quand un nouveau
message commence et quand il est terminé. Les périphériques de réception
peuvent détecter les messages incomplets et en informer le maître en générant des
codes d’erreurs.
Trame RTU
En plus des données utilisateur, la trame RTU contient les informations suivantes :
z
z
z
adresse d’esclave (1 octet)
code de fonction (1 octet)
champ de contrôle de redondance cyclique (CRC)
La taille maximum d’une trame RTU est de 256 octets.
Trame de message RTU
Adresse Code de
d’esclave fonction
1 octet
1 octet
Données
0...252 octet(s)
CRC
2 octets
CRC poids faible
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CRC poids fort
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Principe de fonctionnement
Séparation de
trames de
message par
temps silencieux
Les trames individuelles sont séparées par un intervalle silencieux, également
appelé délai intertrame, par au moins 3,5 délais de caractère. L’illustration suivante
offre une vue d’ensemble de 3 trames séparées par un délai intertrame d’au moins
3,5 délais de caractère.
Trames de message séparées par des temps silencieux
1
2
délai
intertrame
délai
intertrame
t0
3
délai intertrame
3,5 car.
au moins 3,5 car.
au moins 3,5 car.
1
2
3
4,5 car.
Trame 1
Trame 2
Trame 3
Trame de message RTU avec des temps silencieux de départ et limite
Message Modbus
Début de
trame
Adresse
d’esclave
Code de
fonction
Données
CRC
Fin de
trame
> 3,5 car.
8 bits
8 bits
N x 8 bits
16 bits
> 3,5 car.
Détection de
trames
incomplètes
En mode RTU, la trame de message entière doit être transmise en tant que flux de
caractères continu, car des temps silencieux supérieurs à 1,5 délai de caractères
entre 2 caractères seront interprétés par l’équipement de réception comme une
trame incomplète. Le récepteur éliminera cette trame.
Détection de trames incomplètes
1
2
t0
<- 1,5 car.
1
2
20
< 1,5 car.
Trame 1 OK
Trame 2 non OK
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Principe de fonctionnement
Description de trame Modbus
Vue d’ensemble
Une trame Modbus est également appelée trame de données ou télégramme. La
trame Modbus de base consiste en l’unité de données du protocole (PDU) étendue
dans les communications liaison série Modbus par le champ d’adresse de l’esclave
liaison série Modbus et par le champ de vérification d’erreurs.
Trame Modbus
PDU de liaison série Modbus
Champ d’adresse
Code de fonction
Données
CRC (ou LRC)
PDU Modbus
Segments de
trame
33003981 06/2008
La trame liaison série Modbus étendue comprend les segments suivants :
Segment de trame
Taille
Description
Champ d’adresse
1 octet
comprend l’adresse de l’esclave requis
Code de fonction
1 octet
comprend le code de fonction
Données
n octets (octet de
poids fort, octet de
poids faible)
comprend les données appartenant à la
requête
CRC
2 octets (octet de
comprend le résumé de la vérification
poids faible, octet de d’erreurs
poids fort)
21
Principe de fonctionnement
Exemple d’un bus de communication série Modbus RTU
Aperçu
Les équipements Schneider sont utilisés pour combiner des bus de communication
série Modbus RTU avec des stations autonomes, ce qui leur permet de
communiquer avec des terminaux de dialogue XBT.
Exemples de bus
Les illustrations suivantes présentent deux exemples de bus série Modbus RTU,
utilisables avec des stations autonomes Premium ou Quantum :
Modbus
Modbus
XBT R
22
XBT R
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Principe de fonctionnement
Longueur de câble et mise à la terre
Vue d’ensemble
Lors du paramétrage d’une nouvelle application Modbus, utilisez toujours un câble
blindé à paire torsadée et tenez compte de la longueur maximale de câble autorisée.
Les restrictions s’appliquent au câble principal (bus) ainsi qu’aux dérivations
individuelles.
Facteurs
influençant la
longueur du
câble principal
Les facteurs suivants influencent la longueur du câble principal :
z
z
z
z
vitesse de transmission
type de câble (calibre, capacité ou impédance caractéristique)
nombre de charges directement connectées (chaînage)
configuration réseau (2 ou 4 câbles)
Note : Si vous utilisez un système de câblage à 4 câbles pour une application à 2
câbles, la longueur maximale de câble doit être divisée par deux.
Exemples de
longueurs de
câble
L’exemple suivant permet de déterminer la longueur de câble en fonction de la
vitesse de transmission et du type de câble :
Vitesse de transmission
19 200 bits/s
Type de câble (calibre)
0,125...0,161 mm2 (AWG 26) (ou plus large)
Longueur maximale de câble
1000 m (3280 ft)
Augmentation de
la longueur de
câble à l’aide de
répéteurs
Pour augmenter la longueur de votre câble principal de liaison série Modbus, vous
pouvez intégrer des répéteurs dans votre système. Avec un maximum de 3
répéteurs autorisés par système, vous pouvez multiplier la longueur de câble
autorisée par 4, soit une longueur maximale de câble de 4000 m (13,123 ft).
Longueur des
câbles de
dérivation
La longueur de chaque dérivation ne doit pas dépasser 20 m (65 ft).
Mise à la terre
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Si vous utilisez une prise multi-port avec n dérivations, assurez-vous que la
longueur maximale de 40 m (131.23 ft) n’est pas dépassée pour l’ensemble des
dérivations.
Le blindage du connecteur doit être raccordé à la terre de protection au moins à un
point.
23
Principe de fonctionnement
Terminaison RC
Présentation
Afin d’éviter des effets non souhaités (comme les reflets) sur votre application
Modbus, assurez-vous de raccorder correctement les lignes de transmission.
ATTENTION
PERTE DE DONNEES ET PROBLEMES DE COMPATIBILITE
ELECTROMAGNETIQUE
z
z
Raccordez les lignes de transmission aux deux extrémités. Cela minimise le
courant et les reflets de ligne, augmente la compatibilité électromagnétique et
protège un récepteur d’entrée ouverte.
Le programme d’esclaves Modbus, comme un transfert de données incomplet,
est envoyé au maître Modbus. Le non-respect de ces instructions peut
entraîner des blessures ou des dommages matériels.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Raccordement
de votre réseau
avec la
terminaison RC
24
Pour raccorder votre réseau avec la terminaison RC, procédez comme suit :
Etape
Action
1
Choisissez deux condensateurs en série à 1 nF, 10 V minimum et deux
résistances de 120 Ω (0.25 W) comme terminaisons de ligne.
2
Intégrez ces composants aux deux extrémités de votre ligne de communication
Modbus, comme illustré en position 5 du schéma de principe de la section
Intégration des résistances de polarisation dans l’application, p. 26.
3
Raccordez ces terminaisons de ligne entre les deux conducteurs de la ligne
Modbus équilibrée.
33003981 06/2008
Principe de fonctionnement
Polarisation de la ligne
Présentation
S’il n’y a pas d’activité de données, le bus est sujet à des bruits ou des interférences
externes. Afin d’éviter que l’état des récepteurs devienne incorrect, certains
équipements Modbus doivent être polarisés, c’est-à-dire que l’état constant de la
ligne doit être maintenu par une paire externe de résistances connectées à la paire
équilibrée RS485.
Polarisation de
votre réseau
Pour garantir une polarisation de ligne correcte, procédez comme suit :
33003981 06/2008
Etape
Action
1
Vérifiez les équipements à intégrer dans votre application Modbus : Existe-t-il
des équipements nécessitant une polarisation de ligne externe ? Si au moins un
équipement nécessite une polarisation de ligne externe, passez à l’étape 2,
sinon aucune polarisation de ligne n’est nécessaire pour votre application en
cours. Pour plus d'informations sur les résistances de polarisation intégrées aux
terminaux XBT, reportez-vous au chapitre sur les câbles et les connecteurs.
2
Intégrez une résistance de rappel vers le niveau haut (650 Ω recommandés) à
une tension de 5 V dans le circuit D1.
3
Intégrez une résistance de rappel vers le niveau bas (650 Ω recommandés) au
circuit standard dans le circuit D0.
25
Principe de fonctionnement
Intégration des
résistances de
polarisation
dans
l’application
Note : La paire de résistances de polarisation doit uniquement être intégrée à un
seul emplacement pour l’ensemble du bus en série. Vous devriez intégrer ces
résistances à l’équipement maître ou à sa dérivation, comme illustré ci-dessous.
Schéma de principe
1
T
R
5V
650 Ω
6
0V
4
650 Ω
0V
0V
6
D1
120Ω
120Ω
1n F
1n F
D0
Commune
5
5
0V
0V
6
6
R
R
T
T
3
2
Eléments de l’application
26
N°
Elément
1
maître
2
esclave 1
3
esclave n
4
résistances de polarisation (requises pour le terminal XBT N, déjà incluses dans
les terminaux XBT R)
5
terminaison de ligne
6
blindée
33003981 06/2008
Principe de fonctionnement
Adressage
Présentation
Avec le protocole esclave Modbus, le terminal agit comme un esclave. Par
conséquent, il peut répondre aux requêtes à des adresses comprises entre 0 et 30.
Valeur
Connexion à
l’esclave
Modbus
Description
0
La valeur 0 est réservée pour la diffusion. Les messages envoyés à l’adresse 0
sont reçus par tous les équipements connectés au bus. Cette particularité peut
être utilisée pour envoyer des données identiques à toues les équipements,
plutôt que d’envoyer un message à chaque équipement.
31
La valeur 31 est synonyme de déconnexion du terminal. Un terminal détecte
une adresse 31 lorsque aucun câble n’est connecté. Pour cette raison, tout
terminal configuré avec cette adresse considère qu’il est déconnecté et affiche
des messages demandant sa reconnexion.
Plusieurs types de connexions sont possibles :
Si vous utilisez...
Alors...
z un câble XBT Z968 (direct) ou
l’adresse du terminal est câblée et a pour valeur
4.
z un câble XBT Z9680 (coudé)
33003981 06/2008
un câble XBT Z938
l’adresse du terminal est configurée dans le
logiciel.
un câble XBT Z908 et un boîtier SCA62
l’adresse est « câblée » à l’aide des cavaliers du
boîtier SCA62 (l’adresse est comprise entre 1 et
30).
27
Principe de fonctionnement
Symboles d'équipements
Présentation
28
Le terminal XBT étant totalement passif, le protocole esclave Modbus ne nécessite
aucune déclaration de symbôles d’équipements.
33003981 06/2008
Configuration logicielle
2
Aperçu
Présentation
Ce chapitre présente les paramètres de protocole à configurer dans le logiciel VijeoDesigner Lite pour utiliser les terminaux XBT en tant qu’esclaves Modbus.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
33003981 06/2008
Sujet
Page
Vijeo-Designer Lite
30
Boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus
32
29
Configuration logicielle
Vijeo-Designer Lite
Présentation
Utilisez le logiciel Vijeo-Designer Lite pour configurer votre terminal XBT en tant
qu’esclave Modbus.
AVERTISSEMENT
LOGICIEL INCOMPATIBLE
Utilisez uniquement le logiciel agréé ou fabriqué par Schneider Electric pour
programmer le matériel.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
30
33003981 06/2008
Configuration logicielle
Ouverture de la
boîte de dialogue
Protocole Esclave Modbus
Etape
Pour ouvrir la boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus dans Vijeo-Designer
Lite pour définir les paramètres de protocole, procédez comme suit :
Action
1
Démarrez Vijeo-Designer Lite.
Pour créer une nouvelle application, passez à l’étape 2. Si vous avez déjà créé une application esclave
Modbus, ignorez les étapes 2 et 3 et passez à l’étape 4.
2
A partir du navigateur d’application, dans la partie gauche de la fenêtre de Vijeo-Designer Lite,
sélectionnez Configuration → Terminal et protocole.
Résultat : La boîte de dialogue suivante apparaît dans la partie droite de la fenêtre de Vijeo-Designer
Lite.
Terminal et protocole
Matériel
Résolution
4 lignes 20 colonnes
Couleur de l'écran
Noir et blanc
Couleur de rétroéclairage 3 couleurs
Périphériques
Imprimante
Ecran tactile
Non
Logiciel
Défilement
Oui
Alarme
Oui
Type d’afficheur
Protocole de l'afficheur
XBT-N401
Esclave Modbus
Appliquer
Annuler
3
Dans la liste Protocole de l’afficheur dans le coin inférieur droit, sélectionnez Esclave Modbus, puis
cliquez sur Appliquer.
4
Dans le navigateur de l’application, sélectionnez Protocole - Esclave Modbus.
Résultat : La boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus s’ouvre dans le volet droit de la fenêtre
de Vijeo-Designer Lite. Elle permet de configurer les paramètres de protocole pour les communications
esclaves Modbus.
33003981 06/2008
31
Configuration logicielle
Boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus
Objet
Cette boîte de dialogue permet de configurer les paramètres de protocole pour la
communication Modbus esclave.
Représentation
Protocole - Esclave Modbus
Communications
Vitesse de transmission
19 200
Bit de parité
Pair
Longueur des données
8
Spécifique au protocole
Time-out(s)
0
[0...120]
Adresse d’équipement
1
[1...30]
Eléments de la boîte de dialogue
Elément
Explications
Communications
Vitesse de transmission
Permet de sélectionner la vitesse de transmission
(en bits/s) du bus Modbus. Veillez à configurer la
même vitesse de transmission pour tous les
équipements connectés au bus.
Bit de parité
Permet de sélectionner une parité paire ou impaire,
voire aucune parité. Veillez à configurer la même
parité pour tous les équipements connectés au bus.
Longueur des données
Vous ne pouvez pas modifier ce paramètre, car la
longueur des données utilisateur est toujours de 8
bits dans le cadre des communications Modbus
RTU.
Spécifique au protocole
32
33003981 06/2008
Configuration logicielle
33003981 06/2008
Elément
Explications
Time-out(s)
Entrez une valeur (en secondes).
Lorsque l’automate n’envoie aucune donnée au
terminal XBT (ou n’essaie pas de lire dans la
mémoire du terminal XBT), les valeurs de la mémoire
du terminal XBT ne sont pas actualisées.
Lorsque le délai correspondant à ce paramètre est
écoulé, pendant lequel aucun échange de données
n'a eu lieu avec l'automate, le terminal XBT remplace
les valeurs indiquées sur son afficheur par les
caractères ??? et génère un message système pour
indiquer qu'une erreur de connexion s'est produite.
Pour éviter que le XBT vérifie le délai de time-out, ce
paramètre doit être défini sur 0.
Adresse d’équipement
Permet d’entrer une adresse Modbus unique
(comprise entre 1 et 247). Cette adresse sera
ignorée si le terminal XBT détecte une adresse
câblée sur les broches d'adresses de son connecteur
SUB-D25.
33
Configuration logicielle
34
33003981 06/2008
Types de variables prises en
charge
3
Types de variables pour esclaves Modbus
Table des types
de variables
prises en charge
par le terminal
XBT
33003981 06/2008
La mémoire interne adressable du terminal XBT est limitée à 300 mots, avec des
adresses de 0 à 299.
Types de variables prises en
charge
Syntaxe
Identificateurs
Bit de mot
%MWi:Xj
i : (0...299)
j : (0...F)
Mot
%MWi
i : (0...299)
Mot double
%MDi
i : (0...298)
Virgule flottante
%MFi
i : (0...298)
35
Types de variables prises en charge
36
33003981 06/2008
Câbles et connecteurs
4
Aperçu
Présentation
Ce chapitre indique les câbles et les connecteurs requis pour les terminaux XBT
dans les applications esclaves Modbus.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
33003981 06/2008
Sujet
Page
Câbles
38
Brochage du connecteur SUB-D25
40
Brochage du connecteur RJ45
43
37
Câbles et connecteurs
Câbles
Données
techniques
Le tableau suivant répertorie les câbles requis pour connecter les différents
terminaux XBT en tant qu’esclaves Modbus à différents automates Schneider, à
l’aide de liaisons RS485 ou RS232C.
Terminal de type XBT Equipement
connecté
Liaison
physique
Référence du câble
Longueur et type
XBT N401/N410
XBT R411
RS485
XBT Z908 +
TSX SCA62
1,8 m (5.9 ft.)
(SUB-D25 <--> boîtier SCA62)
RS232C
XBT Z938
2,5 m (16.4 ft.)
(SUB-D25 <--> RJ45)
Quantum
XBT Z9710
2,5 m (16.4 ft.)
(SUB-D25 <--> SUB-D9)
Momentum
XBT Z9711
2,5 m (16.4 ft.)
(SUB-D25 <--> RJ45)
RS485
XBT Z9780
XBT Z9780
2,5 m (8.2 ft)
2,5 m (8.2 ft)
(RJ45 <--> MiniDin)
Modicon M340
RS485
XBT Z9980
XBT Z9980
2,5 m (8.2 ft.)
10 m (32.8 ft.)
(RJ45 <--> RJ45)
LU9GC3
RS485
VW3A8306R03
VW3A8306R10
VW3A8306R30
0,3 m (1 ft.)
1 m (3.3 ft.)
3 m (9.8 ft.)
(RJ45 <--> RJ45)
Quantum
RS232C
XBT Z9710 +
XBT ZG939
2,5 m (16.4 ft.)
(SUB-D25 <--> SUB-D9)
XBT Z9711 +
XBT ZG939
2,5 m (16.4 ft.)
(SUB-D25 <--> RJ45)
Twido
Micro
Premium
Nano
LU9GC3
XBT RT511
Twido
Micro
Premium
Nano
Momentum
Dans les applications esclaves Modbus, après la mise sous tension des terminaux
XBT N, ces derniers génèrent du bruit sur le bus pendant environ 100 ms. Ce bruit
perturbe la communication de l'équipement connecté au bus. Mettez toujours les
terminaux XBT N sous tension en premier, avant de mettre le maître du bus sous
tension.
38
33003981 06/2008
Câbles et connecteurs
AVERTISSEMENT
FONCTIONNEMENT IMPREVU DE L'APPAREIL
Lorsque les terminaux XBT N fonctionnent en tant qu’esclaves Modbus, mettezles toujours sous tension avant de démarrer le maître du bus.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
33003981 06/2008
39
Câbles et connecteurs
Brochage du connecteur SUB-D25
Présentation
Les terminaux XBT suivants sont dotés d’un connecteur SUB-D25 sur leur panneau
arrière :
z
z
z
XBT N401
XBT N410
XBT R411
Le connecteur SUB-D25 prend en charge les lignes RS232 et RS485. Le brochage
est le suivant :
1
2
TXD
3
RXD
4
0
5
1
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7
0 V iso
14
8
COM
15
9
16
10
17
18
11
12
REG
20
13
CONF
21
14
B0
22
15
B1
23
16
B2
24
17
B3
19
25
18
19
B4
20
21
22
0 V iso
23
24
PAR
25
40
33003981 06/2008
Câbles et connecteurs
Câblage RS232
L'illustration ci-dessous présente le câblage de l’équipement RS232C.
Exemple de liaison RS232C
Equipement Modbus
Terminal XBT
(1)
PG
1
1
PG
TXD
2
2
TXD
RECEPTION RXD
3
3
RXD
7
7
SG
8
4
RTS
12
12
5
CTS
6
DSR
20
DTR
EMISSION
EMISSION
(2)
0V
SG
RECEPTION
Légende
33003981 06/2008
(1)
Le raccordement du blindage aux deux extrémités dépend des contraintes
électriques liées à l'installation.
(2)
Dans certaines configurations, il n’est pas nécessaire d’inverser les broches 2 et 3.
Reportez-vous à la documentation de l’équipement utilisé.
41
Câbles et connecteurs
Câblage RS485
L'illustration ci-dessous présente le câblage de l’équipement RS485.
Exemple de liaison RS485
Système de contrôle
Ex
Rx
(0 V)
Terminal XBT
PG
(1)
PG
SG
RXD-
RXD+
TXD-
TXD+
(2)
1
Terminaison de ligne
(0 V) S G
TXD-
22
D0
4
(2)
Ct
Rx
TXD+
D1
5
Rt
+5V
RXD-
Ex
Rp
Rp
R XD+
0V
8
12
Légende
42
(1)
Le raccordement du blindage aux deux extrémités dépend des contraintes
électriques liées à l'installation.
(2)
Si vos systèmes d'automatisation sont dotés de connecteurs permettant des
connexions à 4 fils, câblez les broches RXD et TXD comme indiqué sur l’illustration
ci-dessus afin de former une connexion à 2 fils.
(3)
Rp : Résistances de polarisation. Les résistances de polarisation suivantes sont
intégrées dans les terminaux XBT N, XBT R et XBT RT :
z XBT N : Rp = 4,7 kΩ
z XBT R : Rp = 100 kΩ
33003981 06/2008
Câbles et connecteurs
Brochage du connecteur RJ45
Présentation
Les terminaux XBT RT suivants sont équipés de connecteurs RJ45 sur leur
panneau arrière.
Dans des environnements industriels, il est obligatoire d’utiliser :
z un câble double paire torsadée blindée avec une impédance de 100 Ω 15 Ω
(1...16 MHz) ;
z une atténuation maximale de 11,5 dB/100 m (11.5 dB/328 ft) ;
z une longueur maximale de 100 m (328 ft).
33003981 06/2008
43
Câbles et connecteurs
XBT RT511
Brochage du connecteur RJ45 sur les terminaux XBT RT511
Représentation
Broche
Signal
RJ45
1
RXD
Signal RXD RS232
2
TxD
Signal TXD RS232
12345678
Commentaires
3
IN1
Signal de configuration d’entrée
4
D1
Signal RS485 +
5
D0
Signal RS485 -
6
IN2
Signal de fonctionnement
d’entrée
7
-
-
8
0 V ISO
0 V isolée
L'illustration ci-dessous présente le câblage de l’équipement RS232C.
Exemple de liaison RS232C
Equipement Modbus
Terminal XBT RT511
EMISSION
TXD
1
PG
2
TXD
1
3
RXD
8
7
SG
4
RTS
12
5
CTS
6
DSR
20
DTR
2
EMISSION
(*)
RECEPTION RXD
0V
SG
6
RECEPTION
Légende
(*)
44
Dans certaines configurations, il n’est pas nécessaire d’inverser les broches 1 et 2.
Reportez-vous à la documentation de l’équipement utilisé.
33003981 06/2008
Câbles et connecteurs
L'illustration ci-dessous présente le câblage de l’équipement RS485.
Exemple de liaison RS485
Système de contrôle
Ex
Rx
(0 V)
Terminal XBT RT511
PG
(1)
SG
RXD-
RXD+
TXD-
TXD+
(2)
Terminaison de ligne
(0 V) S G
TXD-
8
D0
5
(2)
Ct
Rx
TXD+
D1
4
Rt
+5V
RXD-
Ex
Rp
Rp
RXD+
0V
6
Légende
33003981 06/2008
(1)
Le raccordement du blindage aux deux extrémités dépend des contraintes
électriques liées à l'installation.
(2)
Si vos systèmes de contrôle sont dotés de connecteurs permettant des connexions
à 4 fils, câblez les broches RXD et TXD comme indiqué sur l’illustration ci-dessus
afin de former une connexion à 2 fils.
(3)
Rp : Résistances de polarisation de 100 KΩ
45
Câbles et connecteurs
46
33003981 06/2008
Diagnostics
5
Indication des erreurs des terminaux XBT
Présentation
Les terminaux XBT indiquent les erreurs de 3 différentes façons :
z
z
z
z
z
par des points d’interrogation ?????? sur les champs alphanumériques ;
par des croix pour les objets graphiques ;
par des caractères dièses dans les champs alphanumériques ;
par le clignotement des champs alphanumériques ;
par l’affichage de messages d’erreur système.
Les paragraphes suivants décrivent ces erreurs ainsi que les raisons possibles.
Points
d'interrogation et
croix
33003981 06/2008
Les points d'interrogation ?????? et les croix XXXXXX affichées sur l’écran du
terminal XBT indiquent une erreur de transmission. Pour résoudre ce problème,
procédez comme suit :
Si
Alors ...
des points d'interrogation
s'affichent
vérifiez que tous les câbles sont correctement raccordés. Si
vous avez configuré un délai de time-out, assurez-vous que
le maître peut accéder au XBT au moins une fois pendant
le temps configuré. Si nécessaire, augmentez la valeur du
délai ou définissez le paramètre de time-out sur 0.
des points d'interrogation
s'affichent
Vérifiez que les paramètres de communication définis dans
la boîte de dialogue Protocole - Esclave Modbus sont
identiques pour tous les équipements connectés au bus
Modbus, c’est-à-dire que la vitesse de transmission et la
parité doivent être identiques.
47
Diagnostics
Caractères
dièses
Les caractères dièses, affichés dans les champs alphanumériques sur le terminal
XBT, indiquent que la valeur à afficher est trop longue pour ce champ
alphanumérique et qu’elle ne peut donc pas être montrée entièrement. Par
exemple, un champ alphanumérique à 2 chiffres ne peut pas afficher la valeur 100.
Pour corriger ce problème, entrez une valeur plus courte ou adaptez la taille du
champ alphanumérique afin qu’il puisse afficher toutes les valeurs possibles de la
variable d'automate.
Clignotement de
champs
alphanumériques
Les champs alphanumériques clignotent sur le terminal XBT pour indiquer que la
valeur de ce champ est inférieure ou supérieure au seuil défini par l’utilisateur.
Messages
d’erreur système
Différents messages d’erreur système sont configurés par défaut pour les
terminaux. Un numéro, à partir de 200, est attribué à chaque message système
standard. Il existe une distinction entre les messages d’interruption de
communication et les messages d’état causés par l’entrée de données erronées
dans le terminal.
Ces 2 types de messages d’erreur se distinguent par leur numéro et par leur mode
d’affichage sur le terminal, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :
48
Message d’erreur
système causé par :
Numéros des messages
d’erreur système
Mode d'affichage
des interruptions de
communication
201 – 204
Lorsqu’il s’agit d’une interruption de
communication, le message d’erreur
apparaît toutes les 10 secondes dans
une boîte de dialogue contextuelle.
Données erronées
entrées dans le
terminal
241 – 258
Le message d’état apparaît suite à la
saisie de données erronées par
l’utilisateur au niveau du terminal.
33003981 06/2008
Diagnostics
Messages
causés par des
interruptions de
communication
33003981 06/2008
Les messages 201 à 204 s’affichent sur le terminal pour indiquer une interruption de
communication. Ils apparaissent toutes les 10 secondes dans une boîte de dialogue
contextuelle.
Si
Alors ...
le message 201 : AUTORISATION
TABLE DIALOGUE INCORRECTE
s’affiche,
la valeur du mot d’autorisation dans la table de
dialogue est incorrecte. (Reportez-vous à l’aide en
ligne de Vijeo-Designer Lite pour en savoir plus
sur l’utilisation de ce mot.) Pour résoudre ce
problème, vérifiez que :
z vous êtes connecté au bon automate ;
z la valeur appropriée a été écrite par l'automate
dans le mot d'autorisation de la table de
dialogue qui se trouve dans la mémoire du
terminal.
le message 203 : LECTURE TABLE
DIALOGUE IMPOSSIBLE s’affiche,
la lecture dans la table de dialogue de l'automate
n'a pas pu être terminée.
z une surcharge sur le bus de communication ;
z des problèmes de comptabilité
électromagnétique sur le bus de
communication ;
z L'automate n'a jamais lu tous les mots d'état
(XBT->automate) de la table de dialogue car le
XBT a été allumé.
49
Diagnostics
Messages
causés par
l’entrée de
données
erronées dans le
terminal
50
Les messages 242 à 254 s’affichent sur le terminal suite à la saisie de données
erronées par l’utilisateur sur ce poste. Ils s’affichent immédiatement après que
l’utilisateur a envoyé une commande incorrecte au terminal. Ils restent affichés
jusqu’à ce que la commande ou la valeur appropriée soit saisie. Les messages 255
à 258 sont des messages d’état qui s’affichent après que l’utilisateur a lancé une
opération sur le terminal. Ils indiquent si l’opération a été acceptée ou non et si elle
est en cours.
Si
Alors ...
les messages 243 à 249 s’affichent,
corrigez la valeur ou la commande entrée comme
indiqué par le message.
le message 250 : LANGUE IMPOSEE
PAR L’AUTOMATE s'affiche,
l’automate force le terminal à utiliser une langue.
L’utilisateur ne peut pas changer de langue. Pour
plus d’informations sur les fonctions de la table de
dialogue, reportez-vous à l’aide en ligne de VijeoDesigner Lite.
les messages 251 ou 252 s'affichent,
corrigez la valeur ou la commande entrée comme
indiqué par le message.
le message 253 : MOT DE PASSE
IMPOSE PAR L'AUTOMATE s'affiche,
vous ne pouvez pas modifier le mot de passe sur
le terminal, car il est imposé par l’automate. Pour
plus d’informations sur les fonctions de la table de
dialogue, reportez-vous à l’aide en ligne de VijeoDesigner Lite.
le message 254 : PAGE A ACCES
PROTEGE PAR UN MOT DE PASSE
s’affiche,
vous essayez d’accéder à une page qui est
protégée par un mot de passe et pour laquelle
vous ne disposez pas du niveau d’autorisation
requis.
les messages 255 à 258 s’affichent,
les commandes que vous avez entrées dans le
terminal sont exécutées ou non selon le message
d’état affiché.
33003981 06/2008
Principe de la bande passante
6
Aperçu
Présentation
Ce chapitre décrit le principe de fonctionnement et le calcul de la bande passante
utilisée.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Principe de fonctionnement général
33003981 06/2008
Page
52
Calcul de la bande passante utilisée
54
Astuces
58
51
Principe de la bande passante
Principe de fonctionnement général
Schéma de
connexion
Le protocole esclave Modbus fonctionne en mode point à point ou multipoint.
L’automate est connecté à 1 ou plusieurs terminaux.
Automate (maître)
XBT 2
(esclave 2)
Bus
XBT 1
(esclave 1)
52
XBT 3
(esclave 3)
33003981 06/2008
Principe de la bande passante
Principe de
fonctionnement
Les échanges de données entre les terminaux et l'automate sont réalisés durant des
cycles de transmission de données, pendant lesquels l’automate lit et écrit dans la
mémoire du terminal XBT (un automate peut, par exemple, lire les valeurs présentes
dans la mémoire du XBT toutes les 300 ms).
L’automate réalise les opérations suivantes :
z Ecrire dans la table de dialogue (mots de commande)
z Lire des mots dans la table de dialogue (mots d’état)
z Ecrire des variables (variables affichées)
z Lire des variables (variables entrées par l’utilisateur)
Principe de fonctionnement
Mémoire du terminal XBT
Table de dialogue
300 mots
maximum
Mots de commande
Mots d’état
Variables de
page
d’application
Variable que l'utilisateur doit entrer
Variables à afficher
Chaque requête transmise par l'automate provoque un certain niveau d'utilisation
de la bande passante. Par conséquent, avant de pouvoir configurer une architecture
de communication, le taux d’utilisation de la bande passante doit être calculé afin
d’éviter tout risque de saturation.
Rappels
généraux
Rappels et exemples
Rappel
Exemple
Pour une vitesse de transmission de 19 200 bits/s, le délai
de transmission d’un mot est de 1 ms environ.
33003981 06/2008
–
Un automate envoyant une requête d’écriture de n mots à
un terminal nécessite
z 9 octets + 2 x n octets pour l’envoi ;
z 8 octets pour l’acquittement.
(voir p. 61).
Un automate envoyant une requête de lecture de n mots à
un terminal nécessite
z 8 octets pour l’envoi ;
z 5 octets + 2 x n octets pour la réponse.
(voir p. 62).
Un mot = 2 octets
Ainsi, par exemple, l’envoi d’un
mot d’écriture nécessite
17 + 2 = 19 octets
53
Principe de la bande passante
Calcul de la bande passante utilisée
Présentation
La bande passante correspond à la quantité de données pouvant circuler sur le
réseau par seconde. Elle dépend de plusieurs paramètres, tels que la vitesse de
transmission et le nombre d’équipements connectés au réseau.
Pour connaître le niveau d’utilisation de la bande passante, calculez le temps
nécessaire pour envoyer les données durant chaque cycle. Pour ce faire,
convertissez le débit de données (en bits/s) en durée durant laquelle la bande
passante est utilisée.
Exemple de
calcul de la
bande passante
utilisée en mode
point à point
Hypothèse : Supposons qu’un terminal soit connecté à un automate en mode point
à point.
Table de dialogue
Automate -> XBT
15 mots d’écriture
Automate <- XBT
10 mots de lecture
Variables
Automate -> XBT
60 mots d’affichage
Automate <- XBT
50 mots d'entrée (valeurs pouvant être modifiées par l'utilisateur
du terminal)
La table de dialogue contient 25 mots, avec un cycle de 300 ms (valeur par défaut
du terminal).
Requête d’écriture
15 mots Automate -> XBT
Requête de lecture
10 mots Automate <- XBT
Ecriture et affichage de variables
60 mots actualisés toutes les 300 ms. Sur ces 60 mots, 50 peuvent être modifiés par
l'utilisateur.
54
Ecran
60 mots Automate -> XBT
Ecriture (mots dont la valeur
peut être modifiée par
l'utilisateur)
50 mots Automate <- XBT
33003981 06/2008
Principe de la bande passante
Calcul du niveau de bande passante utilisée par la table de dialogue
Nous allons appliquer la formule suivante :
Nombre d'octets de données + octets de la requête + octets de la réponse
Soit, dans notre exemple :
30 + 9 + 8 = 47
47 octets pour la requête d’écriture
20 + 8 + 5 = 33
33 octets pour la requête de lecture
On considère qu’un mot est envoyé en 1 ms (à la vitesse de 19 200 bauds).
Sachant que 1 mot = 2 octets, nous obtenons :
(47 + 33) : 2 = 40
un délai de transmission de 40 ms environ pour la table de
dialogue
300 ms
40 ms
Par conséquent, la table de dialogue consommera environ
13 % de la bande passante.
Calcul du niveau de bande passante utilisée par les variables
Pour écrire, dans le terminal, les variables à afficher, le niveau d’utilisation de la
bande passante sera de :
60 mots =
120 octets + 9 octets + 8 octets = 137 octets
Un délai de transmission d’environ : 69 ms
Pour lire, depuis le terminal, les variables qu'un utilisateur peut modifier, le niveau
d’utilisation de la bande passante sera de :
50 mots =
100 octets + 8 octets + 5 octets = 113 octets
Un délai de transmission d’environ : 57 ms
La consommation totale de bande passante est d’environ 166 ms (40 + 69 + 57) sur
300 ms (c’est-à-dire environ 55 % de la bande passante).
300 ms
69 ms
40 ms
57 ms
166 ms
A une vitesse de 9 600 bauds, la bande passante utilisée est doublée. La
consommation est donc de 332 ms et non de 166 ms. La bande passante est alors
saturée (332 ms pour un maximum de 300 ms).
33003981 06/2008
55
Principe de la bande passante
Exemple de
calcul de la
bande passante
utilisée en mode
multipoint
Nous souhaitons configurer une architecture composée de 1 automate et de 2
terminaux.
PLC
XBT 2
XBT 1
Les 2 tables de dialogue sont composées comme indiqué ci-dessous.
Première table de dialogue (XBT 1)
Requête d’écriture
5 mots Automate -> XBT
Requête de lecture
5 mots Automate <- XBT
Deuxième table de dialogue (XBT 2)
Requête d’écriture
10 mots Automate -> XBT
Requête de lecture
10 mots Automate <- XBT
Ecriture et affichage de variables à l’aide du terminal XBT 1
10 mots actualisés toutes les 300 ms. Sur ces 10 mots, 5 peuvent être modifiés par
l'utilisateur.
Ecran
10 mots Automate -> XBT
Ecriture (mot dont la valeur
peut être modifiée par
l'utilisateur)
5 mots Automate <- XBT
Ecriture et affichage de variables à l’aide du terminal XBT 2
30 mots actualisés toutes les 300 ms. Sur ces 30 mots, 20 peuvent être modifiés par
l'utilisateur.
Ecran
56
30 mots Automate -> XBT
33003981 06/2008
Principe de la bande passante
Ecriture (mot dont la valeur
peut être modifiée par
l'utilisateur)
20 mots Automate <- XBT
Calcul du niveau de bande passante utilisée par les tables de dialogue
Table de dialogue du terminal XBT 1
(10 + 9 + 8) + (10 + 8 + 5) = 50 octets
Le délai de transmission sera de 25 ms environ
pour cette table de dialogue.
Table de dialogue du terminal XBT 2
(20 + 9 + 8) + (20 + 8 + 5) = 70 octets
Le délai de transmission sera de 35 ms environ
pour cette table de dialogue.
Calcul du niveau de bande passante utilisée par les variables
Variables du terminal XBT 1 (affichage et écriture)
(20 + 9 + 8) + (10 + 8 + 5) = 60 octets
un délai de transmission d’environ 30 ms
Variables du terminal XBT 2 (affichage et écriture)
(60 + 9 + 8) + (40 + 8 + 5) = 130 octets
un délai de transmission d’environ 65 ms
La bande passante utilisée sera représentée comme suit :
300 ms
25 ms
30 ms
35 ms
65 ms
XBT 2
XBT 1
155 ms
La consommation totale de bande passante est d’environ 155 ms (25 + 35 +
30 + 65) sur 300 ms (c’est-à-dire environ 52 % de la bande passante).
Comme dans l’exemple concernant le mode point à point, si la vitesse est réduite à
9 600 bauds, la bande passante sera saturée (310 ms pour un maximum de
300 ms).
33003981 06/2008
57
Principe de la bande passante
Astuces
Astuces pour
l’utilisateur
Les exemples précédents démontrent que :
Plus le nombre de terminaux est élevé, moins il reste de bande passante
disponible.
z Plus le nombre de valeurs à afficher est élevé, plus le niveau de bande passante
utilisée par l’opération d'écriture est important.
z
Il existe par conséquent différentes possibilités pour libérer de la bande passante :
z augmenter la vitesse de transmission (dépend de la qualité du réseau et des
équipements connectés) ;
z réduire le nombre de mots dans la table de dialogue ;
z réduire le nombre de mots devant être lus ou écrits par l’automate ;
z réduire la vitesse d'actualisation de l’affichage ;
z réduire la vitesse de cycle de la table de dialogue.
58
33003981 06/2008
Annexes
Aperçu
Présentation
Ce chapitre décrit les requêtes de communication.
Contenu de cette
annexe
Cette annexe contient les chapitres suivants :
Chapitre
A
33003981 06/2008
Titre du chapitre
Requêtes de communication
Page
61
59
Annexes
60
33003981 06/2008
Requêtes de communication
A
Requêtes de communication
Présentation
Le code de fonction est au format hexadécimal.
Ecriture de n
mots
Requête
N° esclave
1 octet
Code
fonction 10
1 octet
Adresse du
1er mot
Nombre de
mots
Fort Faible
Fort Faible
2 octets
2 octets
Nombre
d’octets
Valeur des n
mots à écrire
Vérification
1 octet
n octets
2 octets
Adresse du 1er mot
même champ d’adresse que pour la requête de
lecture
Nombre de mots
125 mots
Nombre d’octets
deux fois le nombre de mots
Valeur des mots à écrire
H’0000’ à H’FFFF’
Réponse
N° esclave
1 octet
Code
fonction
Adresse du
1er mot écrit
Nombre de
mots écrits
10
Fort Faible
Fort Faible
1 octet
2 octets
2 octets
Numéro de l’esclave
33003981 06/2008
Vérification
2 octets
identique à la requête
Adresse du 1er mot écrit
identique à la requête
Nombre de mots écrits
identique à la requête
61
Requêtes de communication
Ecriture de mot 1
de sortie ou de 1
mot interne
Requête
N° esclave
1 octet
Code
fonction
Adresse du
mot
Valeur
06
Fort Faible
Fort Faible
1 octet
2 octets
2 octets
Code
fonction
Adresse du
mot
Valeur
06
Fort Faible
Fort Faible
1 octet
2 octets
2 octets
2 octets
Code
fonction
Adresse du
1er mot
Nombre de
mots
Vérification
03
Fort Faible
Fort Faible
1 octet
2 octets
2 octets
Vérification
2 octets
Réponse
N° esclave
1 octet
Lecture de n
mots de sortie ou
n mots internes
Vérification
Requête
N° esclave
1 octet
2 octets
Adresse du 1er mot
Correspond à l’adresse du 1er mot à lire dans
l’esclave.
Nombre de mots
125 mots
Réponse
N° esclave
Code
fonction
Nombre
d’octets lus
03
1 octet
62
1 octet
1 octet
Valeur du 1er
mot
Valeur du
dernier mot
Fort Faible
Fort Faible
2 octets
2 octets
Numéro de l’esclave
identique à la requête
Nombre d’octets lus
deux fois le nombre de mots lus
Valeur des mots lus
H’0000’ à H’FFFF’
Vérification
2 octets
33003981 06/2008
Requêtes de communication
Lecture et
réinitialisation
des compteurs
Requête
N° esclave
1 octet
Code
fonction
Sousfonction
Données
(d)
08
00xx
0000
1 octet
2 octets
2 octets
Vérification
2 octets
Un code de sous-fonction pour chaque fonction
Lecture du compteur 1
0x000B
Lecture du compteur 2
0x000C
...
...
Lecture du compteur 8
0x0012
Réinitialisation du compteur
0x000A
Réponse
N° esclave
1 octet
Code
fonction
Sousfonction
08
00xx
1 octet
2 octets
Fonctions prises
en charge
33003981 06/2008
Données
(d)
Vérification
2 octets
2 octets
Sous-fonction
Type de fonctions
Hex
Déc
Hex
Déc
03
03
–
–
lecture de n mots de sortie ou de n mots
internes initiée par le maître
06
06
–
–
écriture d’1 mot de sortie ou d’1 mot interne
08
08
00XX
00XX
10
16
–
–
écriture de n mots
2B
43
0E
14
identification du produit
lecture et réinitialisation des compteurs
initiées par le maître
63
Requêtes de communication
64
33003981 06/2008
Glossaire
A
ASCII
American standard code for information interchange = mode de transmission des
données dans les communications Modbus
AWG
(American wire gauge) Calibre américain des fils (diamètre des câbles)
C
CEM
compatibilité électromagnétique
CRC
Contrôle par redondance cyclique
D
DPE
33003981 06/2008
demande pour émettre (signal de transmission de données)
65
Glossaire
L
LRC
contrôle de redondance longitudinale
M
Modbus SL
Liaison série Modbus
Modèle OSI
modèle de référence d'interconnexion de systèmes ouverts
P
PAE
prêt à émettre (signal de transmission de données)
PDP
poste de données prêt (signal de transmission des données)
PDU
unité de données de protocole
R
RJ-45
registered jack = interface physique normalisée
RS232
norme recommandée pour le raccordement de périphériques série = EIA/TIA 232
RS485
norme recommandée pour le raccordement de périphériques série = EIA/TIA 485
RXD
réception de données (signal de transmission de données)
T
TDP
66
terminal de données prêt (signal de transmission des données)
33003981 06/2008
Glossaire
TXD
transmission de données (signal de transmission de données)
U
UTD
33003981 06/2008
unité terminale distante = mode de transmission de données dans les
communications Modbus
67
Glossaire
68
33003981 06/2008
B
AC
Index
brochage du connecteur RJ45, 43
A
adressage
protocole esclave Modbus, 27
D
description de trame
protocole Modbus maître, 21
diagnostics
protocole esclave Modbus, 47
L
B
bande passante
protocole esclave Modbus, 54
brochage du connecteur
RJ45, 43
SUB-D25, 40
C
Câblage RS232, 41
Câblage RS485, 42
câbles
protocole esclave Modbus, 38
condensateur, 24
configuration
protocole esclave Modbus, 32
configuration du protocole, 32
configuration logicielle
protocole esclave Modbus, 30
33003981 06/2008
longueur de câble, 23
M
mise à la terre, 23
mode de transmission RTU
protocole Modbus maître, 18
modèle OSI
protocole Modbus maître, 15
O
objets
protocole esclave Modbus, 35
P
polarisation, 25
principe de communication
maître/esclave, 13
principe de communication maître/esclave,
13
69
Index
principes de fonctionnement
protocole esclave Modbus, 11
protocole Modbus esclave, 52
Protocole esclave Modbus
câbles, 38
protocole esclave Modbus
adressage, 27
calcul de la bande passante utilisée, 54
configuration logicielle, 30
diagnostics, 47
principes de fonctionnement, 11
requêtes de communication, 61
schéma de connexion, 52
types de données, 35
Protocole Modbus esclave
principes de fonctionnement, 52
Protocole Modbus maître
exemple d’un bus série Modbus RTU, 22
protocole Modbus maître
description de trame, 21
mode de transmission RTU, 18
modèle OSI, 15
tramage RTU, 19
trame
incomplète, 20
trame incomplète, 20
types de données
protocole esclave Modbus, 35
types de variables
protocole esclave Modbus, 35
R
répéteur, 23
requêtes de communication
protocole esclave Modbus, 61
résistance, 24
S
schéma de connexion
protocole esclave Modbus, 52
segment de trame, 21
SUB-D25
brochage du connecteur, 40
T
terminaison, 24
Terminaison RC, 24
tramage RTU
protocole Modbus maître, 19
70
33003981 06/2008