Schneider Electric ATV71 Mode d'emploi
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Altivar 71 Carte Modbus/Uni-Telway Protocole Modbus Guide d’exploitation VW3 A3 303 1755874 11/2010 www.schneider-electric.com Sommaire 1. Avant de commencer _______________________________________________________________________________________ 3 2. Structure documentaire _____________________________________________________________________________________ 4 3. Introduction _______________________________________________________________________________________________ 5 3. 1. Présentation _________________________________________________________________________________________ 5 3. 2. Notations____________________________________________________________________________________________ 5 4. Mise en œuvre matérielle ____________________________________________________________________________________ 4. 1. Réception ___________________________________________________________________________________________ 4. 2. Description matérielle __________________________________________________________________________________ 4. 3. Montage de la carte dans le variateur _____________________________________________________________________ 4. 4. Codage des commutateurs______________________________________________________________________________ 6 6 6 6 7 5. Raccordement au bus_______________________________________________________________________________________ 9 5. 1. Recommandations de câblage ___________________________________________________________________________ 9 5. 2. Standard Modbus RS485 _______________________________________________________________________________ 9 5. 3. Raccordement par système de câblage RJ45 ______________________________________________________________ 10 5. 4. Raccordement par boîtiers de dérivation __________________________________________________________________ 12 6. Configuration ____________________________________________________________________________________________ 6. 1. Paramètres de communication __________________________________________________________________________ 6. 2. Contrôle - commande _________________________________________________________________________________ 6. 3. Scanner de communication ____________________________________________________________________________ 6. 4. Défauts de communication _____________________________________________________________________________ 6. 5. Paramètres surveillés _________________________________________________________________________________ 14 14 15 18 19 20 7. Diagnostic _______________________________________________________________________________________________ 7. 1. Contrôle de l’adresse _________________________________________________________________________________ 7. 2. Voyants lumineux de signalisation _______________________________________________________________________ 7. 3. Contrôle - commande _________________________________________________________________________________ 7. 4. Scanner de communication ____________________________________________________________________________ 7. 5. Défaut de communication ______________________________________________________________________________ 7. 6. Défaut carte ________________________________________________________________________________________ 21 21 21 22 23 24 24 8. Protocole Modbus_________________________________________________________________________________________ 8. 1. Principe____________________________________________________________________________________________ 8. 2. Modes _____________________________________________________________________________________________ 8. 3. Fonctions Modbus disponibles __________________________________________________________________________ 8. 4. Read Holding / Input Registers (3/4) _____________________________________________________________________ 8. 5. Write Single Register (6)_______________________________________________________________________________ 8. 6. Diagnostics (8) ______________________________________________________________________________________ 8. 7. Get Comm Event Counter (11 = 16#0B) __________________________________________________________________ 8. 8. Write Multiple Registers (16 = 16#10) ____________________________________________________________________ 8. 9. Read/Write Multiple Registers (23 = 16#17)________________________________________________________________ 8. 10. Read Device Identification (43 = 16#2B) _________________________________________________________________ 8. 11. Scanner de communication ___________________________________________________________________________ 8. 12. Réponses d’exception _______________________________________________________________________________ 8. 13. Lecture de paramètres inexistants ou protégés ____________________________________________________________ 25 25 26 27 27 28 29 30 30 31 32 34 37 38 9. Annexes ________________________________________________________________________________________________ 9. 1. Norme RS485 _______________________________________________________________________________________ 9. 2. Schéma standard Modbus 2 fils _________________________________________________________________________ 9. 3. Schéma standard Modbus 4 fils _________________________________________________________________________ 9. 4. Schéma Uni-Telway __________________________________________________________________________________ 9. 5. Schéma Jbus 2 fils ___________________________________________________________________________________ 9. 6. Réalisation d’un bus Modbus avec des appareils non standard_________________________________________________ 9. 7. Schéma RS485 de la carte_____________________________________________________________________________ 9. 8. Brochage du connecteur de la carte______________________________________________________________________ 39 39 40 41 42 43 44 46 46 Malgré tout le soin apporté à l'élaboration de ce document, Schneider Electric SA ne donne aucune garantie sur les informations qu'il contient, et ne peut être tenu responsable ni des erreurs qu'il pourrait comporter, ni des dommages qui pourraient résulter de son utilisation ou de son application. Les produits et les additifs présentés dans ce document sont à tout moment susceptibles d'évolutions quant à leurs caractéristiques de présentation et de fonctionnement. Leur description ne peut en aucun cas revêtir un aspect contractuel. 2 1755874 11/2010 1. Avant de commencer Lire et observer ces instructions avant de commencer toute procédure avec ce variateur. DANGER TENSION DANGEREUSE • Lisez et comprenez le guide d’installation dans son intégralité avant d’installer et de faire fonctionner le variateur de vitesse ATV71. L’installation, le réglage, les réparations doivent être effectués par du personnel qualifié. • L’utilisateur est responsable de la conformité avec toutes les normes électriques internationales et nationales en vigueur concernant la mise à la terre de protection de tous les appareils. • De nombreuses pièces de ce variateur de vitesse, y compris les cartes de circuit imprimé fonctionnent à la tension du réseau. NE LES TOUCHEZ PAS. N’utilisez que des outils dotés d’une isolation électrique. • Ne touchez pas les composants non blindés ou les vis des borniers si l’appareil est sous tension. • Ne court-circuitez pas les bornes PA/+ et PC/- ou les condensateurs du bus DC. • Installez et fermez tous les couvercles avant de mettre le variateur sous tension. • Avant tout entretien ou réparation sur le variateur de vitesse - coupez l’alimentation. - placez une étiquette "NE METTEZ PAS SOUS TENSION" sur le disjoncteur ou le sectionneur du variateur de vitesse. - Verrouillez le disjoncteur ou le sectionneur en position ouverte. • Avant d’intervenir sur le variateur de vitesse, coupez son alimentation y compris l’alimentation de contrôle externe si elle est utilisée. ATTENDRE 15 MINUTES pour permettre aux condensateurs du bus DC de se décharger. Suivez ensuite la procédure de mesure de tension du bus DC indiquée dans le guide d’installation pour vérifier si la tension continue est inférieure à 45 V. Le voyant du variateur de vitesse n’est pas un indicateur précis de l’absence de tension du bus DC. L’électrisation entraînera la mort ou des blessures graves ATTENTION APPAREIL ENDOMMAGE N’installez pas et ne faites pas fonctionner le variateur s’il semble être endommagé. Si cette précaution n’est pas respectée, cela peut entraîner des dommages matériels. 1755874 11/2010 3 2. Structure documentaire Les documents techniques suivants relatifs à l’Altivar 71 sont disponibles sur le site internet www.schneider-electric.com. b Guide d'installation Ce guide décrit : • le montage, • le raccordement du variateur. b Guide de programmation Ce guide décrit : • les fonctions, • les paramètres, • l'utilisation du terminal du variateur (terminal intégré et terminal graphique). b Guide des paramètres de communication Ce guide décrit : • les paramètres du variateur avec les éléments spécifiques (adresses, formats...) pour une utilisation à travers un bus ou un réseau de communication, • les modes de marche spécifiques à la communication (graphe d'état), • l'interaction entre la communication et la commande locale. b Guides Modbus®, CANopen®, Ethernet®, Profibus®, INTERBUS, Uni-Telway, DeviceNet™, Modbus® Plus, Fipio ... Ces guides décrivent : • le raccordement au bus ou réseau, • la configuration des paramètres spécifiques à la communication par le terminal intégré ou le terminal graphique, • le diagnostic, • la mise en œuvre logicielle, • les services de communication du protocole. b Guide de migration Altivar 58/58F Ce guide détaille les différences entre l'Altivar 71 et l'Altivar 58/58F. Il explique les dispositions à prendre pour remplacer un Altivar 58 ou 58F, y compris pour les variateurs communiquant sur un bus ou un réseau. 4 1755874 11/2010 3. Introduction 3. 1. Présentation La carte de communication (référence : VW3 A8 303) permet de raccorder un variateur Altivar 71 à un bus Uni-Telway ou Modbus. Le présent guide décrit uniquement l’utilisation du protocole Modbus. Pour Uni-Telway, consultez le guide du protocole Uni-Telway. Les échanges de données permettent d’accéder à toutes les fonctions de l’Altivar 71 : • la configuration, • le réglage, • la commande et le contrôle, • la surveillance, • le diagnostic. La carte est équipée d’un connecteur femelle 9 contacts pour la connexion au bus Modbus. Les câbles, les cordons et les accessoires de raccordement doivent être commandés séparément. L’adresse du variateur doit être configurée par les commutateurs de la carte. Le terminal graphique ou le terminal intégré du variateur offrent de nombreuses fonctions de diagnostic de la communication. Nota : La carte Modbus du variateur supporte des services complémentaires aux ports intégrés du variateur : - RS485 2 fils et 4 fils, - choix de la polarisation de ligne, - modes RTU et ASCII, - sous-code de diagnostic plus nombreux, - fonctions Modbus plus nombreuses (04 : Read Input Registers et 11 : Get Comm Event Counter). 3. 2. Notations Affichages sur le terminal du variateur. Les menus du terminal graphique sont notés entre crochets. Exemple : [1.9 COMMUNICATION]. Les menus du terminal 7 segments intégré sont notés entre parenthèses. Exemple : (COM-). Les désignations des paramètres affichés sur le terminal graphique sont notées entre crochets. Exemple : [Vitesse de repli] Les codes des paramètres affichés sur le terminal 7 segments intégré sont notés entre parenthèses. Exemple : (LFF). Formats Les valeurs en hexadécimal sont notées : 16#, les valeurs en binaire sont notées : 2#. Abréviations PF : poids forts. Pf : poids faibles. 1755874 11/2010 5 4. Mise en œuvre matérielle 4. 1. Réception S'assurer que la référence de la carte inscrite sur l'étiquette est conforme au bordereau de livraison correspondant au bon de commande. Ouvrir l'emballage, et vérifier que la carte option n'a pas été endommagée pendant le transport. 4. 2. Description matérielle Voyants de signalisation Connecteur SUB-D femelle 9 contacts Commutateurs de polarisation Commutateurs d’adresse 4. 3. Montage de la carte dans le variateur Voir le guide d’installation. 6 1755874 11/2010 4. Mise en œuvre matérielle 4. 4. Codage des commutateurs b Choix de la polarisation Réglage normal pour un bus Modbus : • Pas de polarisation au niveau du variateur. Réglage spécial (voir le chapitre "Réalisation d’un bus Modbus avec des appareils non standards page 44 : • Polarisation de la ligne RS485 à 4,7 kΩ au niveau du variateur. b Codage de l'adresse Les commutateurs d’adresse servent à coder l’adresse (1 à 247) du variateur sur le bus. Les commutateurs doivent être manœuvrés, variateur hors tension. La correspondance entre la valeur et la position du commutateur est : • 0 = OFF = commutateur en haut, • 1 = ON = commutateur en bas. L’adresse est codée en binaire. Exemples : Adresse 11 = 2#0000 1011 Adresse 34 = 2#0010 0010 1755874 11/2010 7 4. Mise en œuvre matérielle Le tableau suivant indique les positions des 8 commutateurs pour l'ensemble des adresses configurables : Adresse Commutateurs 1234 5678 0 0000 0000 001 0000 0001 002 0000 0010 003 0000 0011 004 0000 0100 005 0000 0101 006 0000 0110 007 0000 0111 008 0000 1000 009 0000 1001 010 0000 1010 011 0000 1011 012 0000 1100 013 0000 1101 014 0000 1110 015 0000 1111 016 0001 0000 017 0001 0001 018 0001 0010 019 0001 0011 020 0001 0100 021 0001 0101 022 0001 0110 023 0001 0111 024 0001 1000 025 0001 1001 026 0001 1010 027 0001 1011 028 0001 1100 029 0001 1101 030 0001 1110 031 0001 1111 032 0010 0000 033 0010 0001 034 0010 0010 035 0010 0011 036 0010 0100 037 0010 0101 038 0010 0110 039 0010 0111 040 0010 1000 041 0010 1001 042 0010 1010 043 0010 1011 044 0010 1100 045 0010 1101 046 0010 1110 047 0010 1111 048 0011 0000 049 0011 0001 050 0011 0010 051 0011 0011 Adresse Commutateurs 1234 5678 052 0011 0100 053 0011 0101 054 0011 0110 055 0011 0111 056 0011 1000 057 0011 1001 058 0011 1010 059 0011 1011 060 0011 1100 061 0011 1101 062 0011 1110 063 0011 1111 064 0100 0000 065 0100 0001 066 0100 0010 067 0100 0011 068 0100 0100 069 0100 0101 070 0100 0110 071 0100 0111 072 0100 1000 073 0100 1001 074 0100 1010 075 0100 1011 076 0100 1100 077 0100 1101 078 0100 1110 079 0100 1111 080 0101 0000 081 0101 0001 082 0101 0010 083 0101 0011 084 0101 0100 085 0101 0101 086 0101 0110 087 0101 0111 088 0101 1000 089 0101 1001 090 0101 1010 091 0101 1011 092 0101 1100 093 0101 1101 094 0101 1110 095 0101 1111 096 0110 0000 097 0110 0001 098 0110 0010 099 0110 0011 100 0110 0100 101 0110 0101 102 0110 0110 103 0110 0111 Adresse Commutateurs 1234 5678 104 0110 1000 105 0110 1001 106 0110 1010 107 0110 1011 108 0110 1100 109 0110 1101 110 0110 1110 111 0110 1111 112 0111 0000 113 0111 0001 114 0111 0010 115 0111 0011 116 0111 0100 117 0111 0101 118 0111 0110 119 0111 0111 120 0111 1000 121 0111 1001 122 0111 1010 123 0111 1011 124 0111 1100 125 0111 1101 126 0111 1110 127 0111 1111 128 1000 0000 129 1000 0001 130 1000 0010 131 1000 0011 132 1000 0100 133 1000 0101 134 1000 0110 135 1000 0111 136 1000 1000 137 1000 1001 138 1000 1010 139 1000 1011 140 1000 1100 141 1000 1101 142 1000 1110 143 1000 1111 144 1001 0000 145 1001 0001 146 1001 0010 147 1001 0011 148 1001 0100 149 1001 0101 150 1001 0110 151 1001 0111 152 1001 1000 153 1001 1001 154 1001 1010 155 1001 1011 Adresse Commutateurs 1234 5678 156 1001 1100 157 1001 1101 158 1001 1110 159 1001 1111 160 1010 0000 161 1010 0001 162 1010 0010 163 1010 0011 164 1010 0100 165 1010 0101 166 1010 0110 167 1010 0111 168 1010 1000 169 1010 1001 170 1010 1010 171 1010 1011 172 1010 1100 173 1010 1101 174 1010 1110 175 1010 1111 176 1011 0000 177 1011 0001 178 1011 0010 179 1011 0011 180 1011 0100 181 1011 0101 182 1011 0110 183 1011 0111 184 1011 1000 185 1011 1001 186 1011 1010 187 1011 1011 188 1011 1100 189 1011 1101 190 1011 1110 191 1011 1111 192 1100 0000 193 1100 0001 194 1100 0010 195 1100 0011 196 1100 0100 197 1100 0101 198 1100 0110 199 1100 0111 200 1100 1000 201 1100 1001 202 1100 1010 203 1100 1011 204 1100 1100 205 1100 1101 206 1100 1110 207 1100 1111 Adresse Commutateurs 1234 5678 208 1101 0000 209 1101 0001 210 1101 0010 211 1101 0011 212 1101 0100 213 1101 0101 214 1101 0110 215 1101 0111 216 1101 1000 217 1101 1001 218 1101 1010 219 1101 1011 220 1101 1100 221 1101 1101 222 1101 1110 223 1101 1111 224 1110 0000 225 1110 0001 226 1110 0010 227 1110 0011 228 1110 0100 229 1110 0101 230 1110 0110 231 1110 0111 232 1110 1000 233 1110 1001 234 1110 1010 235 1110 1011 236 1110 1100 237 1110 1101 238 1110 1110 239 1110 1111 240 1111 0000 241 1111 0001 242 1111 0010 243 1111 0011 244 1111 0100 245 1111 0101 246 1111 0110 1111 0111 1111 1000 1111 1001 1111 1010 247 1111 1011 1111 1100 1111 1101 1111 1110 1111 1111 Nota : L'adresse 0 n'est pas valide. 8 1755874 11/2010 5. Raccordement au bus 5. 1. Recommandations de câblage • Utiliser les câbles, les cordons et les accessoires de câblage proposés par Schneider-Electric qui assurent une bonne qualité de transmission (impédance adaptée, immunité, raccordement des blindages ...). • Eloigner le câble Modbus des câbles de puissance (30 cm au minimum). • Effectuer les croisements du câble Modbus et des câbles de puissance à angle droit. • Raccorder le blindage du câble du bus aussi souvent que possible à la terre de protection, par exemple, à la masse de chaque équipement si cette masse est mise à la terre de protection. • Adapter la ligne à ses deux extrémités avec des terminaisons de ligne. • Veiller à une polarisation correcte de la ligne. • Mettre la polarité commune (Signal "Common") à la terre de protection en au moins un point du bus. Pour plus d'informations consultez le guide TSX DG KBL F : "Compatibilité électromagnétique des réseaux et bus de terrain industriels". 5. 2. Standard Modbus RS485 Les caractéristiques et les accessoires mentionnés dans le présent chapitre "5. Raccordement au bus" concernent Modbus standard. D’autres schémas RS485 non conformes à Modbus sont possibles, pour plus d’informations, consultez les annexes. Les appareils Schneider-Electric de dernière génération sont conformes à Modbus (RS485 2 fils). Principales caractéristiques : Longueur maximum du bus Nombre maximum de stations 1755874 11/2010 1000 m à 19 200 bit/s 32 stations soit 31 esclaves (sans répéteur) 9 5. Raccordement au bus 5. 3. Raccordement par système de câblage RJ45 1. Maître (automate, PC ou coupleur de communication). 2. Cordon dépendant du type de maître (voir tableau). 1 3 2 3. Répartiteur LU9 GC3. 3 4. Cordon de dérivation VW3 A58 306 Rpp. 5 4 4 5. Adaptations de fin de ligne VW3 A8 306 RC. 4 4 6. Câble Modbus TSX CSAp00. 6 ATV 71 b Accessoires de raccordement Désignation Répartiteur Modbus 10 connecteurs de type RJ45 et 1 bornier à vis Tés de dérivation Modbus Avec câble intégré de 0,3 m Repère Référence 3 LU9 GC3 VW3 A8 306 TF03 Avec câble intégré de 1 m Adaptations de fin de ligne Pour connecteur RJ45 VW3 A8 306 TF10 R = 120 Ω, C = 1 nF 5 VW3 A8 306 RC R = 150 Ω (spécifique "Schéma Jbus" page 43) 5 VW3 A8 306 R b Cordons et câbles de raccordement Désignation Longueur m Connecteurs Repère Référence Cordons pour bus Modbus 1 1 connecteur de type RJ45 et 1 connecteur de type SUB-D mâle 9 contacts 4 VW3 A58 306 R10 3 1 connecteur de type RJ45 et 1 connecteur de type SUB-D mâle 9 contacts 4 VW3 A58 306 R30 3 1 connecteur de type RJ45 et 1 extrémité dénudée VW3 A8 306 D30 0,3 2 connecteurs de type RJ45 VW3 A8 306 R03 1 2 connecteurs de type RJ45 VW3 A8 306 R10 3 2 connecteurs de type RJ45 VW3 A8 306 R30 100 Livrés sans connecteur 6 TSX CSA 100 200 Livrés sans connecteur 6 TSX CSA 200 500 Livrés sans connecteur 6 TSX CSA 500 Câbles double paire torsadée blindée RS 485 10 1755874 11/2010 5. Raccordement au bus b Cordons de raccordement pour le maître Type de maître Interface du maître Description Référence Automate type Twido Adaptateur ou module interface RS485 mini-DIN Cordon de 3 m équipé d'un connecteur mini-DIN et d'un connecteur RJ45 TWD XCA RJ030 Adaptateur ou module interface RS485 bornes à vis Cordon de 3 m équipé d'un connecteur RJ45 et dénudé à l'autre extrémité VW3 A8 306 D30 Prise terminal RS485 mini-DIN Cordon de 3 m équipé d'un connecteur mini-DIN et d'un connecteur RJ45 TWD XCA RJ030 Carte PCMCIA (TSX SCP114) Cordon dénudé TSX SCP CM 4030 Module TSX SCY 11601 ou TSX SCY 21601 (prise SUB-D 25) Cordon équipé d'un connecteur SUB-D 25 et dénudé à l'autre extrémité (pour raccordement sur les bornes à vis du répartiteur LU9GC3) TSX SCY CM 6030 Carte PCMCIA (TSX SCP114) Cordon dénudé TSX SCP CM 4030 Bridge Ethernet (174 CEV 300 20) RS485 bornes à vis Cordon de 3 m équipé d'un connecteur RJ45 et dénudé à l'autre extrémité VW3 A8 306 D30 Passerelle Profibus DP (LA9P307) RS485 RJ45 Cordon de 1m équipé de 2 connecteurs RJ45 VW3 P07 306 R10 Passerelle Fipio (LUFP1) ou Profibus DP (LUFP7) ou DeviceNet (LUFP9) RS485 RJ45 Cordon de 0,3 m équipé de 2 connecteurs RJ45 ou Cordon de 1 m équipé de 2 connecteurs RJ45 ou Cordon de 3 m équipé de 2 connecteurs RJ45 VW3 A8 306 R03 ou VW3 A8 306 R10 ou VW3 A8 306 R30 PC port série PC port série RS232 SUB-D 9 mâle Convertisseur RS232 / RS485 et Cordon de 3 m équipé d'un connecteur RJ45 et dénudé à l'autre extrémité (pour raccordement sur les bornes à vis du répartiteur LU9GC3) TSX SCA 72 et VW3 A8 306 D30 Automate type TSX Micro Automate type TSX Premium 1755874 11/2010 11 5. Raccordement au bus 5. 4. Raccordement par boîtiers de dérivation 1. Maître (automate, PC ou coupleur de communication) 2. Cordon Modbus dépendant du type de maître (voir tableau) 1 2 3. Câble Modbus TSX CSAp00 4 3 6 4 4. Prise abonnés TSX SCA 62 6 5. Câble de dérivation Modbus VW3 A8 306 2 ATV 71 b Accessoires de raccordement Désignation Repère Référence Prise abonnés 2 connecteurs femelle de type SUB-D 15 contacts, 2 borniers à vis, et adaptation de fin de ligne RC, à relier avec le câble VW3 A8 306 ou VW3 A8 306 D30 4 TSX SCA 62 b Cordons et câbles de raccordement Désignation Longueur m Connecteurs Repère Référence Cordons pour bus Modbus 3 1 connecteur de type SUB-D 9 contacts et 1 connecteur mâle de type SUB-D 15 contacts pour TSX SCA 62 6 VW3 A8 306 2 Câbles double paire torsadée blindée RS 485 100 Livrés sans connecteur 3 TSX CSA 100 200 Livrés sans connecteur 3 TSX CSA 200 500 Livrés sans connecteur 3 TSX CSA 500 12 1755874 11/2010 5. Raccordement au bus b Cordons de raccordement pour le maître Type de maître Interface du maître Description Référence Automate type Twido Adaptateur ou module interface RS485 bornes à vis Câble Modbus TSX CSA100 ou TSX CSA200 ou TSX CSA500 Automate type TSX Micro Prise terminal RS485 mini-DIN Boîtier de dérivation TSX P ACC 01 Carte PCMCIA (TSX SCP114) Cordon équipé d'un connecteur spécifique et dénudé à l'autre extrémité TSX SCP CM 4030 Module TSX SCY 11601 ou TSX SCY 21601 (prise SUB-D 25) Cordon équipé d'un connecteur SUB-D 25 et dénudé à l'autre extrémité TSX SCY CM 6030 Carte PCMCIA (TSX SCP114) Cordon équipé d'un connecteur spécifique et dénudé à l'autre extrémité TSX SCP CM 4030 Bridge Ethernet (174 CEV 300 10) RS485 bornes à vis Câble Modbus TSX CSA100 ou TSX CSA200 ou TSX CSA500 Passerelle Profibus DP (LA9P307) RS485 RJ45 Cordon de 3 m équipé d'un connecteur RJ45 et dénudé à l'autre extrémité VW3 A8 306 D30 Passerelle Fipio (LUFP1) ou Profibus DP (LUFP7) ou DeviceNet (LUFP9) RS485 RJ45 Cordon de 3 m équipé d'un connecteur RJ45 et dénudé à l'autre extrémité VW3 A8 306 D30 PC port série PC port série RS232 SUB-D 9 mâle Convertisseur RS232 / RS485 et Câble Modbus TSX SCA 72 et TSX CSA100 ou TSX CSA200 ou TSX CSA500 Automate type TSX Premium 1755874 11/2010 13 6. Configuration 6. 1. Paramètres de communication Dans le menu [1.9-COMMUNICATION] (COM-), sous-menu [Uni-Telway/Modbus] (UtL-), configurer les paramètres : [Protocole] (PrO), [Bit rate] (bdr) et [Format] (FOr). La modification de ces paramètres n’est possible que moteur à l’arrêt. Elle n’est prise en compte par le variateur qu’après une coupure de tension. Paramètre Valeurs possibles [Protocole] Uni-Telway (PrO) Modbus/RTU Modbus/ASCII [Adresse] 0 à 247 (AdrC) [Bit rate] 4800 bit/s (Bdr) 9600 bit/s 19200 bit/s [Format] En mode RTU uniquement : (FOr) 8 bits de données, parité impaire, 1 bit de stop 8 bits de données, parité paire, 1 bit de stop 8 bits de données, sans parité, 1 bit de stop 8 bits de données, sans parité, 2 bits de stop En modes RTU et ASCII : 7 bits de données, parité impaire, 1 bit de stop 7 bits de données, parité paire, 1 bit de stop 7 bits de données, parité impaire, 2 bits de stop 7 bits de données, parité paire, 2 bits de stop 14 Affichage sur terminal [UNI-TELWAY] (UtE) [Modbus RTU] (rtU) [Modbus ASCII] (ASC) [0] (0) à [247] (247) Valeur par défaut [UNI-TELWAY] (UtE) [4800 Bd] (4 8) [9600 Bd] (9 6) [19200 Bd] (19 2) [19200 Bd] (19 2) Valeur lue sur les commutateurs d’adresse [8-O-1] (8o1) [8-O-1] (8o1) [8-E-1] (8E1) [8-N-1] (8n1) [8-N-2] (8n2) [7-O-1] (7o1) [7-E-1] (7E1) [7-O-2] (7o2) [7-E-2] (7E2) 1755874 11/2010 6. Configuration 6. 2. Contrôle - commande De nombreuses configurations sont possibles, consulter le guide de programmation et le guide des paramètres. Les configurations suivantes sont des exemples possibles. b Pilotage par Modbus en Profil I/O La commande et la consigne proviennent de Modbus. La commande est en Profil I/O. Configurer les paramètres suivants : Paramètre Valeur Commentaire Profil Profil I/O La commande de marche est simplement obtenue par le bit 0 du mot de commande. Configuration consigne 1 Carte réseau La consigne vient de Modbus. Configuration commande 1 Carte réseau La commande vient de Modbus. Configuration par le terminal graphique ou par le terminal intégré : Menu Paramètre Valeur [1.6 - COMMANDE] (CtL-) [Profil] (CHCF) [Profil I/O] (IO) [Canal réf. 1] (Fr1) [Carte com.] (nEt) [Canal cde 1] (Cd1) [Carte com.] (nEt) b Pilotage par Modbus ou par le bornier en Profil I/O La commande et la consigne proviennent toutes les deux de Modbus ou du bornier. L'entrée LI5 au bornier permet de commuter entre Modbus et le bornier. La commande est en Profil I/O. Configurer les paramètres suivants : Paramètre Valeur Commentaire Profil Profil I/O La commande de marche est simplement obtenue par le bit 0 du mot de commande. Configuration consigne 1 Carte réseau La consigne 1 vient de Modbus. Configuration consigne 1B Entrée analogique 1 du bornier La consigne 1B vient de l'entrée AI1 du bornier. Commutation de consigne Entrée LI5 Configuration commande 1 Carte réseau La commande 1 vient de Modbus. Configuration commande 2 Bornier La commande 2 vient du bornier. Commutation de commande Entrée LI5 L'entrée LI5 commute la commande. L'entrée LI5 commute la consigne (1 ↔ 1B). Nota : La consigne 1B est directement connectée sur la limitation de consigne du variateur. En cas de commutation, les fonctions qui agissent sur la consigne (sommatrice, PID …) sont inhibées. Configuration par le terminal graphique ou par le terminal intégré : Menu Paramètre Valeur [1.6 - COMMANDE] (CtL-) [Profil] (CHCF) [Profil I/O] (IO) [Canal réf. 1] (Fr1) [Carte com.] (nEt) [Canal cde 1] (Cd1) [Carte com.] (nEt) [Canal cde 2] (Cd2) [Borniers] (tEr) [Commutation cmd] (CCS) [LI5] (LI5) [Canal réf. 1B] (Fr1b) [Réf. AI1] (AI1) [Commut. réf. 1B] (rCb) [LI5] (LI5) [1.7 FONCTION d'APPLI] (FUn-) [COMMUTATION REF] 1755874 11/2010 15 6. Configuration b Pilotage par Modbus en profil Drivecom La commande et la consigne proviennent de Modbus. La commande est en profil Drivecom. Configurer les paramètres suivants : Paramètre Valeur Commentaire Profil Profil Drivecom non séparé Les commandes de marche suivent le profil Drivecom, commande et consigne viennent du même canal. Configuration consigne 1 Carte réseau La commande vient de Modbus. Configuration par le terminal graphique ou par le terminal intégré : Menu [1.6 - COMMANDE] (CtL-) Paramètre Valeur [Profil] (CHCF) [Non séparé] (SIM) (réglage usine) [Canal réf. 1] (Fr1) [Carte com.] (nEt) b Pilotage par Modbus ou le bornier en profil Drivecom La commande et la consigne proviennent toutes les deux de Modbus ou du bornier. L'entrée LI5 au bornier permet de commuter entre Modbus et le bornier. La commande est en profil Drivecom. Configurer les paramètres suivants : Paramètre Valeur Commentaire Profil Profil Drivecom non séparé Les commandes de marche suivent le profil Drivecom, commande et consigne viennent du même canal Configuration consigne 1 Carte réseau La consigne 1 vient de Modbus. Configuration consigne 2 Entrée analogique 1 du bornier La consigne 2 vient de l'entrée AI1 du bornier. Commutation de consigne Entrée LI5 L'entrée LI5 commute la consigne (1 ↔ 2) et la commande. Attention : La consigne 2 est directement connectée sur la limitation de consigne du variateur. En cas de commutation, les fonctions qui agissent sur la consigne (sommatrice, PID …) sont inhibées. Configuration par le terminal graphique ou par le terminal intégré : Menu Paramètre Valeur [1.6 - COMMANDE] (CtL-) [Profil] (CHCF) [Non séparé] (SIM) [Canal réf. 1] (Fr1) [Carte com.] (nEt) [Canal réf. 2] (Fr2) [Réf. AI1] (AI1) [Commut. réf. 2] (rFC) [LI5] (LI5) 16 1755874 11/2010 6. Configuration b Commande en profil Drivecom par Modbus et commutation de la consigne au bornier La commande provient de Modbus. La consigne provient soit de Modbus soit du bornier. L'entrée LI5 au bornier permet de commuter la consigne entre Modbus et le bornier. La commande est en profil Drivecom. Configurer les paramètres suivants : Paramètre Valeur Commentaire Profil Profil Drivecom séparé Les commandes de marche suivent le profil Drivecom, commande et consigne peuvent venir de différents canaux Configuration consigne 1 Carte réseau La consigne 1 vient de Modbus. Configuration consigne 1B Entrée analogique 1 du bornier La consigne 1B vient de l'entrée AI1 du bornier. Commutation de consigne Entrée LI5 L'entrée LI5 commute la consigne (1 ↔ 1B). Configuration commande 1 Carte réseau La commande 1 vient de Modbus. Commutation de commande Canal 1 Le canal 1 est le canal de commande. Nota : La consigne 1B est directement connectée sur la limitation de consigne du variateur. En cas de commutation, les fonctions qui agissent sur la consigne (sommatrice, PID …) sont inhibées. Configuration par le terminal graphique ou par le terminal intégré : Menu Paramètre Valeur [1.6 - COMMANDE] (CtL-) [Profil] (CHCF) [Séparés] (SEP) [Canal réf. 1] (Fr1) [Carte com.] (nEt) [Canal cde 1] (Cd1) [Carte com.] (nEt) [Commutation cmd] (CCS) [Canal 1 act] (Cd1) [1.7 FONCTION d'APPLI] (FUn-) [COMMUTATION REF] 1755874 11/2010 [Canal réf. 1B] (Fr1b) [Réf. AI1] (AI1) [Commut. réf. 1B] (rCb) [LI5] (LI5) 17 6. Configuration 6. 3. Scanner de communication Le scanner de communication permet de regrouper les paramètres utiles à l'application dans 2 tableaux de mots consécutifs pour effectuer une transaction de lecture unique et une transaction d'écriture unique. Il est même possible de n'effectuer qu'une seule transaction par la fonction "Read/Write Multiple Registers" (23 = 16#17). Les 8 variables de sortie sont affectées grâce aux 8 paramètres [Adr. Scan. Outp] (nCAp). Leur configuration par le terminal graphique est accessible via le menu [1.9 - COMMUNICATION] (COM-), sous-menu [SCANNER COM. SORTIE] (OCS-). Les 8 variables d'entrée sont affectées grâce aux 8 paramètres [Adr. Scan. Inp] (nMAp). Leur configuration par le terminal graphique est accessible via le menu [1.9 - COMMUNICATION] (COM-), sous-menu [SCANNER COM ENTREE] (ICS-). Saisir l’adresse logique du paramètre (voir le guide des paramètres). Si un paramètre [Adr. Scan. Outp] (nCAp) ou [Adr. Scan. Inp] (nMAp) est égal à zéro, la variable correspondante n’est pas utilisée par le variateur. Ces 16 paramètres d’affectation sont décrits dans les tableaux suivants : Nom du paramètre de configuration Affectation par défaut de la variable de sortie [Adr. Scan. Out1] (nCA1) Mot de commande (CMd) [Adr. Scan. Out2] (nCA2) Consigne de vitesse (LFrd) [Adr. Scan. Out3] (nCA3) Inutilisée [Adr. Scan. Out4] (nCA4) Inutilisée [Adr. Scan. Out5] (nCA5) Inutilisée [Adr. Scan. Out6] (nCA6) Inutilisée [Adr. Scan. Out7] (nCA7) Inutilisée [Adr. Scan. Out8] (nCA8) Inutilisée Nom du paramètre de configuration Affectation par défaut de la variable d’entrée [Adr. Scan. In1] (nMA1) Mot d'état (EtA) [Adr. Scan. In2] (nMA2) Vitesse de sortie (rFrd) [Adr. Scan. In3] (nMA3) Inutilisée [Adr. Scan. In4] (nMA4) Inutilisée [Adr. Scan. In5] (nMA5) Inutilisée [Adr. Scan. In6] (nMA6) Inutilisée [Adr. Scan. In7] (nMA7) Inutilisée [Adr. Scan. In8] (nMA8) Inutilisée Exemple de configuration par le terminal graphique : RDY NET +0.00Hz 0A RDY SCANNER COM. ENTREE NET +0.00Hz 0A SCANNER COM. SORTIE Adr. Scan. In1 : 3201 Adr. Scan. Out1 : 8501 Adr. Scan. In2 : 8604 Adr. Scan. Out2 : 8602 Adr. Scan. In3 : 0 Adr. Scan. Out3 : 0 Adr. Scan. In4 : 0 Adr. Scan. Out4 : 0 Adr. Scan. In5 : 0 Adr. Scan. Out5 : Code Quick Code 0 Quick Adr. Scan. In6 : 0 Adr. Scan. Out6 : 0 Adr. Scan. In7 : 0 Adr. Scan. Out7 : 0 Adr. Scan. In8 : 0 Adr. Scan. Out8 : 0 Nota : Toute modification effectuée sur les paramètres [Adr. Scan. Outp] (nCAp) ou [Adr. Scan. Inp] (nMAp) doit être faite moteur à l'arrêt. Le programme de l'automate maître devra être mis à jour pour tenir compte de cette modification. 18 1755874 11/2010 6. Configuration 6. 4. Défauts de communication Si la carte Modbus ne reçoit pas de requête Modbus à son adresse pendant un temps prédéfini (time out), un défaut Modbus est déclenché. Tout type de requête Modbus est pris en compte (écriture, lecture ...). Le "time out" est fixé à 10 s (non modifiable). Il est possible de configurer le comportement du variateur lors d'un défaut de communication Modbus. RDY NET +0.00Hz 0A GESTION DEFAUT COM. La configuration est possible via le terminal graphique ou le terminal intégré, depuis le menu [1.8 - GESTION DEFAUTS] (FLt-), sous-menu [GESTION DEFAUT COM.] (CLL-) par le paramètre [Gest. déf. Network] (CLL). Gest. déf. Network : Roue libre Gest. déf. CANopen : Roue libre Gestion déf. Mdb : Roue libre Code Quick Les valeurs du paramètre [Gest. déf. Network] (CLL) qui déclenchent un défaut variateur [Réseau com.] (CnF) sont : Valeur Signification [Roue libre] (YES) Arrêt en roue libre (réglage usine). [arrêt rampe] (rMP) Arrêt sur rampe. [Arrêt rapide] (FSt) Arrêt rapide. [Injection DC] (dCI) Arrêt par injection de courant continu. Les valeurs du paramètre [Gest. déf. Network] (CLL) qui ne déclenchent pas de défaut variateur sont : Valeur Signification [Déf. ignoré] (nO) Défaut ignoré. [Selon STT] (Stt) Arrêt selon la configuration de [Type d'arrêt] (Stt). [Vit.repli] (LFF) Passage à la vitesse de repli, conservée tant que le défaut est présent et que l'ordre de marche n'est pas supprimé. [Maintien vit] (rLS) Le variateur conserve la vitesse en cours au moment du défaut, tant que le défaut est présent et que l'ordre de marche n'est pas supprimé. La vitesse de repli peut être configurée dans le menu [1.8 - GESTION DEFAUTS] (FLt-) par le paramètre [Vitesse de repli] (LFF). 1755874 11/2010 19 6. Configuration 6. 5. Paramètres surveillés Il est possible de sélectionner jusqu'à 4 paramètres pour afficher leur valeur dans le menu [1.2 - SURVEILLANCE], sous-menu [IMAGE COM.] du terminal graphique. La sélection s'effectue via le menu [6 - ECRAN SURVEILLANCE], sous-menu [6.3 - CONFIG. IMAGE COM.]. Chaque paramètre [SELECT. MOT 1] ... [SELECT. MOT 4] permet de choisir l'adresse logique du paramètre. Une adresse nulle permet de désactiver la fonction. Dans l'exemple donné ici, les mots surveillés sont : • Paramètre 1 = Courant moteur (LCr) : adresse logique 3204; format décimal signé, • Paramètre 2 = Couple moteur (Otr) : adresse logique 3205; format décimal signé, • Paramètre 3 = Dernier défaut apparu (LFt) : adresse logique 7121; format hexadécimal,· • Paramètre désactivé : adresse 0; format par défaut : format hexadécimal. RDY NET +0.00Hz 0A 6.3 CONFIG. COMM. MAP. SELECT. MOT 1 : 3204 FORMAT 1 : Signé SELECT. MOT 2 : 3205 FORMAT 2 : Signé SELECT. MOT 3 : 7121 Code Quick FORMAT 3 : Hexa SELECT. MOT 4 : 0 FORMAT 4 : Hexa Pour chaque mot surveillé, il est possible de lui affecter l'un des trois formats d'affichage suivants : Format Plage Affichage sur le terminal Hexadécimal 0000 ... FFFF [Hexa] Décimal signé -32 767 ... 32 767 [Signé] Décimal non signé 0 ... 65 535 [Non signé] 20 1755874 11/2010 7. Diagnostic 7. 1. Contrôle de l’adresse A l’aide du terminal graphique ou du terminal intégré, contrôler l’adresse qui a été codée sur les commutateurs dans le menu [1.9 COMMUNICATION] (COM-), sous-menu [Uni-Telway / Modbus] (UtL-), paramètre [Adresse] (AdrC). Ce paramètre ne peut pas être modifié. 7. 2. Voyants lumineux de signalisation La carte Modbus est équipée de 2 voyants de signalisation (DEL), RUN et ERR, visibles au travers du capot du variateur. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 RUN (vert) ERR (rouge) Voyant vert RUN Voyant rouge ERR Eteint Eteint Allumé Allumé Allumé Eteint Eteint Allumé Eteint Clignotant Clignotant Eteint 1755874 11/2010 Signification Variateur hors service ou hors tension Mise en route du variateur Fonctionnement normal Défaut de communication sur le bus Erreur sur un caractère reçu Défaut carte [liaison com. interne] (ILF) Actions correctives Vérifier l’alimentation • Vérifier l’environnement (compatibilité électromagnétique). • Vérifier le câblage. • Vérifier que le maître entretient la communication dans le "time out" (= 10 s). • Vérifier l’environnement (compatibilité électromagnétique). • Vérifier la configuration des paramètres de communication (protocole, vitesse, format). • N’oubliez pas que la configuration des paramètres de communication est prise en compte par le variateur seulement après une coupure de tension. • Vérifier que l’adresse de l’esclave est unique. • Vérifier l’environnement (compatibilité électromagnétique). • Vérifier le connecteur carte/variateur. • Vérifier qu’il n’a pas été installé plus d’une carte de communication. • Vérifier qu’il n’a pas été installé plus de deux cartes option. • Remplacer la carte de communication. • Contrôler ou réparer le variateur. 21 7. Diagnostic 7. 3. Contrôle - commande Sur le terminal graphique uniquement, le menu [1.2 - SURVEILLANCE], sous-menu [IMAGE COM.] permet de visualiser des informations de diagnostic du contrôle - commande entre le variateur et le maître : Canal de commande actif Valeur du mot de commande utilisé pour commander le variateur (en hexadécimal) Canal de consigne actif Valeur de la consigne de fréquence (unité 0,1 Hz) utilisée pour piloter le variateur Valeur du mot d’état (en hexadécimal) Valeur de quatre mots surveillés choisis par l'utilisateur. L'adresse et le format d'affichage de ces paramètres peuvent être configurés dans le menu [6 - ECRAN SURVEILLANCE], sous-menu [6.3 - CONFIG. IMAGE COM.] (voir chapitre "Configuration" page 20). La valeur d'un mot surveillé est égale à "-----" si : - la surveillance n'est pas activée (adresse égale à 0), - le paramètre est protégé, - le paramètre est inconnu (ex. : 3200). RUN NET +50.00Hz 80A IMAGE COM. Canal cmd. : Carte COM Valeur Cmd : 000FHex Canal réf. actif : Carte COM Référence fréq. : 500.0Hz Mot d'état : 8627Hex Code Quick W3204 : 53 W3205 : 725 W7132 : 0000Hex W0 : -----Hex COM. SCANNER IN Scanner de communication Valeur des variables d’entrée COM SCANNER OUT IMAGE MOT CMD. Valeur des variables de sortie IMAGE REF. FREQ. DIAG MODBUS RESEAU Mot de commande venant de Modbus [Cmd. Carte COM.] (CMd3) Consigne de fréquence venant de Modbus [Réf. Carte COM] (LFr3) 22 DIAG MODBUS HMI IMAGE CANopen SCANNER CARTE PROG. 1755874 11/2010 7. Diagnostic 7. 4. Scanner de communication Sur le terminal graphique, dans le menu [1.2 - SURVEILLANCE] (SUP-), sous-menu [IMAGE COM.] (CMM-), - le sous-menu [COM. SCANNER IN] (ISA-) permet de visualiser la valeur des 8 variables d’entrée du scanner de communication [Val Com Scan Inp] (NMp). - le sous-menu [COM. SCANNER OUT] (OSA-) permet de visualiser la valeur des 8 variables de sortie du scanner de communication [Val Com Scan Outp] (NCp). Variable d’entrée n° 1 n° 2 n° 3 n° 4 n° 5 n° 6 n° 7 n° 8 Paramètre du scanner [Val Com Scan In1] (NM1) [Val Com Scan In2] (NM2) [Val Com Scan In3] (NM3) [Val Com Scan In4] (NM4) [Val Com Scan In5] (NM5) [Val Com Scan In6] (NM6) [Val Com Scan In7] (NM7) [Val Com Scan In8] (NM8) Variable de sortie n° 1 n° 2 n° 3 n° 4 n° 5 n° 6 n° 7 n° 8 Paramètre du scanner [Val Com Scan Out1] (NC1) [Val Com Scan Out2] (NC2) [Val Com Scan Out3] (NC3) [Val Com Scan Out4] (NC4) [Val Com Scan Out5] (NC5) [Val Com Scan Out6] (NC6) [Val Com Scan Out7] (NC7) [Val Com Scan Out8] (NC8) La configuration de ces variables est décrite dans le chapitre "Configuration". Exemple de visualisation du scanner de communication sur le terminal graphique : RUN NET +50.00Hz 80A RUN COM. SCANNER IN NET +50.00Hz 80A COM. SCANNER OUT Val Com Scan In1 : 34359 Val Com Scan Out1 : 15 Val Com Scan In2 : 600 Val Com Scan Out2 : 598 Val Com Scan In3 : 0 Val Com Scan Out3 : 0 Val Com Scan In4 : 0 Val Com Scan Out4 : 0 Val Com Scan In5 : 0 Val Com Scan Out5 : 0 Code Quick Code Quick Val Com Scan In6 : 0 Val Com Scan Out6 : 0 Val Com Scan In7 : 0 Val Com Scan Out7 : 0 Val Com Scan In8 : 0 Val Com Scan Out8 : 0 Dans cet exemple, seules sont configurées les deux premières variables (affectation par défaut). [Val Com Scan In1] = [34343] Mot d’état = 34359 = 16#8637 V Etat Drivecom "Operation enabled", marche sens arrière, vitesse atteinte. [Val Com Scan In2] = [600] Vitesse de sortie = 600 V 600 tours/minute [Val Com Scan out1] = [15] Mot de commande = 15 = 16#000F V Commande "Enable operation" (Marche). [Val Com Scan out2] = [598] Consigne de vitesse = 600 V 598 tours/minute 1755874 11/2010 23 7. Diagnostic 7. 5. Défaut de communication Les défauts de communication Modbus sont signalés sur le voyant lumineux rouge ERR de la carte Modbus. Dans la configuration usine, un défaut de communication déclenche un défaut variateur réarmable [Réseau com.] (CnF) et provoque un arrêt roue libre. Il est possible de changer le comportement du variateur en cas de défaut de communication Modbus (voir le paragraphe configuration) : - Défaut variateur [Réseau com.] (CnF) (arrêt roue libre, arrêt sur rampe, arrêt rapide ou freinage par injection DC). - Pas de défaut variateur (arrêt, maintien, repli). La gestion des défauts de communication est décrite en détail dans le guide des paramètres, chapitre "Surveillance de la communication" : • Après l'initialisation (mise sous tension), le variateur vérifie qu'au moins un des paramètres de commande ou de consigne a été écrit une première fois par Modbus. • Ensuite, si un défaut de communication apparaît sur Modbus, le variateur réagit suivant la configuration (défaut, maintien, repli ...). 7. 6. Défaut carte Le défaut [liaison com. interne] (ILF) apparaît lors de problèmes graves : - défaut matériel de la carte Modbus, - défaut de dialogue entre la carte Modbus et le variateur. On ne peut configurer le comportement du variateur sur défaut [liaison com. interne] (ILF), le variateur déclenche en arrêt roue libre. Ce défaut n'est pas réarmable. Deux paramètres de diagnostic permettent d'obtenir une information plus détaillée sur l'origine du défaut [liaison com. interne] (ILF) : - [Déf. liaison interne 1] (ILF1) si le défaut est survenu sur la carte option n°1 (directement montée sur le variateur). - [Déf. liaison interne 2] (ILF2) si le défaut est survenu sur la carte option n°2 (montée sur la carte option n°1). La carte Modbus peut être en position n°1 ou n°2. Les paramètres [Déf. liaison interne 1] (ILF1) et [Déf. liaison interne 2] (ILF2) sont accessibles sur le terminal graphique uniquement, dans le menu [1.10 DIAGNOSTIC] (DGt-), [PLUS INFOS SUR DEFAUT] (AFI-). Valeur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 101 102 103 24 Description des valeurs des paramètres [Déf. liaison interne 1] (ILF1) et [Déf. liaison interne 2] (ILF2) Pas de défaut Perte de communication interne avec le variateur Panne matérielle détectée Erreur dans le checksum de l'EEPROM EEPROM défectueuse Mémoire Flash défectueuse Mémoire RAM défectueuse Mémoire NVRAM défectueuse Entrée analogique défectueuse Sortie analogique défectueuse Entrée logique défectueuse Sortie logique défectueuse Carte inconnue Anomalie d’échange sur le bus interne du variateur Time out sur le bus interne du variateur (500 ms) 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus 8. 1. Principe Le protocole Modbus est un protocole maître - esclave. Il ne peut y avoir sur la ligne qu’un seul appareil en train d’émettre. Le maître gère les échanges et lui seul en a l’initiative. Maître Il interroge successivement chacun des esclaves. Aucun esclave ne peut de lui-même envoyer de message sans y avoir été invité. Le maître réitère la question lors d’un échange erroné et décrète l’esclave interrogé absent après une non-réponse dans un temps enveloppe donné. Si un message n’est pas compris par un esclave, il émet une réponse d’exception au maître. Le maître peut réitérer ou non la requête. Esclave i Esclave j Esclave k Les communications directes d’esclave à esclave ne sont pas possibles. Pour communiquer d’esclave à esclave, il est nécessaire que le logiciel d’application du maître ait été conçu en conséquence : interroger un esclave et renvoyer les données reçues à l’autre esclave. Deux types de dialogue sont possibles entre maître et esclaves : • le maître envoie une requête à un esclave et attend sa réponse, • le maître envoie une requête à l’ensemble des esclaves sans attendre de réponse (principe de la diffusion générale). Nota : Le serveur Modbus de la carte "Controller Inside" n’est pas accessible via carte Modbus. 1755874 11/2010 25 8. Protocole Modbus 8. 2. Modes b Mode RTU La trame Modbus RTU ne comporte ni octet d’en-tête de message, ni octets de fin de message. Sa définition est la suivante : Adresse esclave Code fonction Données CRC16 Les données sont transmises en binaire. CRC16 : paramètre de contrôle polynomial (cyclical redundancy check). La détection de fin de trame est réalisée sur un silence supérieur ou égal à 3,5 caractères. Le format des trames dans le reste du document est donné en mode RTU. b Mode ASCII La trame Modbus ASCII possède la structure suivante : En-tête ":" Adresse esclave Code fonction Données LRC Fin PF Pf "CR" "LF" En-tête : Par défaut, ":" = 16#3A. Deux autres caractères sont possibles : "CR" = 16#0D et "LF" = 16#0A. LRC : Somme hexadécimale modulo 256 de la trame (sauf en-tête et fin) avant codage en ASCII, complémentée à 2. Exemple : Ecriture de la valeur 10 dans le mot d’adresse logique 9001 (16#2329) de l'esclave 2. Requête et réponse identiques : En hexadécimal 3A 30 32 30 36 32 33 32 39 30 30 30 41 41 32 0D 0A 0 2 0 6 2 3 2 9 0 0 0 A A 2 CR LF En ASCII : 26 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus 8. 3. Fonctions Modbus disponibles Le tableau suivant indique les fonctions Modbus gérées par l'Altivar 71 et précise les limites. La définition des fonctions "lecture" et "écriture" s’entend vue du maître. Code Nom Modbus Description 3 = 16#03 Read Holding Registers Lecture de N mots de sortie Diffusion générale NON Taille des données 4 = 16#04 Read Input Registers Lecture de N mots d’entrée NON 6 = 16#06 Write Single Register Ecriture d'un mot de sortie OUI 8 = 16#08 Diagnostics Diagnostic NON 11 = 16#0B Get Comm Event Counter Lecture compteur NON 16 = 16#10 Write Multiple Registers Ecriture de N mots de sortie OUI 61 mots maxi 23 = 16#17 Read/Write Multiple Registers Lecture/écriture de N mots NON 20 / 20 mots maxi 43 = 16#2B Read Device Identification Identification NON 63 mots maxi 63 mots maxi 8. 4. Read Holding / Input Registers (3/4) Les fonctions 3 et 4 donnent accès à tous les registres du variateur qui ne fait pas de distinction entre le type "Holding" ou "Input". Requête : N° esclave 03/04 1 octet 1 octet N° du premier mot Nombre de mots PF PF Pf 2 octets CRC16 Pf Pf 2 octets PF 2 octets Réponse : N° Esclave 03/04 Nombre d’octets lus Valeur premier mot 1 octet 1 octet 1 octet 2 octets PF ------- Valeur dernier mot Pf PF CRC16 Pf Pf 2 octets PF 2 octets Exemple : Lecture des 4 mots d’adresse logique 3 102 à 3 105 (16#0C1E à 16#0C21) de l’esclave 2, à l’aide de la fonction 3, avec : • • • • SFr = Fréquence de découpage = 4 kHz (adresse logique 3 102 = 16#0028) tFr = Fréquence maximale de sortie = 60 Hz (adresse logique 3 103 = 16#0258) HSP = Grande vitesse = 50 Hz (adresse logique 3 104 = 16#01F4) LSP = Petite vitesse = 0 Hz (adresse logique 3 105 = 16#0000) Requête : 02 03 0C1E 0004 276C Réponse : 02 0028 0258 01F4 0000 Valeur de : 03 3 102 3 103 3 104 3 105 Code des paramètres : SFr tFr HSP LSP 1755874 11/2010 08 52B0 27 8. Protocole Modbus 8. 5. Write Single Register (6) Requête et réponse : N° Esclave 06 Numéro du mot 1 octet 1 octet PF Pf Valeur du mot PF 2 octets CRC16 Pf 2 octets Pf PF 2 octets Exemple : Ecriture de la valeur 16#000D dans le mot d’adresse logique 9 001 (16#2329) de l’esclave 2 (ACC = 13 s). Requête et réponse : 02 28 06 2329 000D 9270 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus 8. 6. Diagnostics (8) Requête et réponse : N° esclave 08 1 octet 1 octet Sous code 00 01 03 04 0A 0B 0C 0D 0E Sous-code PF Pf 2 octets Données PF CRC16 Pf PF 2 octets Pf 2 octets Fonction Echo Cette fonction demande à l'esclave de retourner la requête du maître. La taille des données est limitée à 2 octets. Réinitialisation de la voie Cette fonction permet de réinitialiser la communication d'un esclave et en particulier de lui faire quitter le mode écoute seule (LOM). Changement délimiteur ASCII En mode ASCII, les messages sont délimités par le caractère line feed (LF = H'0A). Cette fonction permet de changer ce caractère. Passage en mode LOM Cette fonction permet de forcer un esclave à passer en écoute seule (LOM). Dans ce mode, l'esclave ne traite pas les messages qui lui sont adressés et n'émet jamais de réponse à l'exception de la réinitialisation de la voie. Remise à zéro des compteurs Cette fonction effectue la remise à zéro de tous les compteurs de surveillance des échanges de l'esclave. Lecture du compteur de messages corrects vus sur la ligne sans erreur de checksum Lecture du compteur de messages incorrects vus sur la ligne avec erreur de checksum Lecture du compteur de réponses d'exception émis par l'esclave Données de la requête XX YY Données de la réponse XX YY 16#00 00 ou 16#FF 00 XX 00 XX = nouveau délimiteur 16#00 00 ou 16#FF 00 XX 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Valeur du compteur Valeur du compteur Valeur du compteur Valeur du compteur Valeur du compteur 00 00 00 00 00 00 00 00 Valeur du compteur 00 00 00 00 Lecture du compteur de messages adressés à l'esclave sauf en diffusion quelle que soit leur nature Lecture du compteur de messages en diffusion vus sur la ligne quelle que soit leur nature Lecture du compteur de réponses d'exception NAK La valeur lue est toujours 0. Lecture du compteur de réponses de l'esclave non prêt. La valeur lue est toujours 0. Lecture du compteur de message reçus avec longueur excessive (character overrun) 0F 10 11 12 00 00 00 00 Les compteurs sont des mots non signés. Exemple : ECHO des valeurs 16#31 et 16#32 par l'esclave 4 Requête et réponse : N° esclave 04 1755874 11/2010 Code 08 Sous Code PF 00 pf 00 Valeur du 1er Octet Valeur du 2ème Octet 31 32 CRC Pf 74 CRC PF 1B 29 8. Protocole Modbus 8. 7. Get Comm Event Counter (11 = 16#0B) Question : N° esclave 1 octet 0B CRC16 1 octet 2 octets N° esclave 0B 00 1 octet 1 octet Réponse : 00 Valeur compteur PF Pf 2 octets 2 octets CRC16 Pf PF 2 octets 8. 8. Write Multiple Registers (16 = 16#10) Requête : N° esclave 10 N° du premier mot PF 1 octet 1 octet Nombre de mots Pf PF 2 octets Nombre d’octets Valeur du premier mot Pf PF 2 octets 1 octet ------- CRC16 Pf Pf 2 octets PF 2 octets Réponse : N° esclave 10 N° du premier mot PF 1 octet 1 octet Nombre de mots Pf PF 2 octets Pf 2 octets CRC16 Pf PF 2 octets Exemple : Ecriture des valeurs 20 et 30 dans les mots d’adresse logique 9 001 et 9 002 de l’esclave 2 (temps d’accélération = 20 s et temps de décélération = 30 s) Requête : N° esclave 02 Code Requête 10 N° du premier mot Nombre de mots PF Pf PF Pf 23 29 00 02 Nombre d’octets 04 Valeur du premier mot Valeur du deuxième mot CRC16 PF Pf PF Pf Pf PF 00 14 00 1E 73 A4 Réponse : N° esclave 02 30 Code Réponse 10 N° du premier mot Nombre de mots CRC16 PF Pf PF Pf Pf PF 23 29 00 02 9B B7 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus 8. 9. Read/Write Multiple Registers (23 = 16#17) Requête : N° esclave N° du 1er mot à lire 17 PF 1 octet 1 octet Pf PF Pf 2 octets --- Nombre d’octets à écrire --- N° du 1er mot à écrire Nombre de mots à lire PF 2 octets Pf ----------------------------- --- 2 octets Valeur du dernier mot à écrire Pf 1 octet PF 2 octets Valeur du 1er mot à écrire PF Nombre de mots à écrire --- Pf PF CRC16 Pf 2 octets Pf 2 octets PF 2 octets Réponse : N° esclave 17 Nombre d’octets lus Valeur du 1er mot lu PF 1 octet 1 octet 1 octet Pf Valeur du dernier mot lu -------------- PF 2 octets Pf CRC16 Pf 2 octets PF 2 octets Exemple : Cet exemple regroupe les deux exemples des fonctions 3 et 16. La fonction 23 diminue l’occupation de la ligne par rapport à ces deux fonctions. Cependant le nombre de mots pouvant être lus et écrits est restreint. • écriture des 2 mots d’adresse logique 9 001 et 9 002 de l'esclave 2 aux valeurs 20 (16#14) et 30 (16#1E) ; • lecture des 4 mots d’adresse logique 3 102 à 3 105 du même esclave (valeurs lues = 16#0028, 16#0258, 16#01F4 et 16#0000). Requête : N° esclave Code Requête 02 --- 17 Nb d’octets à écrire ----- 04 N° 1er Mot à lire Nb de Mots à lire N° 1er Mot à écrire Nb de Mots à écrire --- PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf --- 0C 1E 00 04 23 29 00 02 --- Valeur 1er Mot à écrire Valeur 2ème Mot à écrire CRC CRC PF Pf PF Pf Pf PF 00 14 00 1E D2 F5 Valeur 1er Mot lu Valeur 2ème Mot lu Valeur 3ème Mot lu Valeur 4ème Mot lu Réponse : N° esclave 02 1755874 11/2010 Code Réponse 17 Nb d’octets lus 08 CRC CRC PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf Pf PF 00 28 02 58 01 F4 00 00 12 F0 31 8. Protocole Modbus 8. 10. Read Device Identification (43 = 16#2B) Requête : N° esclave 2B Type de MEI 0E ReadDeviceId 01 Id de l’objet 00 CRC16 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet N° esclave 2B Type de MEI 0E ReadDeviceId 01 Degré de conformité 02 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet Pf PF 2 octets Réponse : ------- ------- ------- ------- ------- ------- Nombre de trames supplémentaires 00 Id de l’objet suivant 00 Nombre d’objets 04 1 octet 1 octet 1 octet Id de l’objet n°1 00 Longueur de l’objet n°1 0D Valeur de l’objet n°1 “Schneider-Electric” 1 octet 1 octet 18 octets Id de l’objet n°2 01 Longueur de l’objet n°2 0B Valeur de l’objet n°2 “ATV71HU15M3” 1 octet 1 octet 11 octets Id de l’objet n°3 02 Longueur de l’objet n°3 04 Valeur de l’objet n°3 “0201” 1 octet 1 octet 04 octets Id de l’objet n°4 06 Longueur de l’objet n°4 09 Valeur de l’objet n°4 “MACHINE 4” 1 octet 1 octet 09 octets ------- ------- ------- ------- ------- ------- CRC16 Pf PF 1 octet 1 octet La taille totale de la réponse donnée en exemple ici est égale à 55 octets. La réponse contient les quatre objets suivants : 32 • Objet n°1 : Nom du fabricant (toujours “Schneider-Electric”, soit 18 octets). • Objet n°2 : Référence de l’appareil (chaîne ASCII ; exemple : “ATV71HU15M3”, soit 11 octets). La longueur de cet objet varie en fonction du type de variateur. Utilisez le champ "longueur de l’objet n°2" pour en connaître la longueur. • Objet n°3 : Version de l’appareil, au format “MMmm” où “MM” représente l’indice majeur et “mm” l’indice mineur (chaîne ASCII de 4 octets ; exemple : “0201” pour la version 2.1). • Objet n°4 : Nom de l’appareil (chaîne ASCII ; exemple : "MACHINE 4", soit 9 octets). La longueur de cet objet varie en fonction du nom d’appareil affecté au variateur, celui-ci étant configuré par l’utilisateur : menu [7. CONFIG AFFICHAGE] sous-menu [7.1 PARAMETRES UTILISATEUR] paramètre [NOM APPAREIL]. Ce menu n’est accessible qu’en mode expert. Taille maximale 16 octets. 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus Réponse négative spécifique à la fonction d’identification : CRC16 N° esclave 2B + 80 AB Type de MEI 0E Code d’erreur 00 à 02 Pf PF 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet Code d’erreur : 16#00 = 16#01 = 16#02 = Aucune erreur Le “Code requête” (16#2B), le “Type de MEI” (16#0E) ou le “ReadDeviceId” (16#01) contenu dans la requête est incorrect Le “Id de l’objet” (16#00) contenu dans la requête est incorrect Exemple de réponse positive : • • • • • Adresse = 2 Nom du fabricant = “Schneider-Electric” Référence de l’appareil = “ATV71HU15M3” Version de l’appareil = “0201” Nom de l’appareil = "MACHINE 4" Requête : N° esclave Code Requête Type de MEI ReadDeviceld ld de l’objet 02 2B 0E 01 00 CRC Pf 34 CRC PF 77 Réponse : N° esclave Code Réponse Type de MEI ReadDeviceld Degré de conformité Nb de trames supplémentaires ld de l’objet suivant Nb d’objet 02 2B 0E 01 02 00 00 04 --------- ld de Longueur de l’objet n°1 l’objet n°1 00 ------- 0D ld de Longueur de l’objet n°2 l’objet n°2 01 0B Valeur de l’objet n°1 ----- ’T’ ’e’ ’l’ ’e’ ’m’ ’e’ ’c’ ’a’ ’n’ ’i’ ’q’ ’u’ ’e’ 54 65 6C 65 6D 65 63 61 6E 69 71 75 65 Valeur de l’objet n°2 ’T’ ’V’ ’7’ ’1’ ’H’ ’U’ ’1’ ’5’ ’M’ ’3’ 41 54 56 37 31 48 55 31 35 4D 33 Valeur de l’objet n°4 ’H’ ’I’ ’N’ ’E’ 48 49 4E 45 ’’ 20 ’4’ 34 Valeur de l’objet n°3 ’0’ ’2’ ’0’ ’1’ 30 32 30 31 ---ld de Longueur de ---- l’objet n°4 l’objet n°4 06 09 ’M’ 4D ’A’ 41 ’C’ 43 ----- ---- ’A’ ---ld de Longueur de ---- l’objet n°3 l’objet n°3 02 04 1755874 11/2010 ------------- ---- CRC CRC Pf PF 6F 50 33 8. Protocole Modbus 8. 11. Scanner de communication Le scanner de communication permet d'améliorer les performances de l’application. Le variateur copie automatiquement des paramètres non contigus dans une table d’entrée et une table de sortie. Ainsi, on peut lire ou écrire en une seule requête, la copie de plusieurs paramètres non contigus, alors que cette opération aurait nécessité plusieurs requêtes Modbus. La table d’entrée et la table de sortie comportent chacune 8 variables. Variables de sortie [Val Com Scan Out 1] (nC1) [Val Com Scan Out 2] (nC2) [Val Com Scan Out 3] (nC3) [Val Com Scan Out 4] (nC4) [Val Com Scan Out 5] (nC5) [Val Com Scan Out 6] (nC6) [Val Com Scan Out 7] (nC7) [Val Com Scan Out 8] (nC8) Adresse logique 12 761 = 16#31D9 12 762 = 16#31DA 12 763 = 16#31DB 12 764 = 16#31DC 12 765 = 16#31DD 12 766 = 16#31DE 12 767 = 16#31DF 12 768 = 16#31E0 Affectation par défaut Mot de commande (CMd) Consigne de vitesse (LFrd) Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée Variables d’entrée [Val Com Scan In 1] (nM1) [Val Com Scan In 2] (nM2) [Val Com Scan In 3] (nM3) [Val Com Scan In 4] (nM4) [Val Com Scan In 5] (nM5) [Val Com Scan In 6] (nM6) [Val Com Scan In 7] (nM7) [Val Com Scan In 8] (nM8) Adresse logique 12 741 = 16#31C5 12 742 = 16#31C6 12 743 = 16#31C7 12 744 = 16#31C8 12 745 = 16#31C9 12 746 = 16#31CA 12 747 = 16#31CB 12 748 = 16#31CC Affectation par défaut Mot d’état (EtA) Vitesse de sortie (rFrd) Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée Inutilisée On peut visualiser les valeurs de ces variables du scanner de communication sur le terminal graphique, dans le menu [1.2-SURVEILLANCE], sous-menu [IMAGE COM.] (CMM) (voir le chapitre "7.Diagnostic - 7.4 Scanner de communication"). Ces paramètres sont accessibles par toutes les requêtes de lecture et d’écriture supportées par le variateur. L’amélioration des performances est réelle pour les fonctions : Code 3 = 16#03 4 = 16#04 16 = 16#10 23 = 16#17 43 = 16#2B 34 Nom Modbus Read Holding Registers Read Input Registers Write Multiple Registers Read/Write Multiple Registers Read Device Identification Description Lecture de N mots de sortie Lecture de N mots d’entrée Ecriture de N mots de sortie Lecture/écriture de N mots Identification Taille des données 63 mots maxi 63 mots maxi 61 mots maxi 20 / 20 mots maxi 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus Le lien entre les paramètres du variateur et les variables du scanner de communication peut être fait : - par le terminal (voir le chapitre "6. Configuration - 6.2 Scanner de communication"), - par Modbus : avant de démarrer l’application, l’automate doit alors écrire les tables des adresses décrites ci dessous. Adresses des variables de sortie [Adr. Scan Out 1] (nCA1) [Adr. Scan Out 2] (nCA2) [Adr. Scan Out 3] (nCA3) [Adr. Scan Out 4] (nCA4) [Adr. Scan Out 5] (nCA5) [Adr. Scan Out 6] (nCA6) [Adr. Scan Out 7] (nCA7) [Adr. Scan Out 8] (nCA8) Adresse logique 12 721 = 16#31B1 12 722 = 16#31B2 12 723 = 16#31B3 12 724 = 16#31B4 12 725 = 16#31B5 12 726 = 16#31B6 12 727 = 16#31B7 12 728 = 16#31B8 Valeur par défaut 8501 = 16#2135 8602 = 16#219A 0 0 0 0 0 0 Adresses des variables d’entrée [Adr. Scan In 1] (nMA1) [Adr. Scan In 2] (nMA2) [Adr. Scan In 3] (nMA3) [Adr. Scan In 4] (nMA4) [Adr. Scan In 5] (nMA5) [Adr. Scan In 6] (nMA6) [Adr. Scan In 7] (nMA7) [Adr. Scan In 8] (nMA8) Adresse logique 12701 = 16#319D 12702 = 16#319E 12703 = 16#319F 12704 = 16#31A0 12705 = 16#31A1 12706 = 16#31A2 12707 = 16#31A3 12708 = 16#31A4 Valeur par défaut 3201 = 16#0C81 8604 = 16#219C 0 0 0 0 0 0 Exemple • • • • Utilisation de la fonction "Read/Write Multiple Registers" (code requête : 23 = 16#17) ; Transmission de la requête à un variateur situé à l'adresse 20 (16#14) ; Lecture de l'ensemble des 8 variables d’entrée du scanner ; Liste des paramètres d’origine : N° Paramètre Adresse logique Valeur lue N° Paramètre Adresse logique Valeur lue 3 207 16#00F0 3 209 16#0065 1 Mot d’état (EtA) 3 201 16#0007 5 2 Vitesse de sortie (rFrd) 8 604 16#1388 6 Tension d’alimentation puissance (ULn) Etat thermique variateur (tHd) 3 Courant moteur (LCr) 3 204 16#0064 7 Etat thermique moteur (tHr) 9 630 16#0032 4 Couple de sortie (Otr) 3 205 16#0045 8 Code de défaut Altivar(LFt) 7 121 16#0000 Adresse logique Valeur à écrire • Ecriture des 6 premières variables de sortie du scanner ; • Liste des paramètres de destination : N° Paramètre 1 Mot de commande (CMd) 2 Consigne de vitesse (LFrd) 3 Grande vitesse (HSP) 4 Petite vitesse (LSP) 1755874 11/2010 Adresse logique Valeur à écrire N° Paramètre 8 501 16#000F 5 [Accélération] (ACC) 9 001 16#04B0 6 [Décélération] (dEC) 9 002 16#0258 7 - 0 16#0000 8 - 0 16#0000 8 602 3 104 3 105 16#1388 16#1F40 16#01F4 35 8. Protocole Modbus La configuration du scanner de communication est effectuée, via le terminal, de la façon suivante : Sortie (commande) : Paramètre de configuration Valeur [Adr. Scan. Out1] (nCA1) [Adr. Scan. Out2] (nCA2) [Adr. Scan. Out3] (nCA3) [Adr. Scan. Out4] (nCA4) [Adr. Scan. Out5] (nCA5) [Adr. Scan. Out6] (nCA6) [Adr. Scan. Out7] (nCA7) [Adr. Scan. Out8] (nCA8) 8 501 8 602 3 104 3 105 9 001 9 002 0 0 Mot de commande (CMd) Consigne de vitesse (LFrd) [Grande vitesse] (HSP) [Petite vitesse] (LSP) [Accélération] (ACC) [Décélération] (dEC) Inutilisé Inutilisé Valeur 3 201 8 604 3 204 3 205 3 207 3 209 9 630 7 121 Paramètre affecté Mot d’état (EtA) Vitesse de sortie (rFrd) [Courant moteur] (LCr) [Couple de sortie] (Otr) [Tension d’alimentation puissance] (ULn) [Etat thermique variateur] (tHd) [Etat thermique moteur] (tHr) Code de défaut Altivar (LFt) Paramètre affecté Entrée (surveillance) : Paramètre de configuration [Adr. Scan In1] (nNA1) [Adr. Scan In2] (nNA2) [Adr. Scan In3] (nNA3) [Adr. Scan In4] (nNA4) [Adr. Scan In5] (nNA5) [Adr. Scan In6] (nNA6) [Adr. Scan In7] (nNA7) [Adr. Scan In8] (nNA8) Requête : N° esclave Code Requête 14 17 N° 1er Mot à lire Nb de Mots à lire N° 1er Mot à écrire Nb de Mots à écrire PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf 31 C5 00 08 31 D9 00 06 Nb d’octets à écrire --- 0C --- --- --- Valeur 1er Mot à écrire Valeur 2ème Mot à écrire Valeur 3ème Mot à écrire Valeur 4ème Mot à écrire Valeur 5ème Mot à écrire Valeur 6ème Mot à écrire --- PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf PF --- 00 0F 13 88 1F 40 01 F4 04 B0 02 CRC CRC Pf Pf PF 58 56 3D Réponse : N° esclave 14 --- 36 Code Réponse Nb d’octets lus 17 Valeur 1er Mot lu 10 Valeur 5ème Mot lu Valeur 2ème Mot lu Valeur 3ème Mot lu Valeur 4ème Mot lu --- PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf --- 00 07 13 88 00 64 00 45 --- Valeur 6ème Mot lu Valeur 7ème Mot lu Valeur 8ème Mot lu CRC CRC --- PF Pf PF Pf PF Pf PF Pf Pf PF --- 00 F0 00 65 00 32 00 00 E4 90 1755874 11/2010 8. Protocole Modbus 8. 12. Réponses d’exception Une réponse d’exception est retournée par un esclave lorsque celui-ci ne peut exécuter la demande qui lui est adressée. Format d’une réponse d’exception : N° esclave Code réponse Code erreur 1 octet 1 octet 1 octet CRC16 Pf PF 2 octets Code réponse : code de la requête + H’80. Code erreur : 1 = la fonction demandée n’est pas reconnue par l’esclave. 2 = les adresses indiquées dans la requête n’existent pas dans l’esclave. 3 = les valeurs indiquées dans la requête ne sont pas permises dans l’esclave. 4 = l’esclave a commencé à exécuter la demande, mais ne peut continuer à la traiter entièrement. 6 = l’opération d’écriture demandée a été refusée car le variateur est en mode "forçage local". 7 = l’opération d’écriture demandée a été refusée car le moteur est en marche (paramètres de configuration). Exemple : écriture du mot d’état (EtA) = d’adresse logique 3201 (qu'il est impossible d'écrire car en "lecture seule") de l'esclave 4 à la valeur 1 Requête : N° esclave Code Requête 4 10 N° 1er Mot PF pf 0C 81 Nb de Mots PF Pf 00 01 Nb d'octets 02 Valeur 1er Mot PF Pf 00 01 CRC Pf 8A CRC PF D1 Réponse : N° esclave 4 1755874 11/2010 Code Réponse 90 Code Erreur 00 CRC Pf 5C CRC PF 01 37 8. Protocole Modbus 8. 13. Lecture de paramètres inexistants ou protégés Si, à l'aide d'une fonction Modbus, on lit un ensemble de paramètres, la valeur renvoyée pour les paramètres inexistants et pour les paramètres protégés est égale à 16#8000. Si, pour une même fonction Modbus, tous les paramètres lus sont inexistants ou protégés, le variateur renvoie une réponse d'exception avec un code d'erreur égal à 2. Exemple de lecture de paramètres inexistants ou protégés : Dans cet exemple, la même requête de lecture d'un paramètre inexistant suivi de 2 paramètres existants est utilisée plusieurs fois de suite afin de montrer les effets de la protection des paramètres. La requête "Read Holding Registers" (3) est adressée à un variateur dont l'adresse Modbus est égale à 12 (16#0C). La lecture est effectuée pour 3 mots consécutifs, à partir de l'adresse 8400. Adresse logique 8400 = 16#20D0 8401 = 16#20D1 8402 = 16#20D2 Paramètre Inexistant [Profil] (CHCF) [Copie canal 1 ↔ 2] (COP) Valeur 3 2 Requête : N° esclave Code Requête 0C 03 N° 1er Mot Nb de Mots CRC16 PF Pf PF Pf Pf PF 20 D0 00 03 0E EF Réponse : Cas n°1 : Paramètres CHCF (8 401) et COP (8 402) non protégés V Succès de la lecture pour ces deux paramètres et valeur égale à 16#8000 pour le paramètre inexistant situé à l'adresse 8 400. N° esclave 0C Code Réponse 03 Nb d'octets lus 06 Valeur 8 400 Valeur 8 401 Valeur 8 402 CRC16 PF Pf PF Pf PF Pf Pf PF 80 00 00 03 00 02 17 E4 Cas n°2 : Paramètre CHCF (8401) protégé et COP (8402) non protégé V Succès de la lecture pour COP et valeur égale à 16#8000 pour le paramètre inexistant situé à l'adresse 8 400 et pour le paramètre CHCF. N° esclave 0C Code Réponse 03 Nb d'octets lus 06 Valeur 8 400 Valeur 8 401 Valeur 8 402 PF Pf PF Pf PF Pf Pf CRC16 PF 80 00 80 00 00 02 CE 24 Cas n°3 : Paramètres CHCF (8 401) et COP (8 402) protégés V réponse d'exception (code réponse = 16#80 + code requête) car tous les paramètres lus sont soit inexistants, soit protégés ; code d'erreur égal à 2 (les adresses de mots indiquées lors de la requête n'existent pas dans l'esclave). N° esclave 0C 38 Code Réponse 80+03 = 83 Code d'erreur 02 CRC16 Pf PF 51 32 1755874 11/2010 9. Annexes 9. 1. Norme RS485 Le norme RS485 (ANSI / TIA / EIA-485-A-1998) permet des variantes sur différentes caractéristiques : • polarisation, • adaptation de fin de ligne, • distribution d'un potentiel de référence, • nombre d'esclaves, • longueur du bus. Elle ne précise pas le type ni le brochage des connecteurs. La spécification Modbus diffusée en 2002 sur le site www.modbus.org définit précisément toutes ces caractéristiques, résumées dans les chapitres suivants (Schéma standard Modbus 2 fils et 4 fils). Les appareils Schneider-Electric de dernière génération (Altivar 31, Altivar 71 ...) sont conformes à cette spécification. Des appareils plus anciens répondent à des spécifications antérieures. Les deux plus répandues sont décrites dans les chapitres : • "Schéma Uni-Telway" page 42, • "Schéma Jbus" page 43. Des règles pour faire cohabiter des appareils de différents schémas sont données dans l'annexe : • "Réalisation d’un bus Modbus avec des appareils non standard" page 45. 1755874 11/2010 39 9. Annexes 9. 2. Schéma standard Modbus 2 fils Le schéma standard correspond à la spécification Modbus diffusée en 2002 sur le site www.modbus.org (Modbus_over_serial_line_V1.pdf, Nov 2002) et particulièrement au schéma bus série multipoint 2 fils. La carte Modbus (VW3 A3 303) est conforme à cette spécification. Schéma de principe : Maître G R 5V 650 Ω 650 Ω 0V D1 120 Ω 120 Ω 1n F 1n F D0 Common R R G G Esclave n Esclave 1 Type de câble principal Câble blindé 1 paire torsadée et au moins un 3e conducteur Longueur maximum du bus 1000 m à 19200 bit/s avec le câble Schneider-Electric TSX CSAp00 Nombre maximum de stations (sans répéteur) 32 stations soit 31 esclaves Longueur maximum des dérivations • 20 m pour une dérivation • 40 m divisé par le nombre de dérivation sur boîte de dérivation multiple Polarisation du bus • Une résistance de rappel au 5 V de 450 à 650 Ω (proche de 650 Ω recommandé) • Une résistance de rappel au Common de 450 à 650 Ω (proche de 650 Ω recommandé) Cette polarisation est recommandée au niveau du maître. Terminaison de ligne Une résistance 120 Ω 0,25 W en série avec un condensateur 1nF 10 V Polarité commune Oui (Common), mis à la terre de protection en au moins un point du bus 40 1755874 11/2010 9. Annexes 9. 3. Schéma standard Modbus 4 fils Maître G R 5V Rp TXD1 LT LT Paire Esclave TXD0 Rp 5V Rp RXD1 Paire Maître LT LT RXD0 Rp Common G R Esclave 1 1755874 11/2010 G R Esclave n 41 9. Annexes 9. 4. Schéma Uni-Telway Le schéma du bus Uni-Telway a été utilisé par Schneider-Electric pour les anciennes générations de variateurs et de démarreurs progressifs (ATV58, ATV28, ATS48...), commercialisés avant la publication des spécifications Modbus sur www.modbus.org. Schéma de principe: Maître G R 5V 4,7 kΩ 4,7 kΩ 0V D(B) 120 Ω 120 Ω 1 nF 1 nF D(A) 0VL 5V 4,7 kΩ 5V 4,7 kΩ 4,7 kΩ 4,7 kΩ 0V R 0V G Esclave 1 R G Esclave n Type de câble principal Câble 2 paires torsadées blindées par paire Longueur maximum du bus 1000 m à 19200 bit/s Nombre maximum de stations (sans répéteur) 29 stations soit 28 esclaves Longueur maximum des dérivations • 20m • 40m divisé par le nombre de dérivation sur boîte de dérivation multiple Polarisation du bus Pour le maître et chaque esclave: • Une résistance de rappel au 5 V de 4,7kΩ • Une résistance de rappel au 0 VL de 4,7 kΩ Terminaison de ligne Une résistance 120 Ω 0,25 W en série avec un condensateur 1 nF 10 V Polarité commune Oui (0VL) et impédance élevée placée entre 0VL et la masse dans chaque station 42 1755874 11/2010 9. Annexes 9. 5. Schéma Jbus 2 fils Schéma de principe : Maître G R 5V 470 Ω 470 Ω 0V L- (B/B') 150 Ω 150 Ω L+ (A/A') R G Esclave 1 R G Esclave n Type de câble principal Câble 1 paire torsadée blindée Longueur maximum du bus 1300 m à 19200 bit/s Nombre maximum de stations (sans répéteur) 32 stations soit 31 esclaves Longueur maximum des dérivations 3m Polarisation du bus Une résistance de rappel au 5 V de 470 Ω Une résistance de rappel au 0 V de 470 Ω Cette polarisation est souvent faite au niveau du maître. Terminaison de ligne Une résistance de 150 Ω Polarité commune Non 1755874 11/2010 43 9. Annexes 9. 6. Réalisation d’un bus Modbus avec des appareils non standard b Différents cas de figure M Si le bus Modbus est réalisé avec des appareils Schneider-Electric de dernière génération et avec les accessoires de câblage Modbus de Schneider-Electric, l’installation est simple et ne nécessite aucun calcul (voir le chapitre "Raccordement au bus"). M Si un nouveau bus Modbus doit être réalisé avec des appareils de marques différentes ou d’anciennes générations d’appareils qui ne respectent pas le standard Modbus, on doit procéder à quelques vérifications (voir le paragraphe "Recommandations"). M Si, sur un bus Modbus existant, un appareil équipé des polarisations de 4,7 kΩ doit être remplacé par un appareil de nouvelle génération, positionner les 2 commutateurs de polarisation vers le bas pour valider les polarisations 4,7 kΩ de la carte. Commutateurs de polarisation : Polarisation de la ligne RS485 à 4,7 kΩ au niveau du variateur. b Recommandations 1. Identifier les polarités D0 et D1. Elles sont repérées de manière différente suivant le standard : Standard Signaux Modbus EIA / TIA-485 (RS 485) Uni-Telway Jbus D0 A / A’ D(A) RD + / TD + ou L + RD - / TD - ou L - D1 B / B’ D(B) Common C / C’ 0VL Générateur D G Récepteur R R Cependant, certains composants électroniques RS485 sont marqués à l’inverse de la norme EIA / TIA-485. Il est parfois nécessaire de faire un essai en connectant un maître et un esclave, puis d’inverser le raccordement en cas d’échec. 2. Vérifier les polarisations. Etudier la documentation des appareils pour connaître leur polarisation. S’il y a une polarisation, vérifier si la valeur de la polarisation équivalente est correcte (voir paragraphe "Calcul de la polarisation"). Il n’est pas toujours possible de réaliser une polarisation correcte (par exemple, si le 5 V n’est pas disponible au niveau du maître). Dans ce cas, il peut être nécessaire de limiter le nombre d’ésclaves 3. Choisir une terminaison de ligne. S’il y a une polarisation, choisissez une terminaison RC (R = 120 Ω, C = 1 nF) S’il n’est pas possible d’installer une polarisation, choisissez une terminaison de ligne R (R = 150 Ω). 44 1755874 11/2010 9. Annexes b Calcul de la polarisation M Principe On doit s’assurer que la résistance équivalente du bus est comprise entre 162 Ω et 650 Ω. La résistance équivalente du bus (Re) dépend des résistances de polarisation des esclaves (Rs) et du maître (Rm) : 11 1 1 ------= --------- + ---------- + ---------- + … Re Rm Rs 1 Rs 2 Si Re est trop faible, il faut diminuer le nombre d’esclaves. Si Re est trop fort, on doit, si possible, adapter la polarisation du maître ou ajouter des résistances de polarisation (Rp). 11 1 1 1 ------= -------- + --------- + ---------- + ---------- + … Re Rp Rm Rs 1 Rs 2 Maître G R 5V Rm 5V Rm Rp 0V D1 120 Ω 1 nF D0 Common 5V Rp Rs1 Rs1 0V 0V R G Esclave 1 R G Esclave n Exemple 1 Si le maître est équipé d’une polarisation de 470 Ω et tous les esclaves d'une polarisation de 4,7 kΩ, il est possible de connecter au maximum 18 esclaves. Rm = 470 Ω Rs = 4,7 kΩ A/Re = 1/470 + 18 x 1/4700 soit Re = 168 Ω Exemple 2 Si la polarisation Rp du bus est de 470 Ω (installée au niveau du maître) et que 2 esclaves ont des polarisations à 4,7 kΩ, la polarisation équivalente est : 1/Re = 1/470 + 1/4700 + 1/4700, soit Re = 1/ (1/470 + 1/4700 + 1/4700) et donc Re = 390 Ω. 390 Ω est comprise entre 162 Ω et 650 Ω, le schéma est correct. Pour une polarisation équivalente idéale (650 Ω), on peut adapter la polarisation du maître : 1/650 = 1/Rm + 1/4700 + 1/4700, soit Rm = 1/(1/650 - 1/4700 - 1/4700) et donc Rm = 587 Ω. 1755874 11/2010 45 9. Annexes 9. 7. Schéma RS485 de la carte L’interface RS485 de la carte Modbus est isolée galvaniquement du variateur. Schéma de principe : 5V Commutateur de polarisation SUB-D femelle 9 contacts "Pull up" de polarisation 4,7 kΩ D1 = B/B' = D(B) Tx 7 G D0 = A/A' = D(A) 3 "Pull down" de polarisation 4,7 kΩ Validation Commutateur de polarisation 0V R 5V Rx & 100 kΩ 5 RXD1 = RD(B) 6 R 2 RXD0 = RD(A) 4 100 kΩ 0V 0V 0V Les commutateurs de polarisation permettent de connecter ou déconnecter les résistances de rappel ("Pull up" et "Pull down") qui réalisent une polarisation de type Modbus (pas de polarisation des esclaves) ou Uni-Telway (polarisation de chaque station à 4,7 kΩ). 9. 8. Brochage du connecteur de la carte N° contact 1 2 3 4 5 6 7 8 9 46 Signal Réservé RXD0 = RD(A) D0 = A/A’ = D(A) Common = C/C’ = 0VL RxD1 = RD(B) RxD1 = RD(B) D1 = B/B’ = D(B) Non connecté Non connecté 1755874 11/2010 ATV71_modbus_jbus_FR_1755874_03 1755874 11/2010 ">
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