Guide réseau MODBUS Merlin Gerin

Guide réseau MODBUS Merlin Gerin
Guide réseau MODBUS
Merlin Gerin
Guide technique
2000
Qui fait autant avancer l’électricité ?
Introduction
Généralités
Les réseaux locaux
Mise en garde
Schneider Electric
3
4
5
1
2
Schneider Electric
Généralités
Introduction
E52410
Il existe différents types de réseaux en fonction de leur étendue :
E52409
b WAN : Wide Area Network.
E52407
b MAN : Metropolitan Area Network.
b LAN : Local Area Network.
Les réseaux LAN se divisent en deux catégories :
v RLE : Réseaux Locaux d'Entreprises
E52406
rtie
so
cours
de se
cretariat
réunion
union
E52408
v RLI : Réseaux Locaux Industriels
Schneider Electric
3
Les réseaux locaux
Introduction
Les réseaux locaux sont normalisés suivant le modèle OSI.
Définition : OSI, Open Systems Interconnection.
E52411
Cette norme décrit sept niveaux :
Les 7 couches OSI
7 - Application
Seulement 3 couches
concernent les RLI
7 - Application
6 - Présentation
5 - Session
4 - Transport
3 - Réseau
2 - Liaison
2 - Liaison
1 - Médium
1 - Médium
Ce document décrit avec précision les caractéristiques du "Medium" utilisé dans la
communication des produits "Power Logic System".
Il détaille :
b La mise en œuvre physique (couche 1).
b Le protocole ModBus supporté par ce médium qui peut être classé dans le niveau
2 du modèle OSI.
Quant à la couche application, elle est abordée en partie dans le 3ème chapitre (Mise
en œuvre dans les produits), mais elle est plutôt concernée par le logiciel
d'application qui ne fait pas l'objet de ce guide.
Pour les autres :
b La couche 3 "Réseau" gère l'interconnexion de réseaux locaux (couches 1, 2, 7).
b La couche 4 "Transport" compense les risques de problèmes rencontrés sur la
couche 3.
b Les couches 5 et 6 "Session et Présentation" concernent "l'Operating System".
Elles gèrent la synchronisation des messages, les priorités, le langage, le secret,
etc...
4
Schneider Electric
Introduction
Mise en garde
En cas d'incompatibilité entre les recommandations de ce manuel et les instructions
particulières d'un équipement, ce sont ces dernières qui priment.
Les règles de sécurité prédominent sur les contraintes de CEM.
Avec l'évolution rapide de l'électronique en milieu industriel, il n'est plus possible
d'ignorer les problèmes de Compatibilité Electro-Magnétique (C.E.M.). De ce fait,
des précautions sont à prendre lorsqu'on connecte des équipements entre eux
(équipements en réseaux, automatismes, entrées/sorties déportées, etc...) de
manière à ce qu'ils remplissent les fonctions pour lesquelles ils ont été conçus, dans
un environnement électro-magnétique pouvant être perturbé.
Ce document est donc destiné :
b Aux bureaux d'études afin de prévoir les moyens nécessaires à la mise en œuvre
des câbles destinés à la communication (bornes de raccordement, longueur de la
filerie, définition de la topologie, etc...).
b Aux metteurs en œuvre afin de les aider à réaliser des liaisons de
communications.
b Aux intégrateurs, chargé de la prise en compte de la communication dans des
applications intégrant les produits SCHNEIDER.
Schneider Electric
5
6
Schneider Electric
Règles de câblage
Rappel
Schneider Electric
9
Définition et limitations
Les terres, les masses
Les régimes de neutre
Les phénomènes CEM
9
10
17
19
Choix du support physique de communication
20
Les différents types de Médium
Exemple de choix
20
23
Règles de mise en œuvre
24
Sensibilité des différentes familles de câbles
Mise en œuvre des câbles blindés
Le câblage entre deux armoires
24
24
30
En résumé
35
Règles essentielles
35
7
8
Schneider Electric
Règles de câblage
Ce document donne les règles "minimales"
à respecter, mais il ne se subtitue pas aux
instructions ou aux normes spécifiques
pour une installation particulière.
Le marquage CE est réglementaire
en Europe. Il ne garantit pas, à lui
seul, les performances réelles des
systèmes vis à vis de la C.E.M..
Définition : La CEM (Compatibilité ElectroMagnétique) est l’aptitude d’un équipement
ou d’un système, à fonctionner
correctement dans son environnement
électromagnétique, sans engendrer de
perturbations électromagnétiques
intolérables pour cet environnement ou
pour tout équipement voisin.
Rappel
Définition et limitations
Mise en garde
Choix des composants
Le premier des principes à respecter, concerne le choix des composants du
système. Ceux-ci doivent être conformes aux normes CEM.
Mise en œuvre
Le respect d’un certain nombre de règles pour la mise en œuvre des câbles de
communication est primordiale pour garantir un fonctionnement optimum dans un
environnement donné.
Installation
Il est impératif de suivre les instructions d’installation préconisées par le
constructeur, sans modification du produit.
Remarque : l’application à l’origine de solutions appropriées est toujours moins
coûteuse que les modifications palliatives mises en œuvre à postériori.
Les principaux problèmes pouvant
découler du non-respect de ces
recommandations, sont liés
essentiellement à une sensibilité accrue
aux phénomènes de CEM.
Schneider Electric
9
Rappel (suite)
Règles de câblage
Les terres, les masses
Définition : Le rôle d’un réseau de terre est
d’écouler dans le sol :
b Les courants de fuite et de défaut des
équipements.
b Les courants de mode commun des
câbles extérieurs (énergie et Telecom
principalement).
b Le courant direct de foudre.
b Il permet de répondre aux exigences de
protection des personnes (25 V CA ou
50 V CC).
Notion de terre de protection
E52276
La connexion des différentes masses mécaniques des équipements par des
conducteurs de terre (fils verts/jaunes ou PE) constitue un chemin de faible
impédance en basse fréquence.
L’équipotentialité ainsi créée évite que deux parties métalliques simultanément
accessibles ne présentent un potentiel dangereux pour l’homme (supérieur à
25 V CA ou 50 V CC.
Cela répond aux exigences de protection des personnes.
Ce chemin de faible impédance est connecté en un point de terre unique par
bâtiment (terre, puit de terre, ceinture de terre, grille de terre...) au travers duquel
s’écoule les courants de Mode Commun.
La connexion des différentes masses par des conducteurs de terre n’assure pas
l’équipotentialité HF favorable à une meilleure immunité aux parasites (les fils PE
sont trop impédants (1 µH/m)).
Les différents régimes de neutre influent sur la sécurité des personnes, ils ont peu
d’importance vis à vis de l’immunité aux parasites des équipements.
L’accès simultané à deux terres non inter-connectées présente un danger, il est
nécessaire de les réunir.
U
10
Schneider Electric
Rappel (suite)
Règles de câblage
Les Terres
Protection des personnes
E52273
Pour assurer le bon fonctionnement des
équipements et la sécurité des personnes,
il est nécessaire d’interconnecter toutes les
terres, seule l’équipotentialité importe.
Les liaisons à la terre permettent la
protection :
b Des personnes.
b Contre les décharges électro-statiques.
b Contre les courants de foudre.
240V
< 50V
E52274
Protection contre les décharges Electro-Statiques
E52275
Protection contre les courants de foudre
Schneider Electric
11
Règles de câblage
Rappel (suite)
Les Masses
Définition : Une masse est une partie
métallique accessible, isolée des parties
actives du matériel, mais pouvant être mise
accidentellement sous tension.
Les masses permettent de garantir le bon
fonctionnement des systèmes en assurant
une immunité aux différentes perturbations.
Dans le cas de fréquences élevées, le
meilleur moyen de garantir un bon
fonctionnement est de conserver une
bonne équipotentialité entre équipements.
Les équipements et systèmes
électroniques doivent donc être
interconnectés.
L’interconnexion de tous les éléments métalliques (structures de bâtiment,
tuyauteries, chemins de câbles, équipements et enveloppes d’équipements...) entre
eux constituent un chemin de faible impédance en HF.
L’équipotentialité de ce maillage des masses assure une bonne immunité aux
parasites en affaiblissant toutes les tensions HF pouvant exister entre équipements
communiquant et ce, sur une large bande de fréquence.
Cette notion répond à des exigence de fonctionnement.
L’interconnexion des éléments métalliques doit être effectuée par vis, écrous,
tresses métalliques larges et courtes (25 mm2 et de longueur inférieure à 30 cm) ou
toute pièce métallique de ce type.
L’impédance trop élevée des conducteurs masse PE les rend inaptes à assurer ces
liaisons.
Le réseau de masses doit être relié à la terre.
Cas des courants en mode commun
Comme une masse sert de référence de potentiel pour les équipements
électroniques et de retour pour les courants de mode commun, il en résulte que tout
courant qui pénètre par un câble dans un équipement isolé des masses, en ressort
par les autres câbles.
Lorsque les masses sont mal maillées, un câble supportant un courant de mode
commun perturbe tous les autres. Un bon maillage des masses réduit ce
phénomène.
A la différence de la sécurité des personnes qui est une contrainte basse fréquence,
l’équipotentialité entre équipements doit rester satisfaisante, surtout pour les
équipements numériques et ce jusqu’à des fréquences très élevées.
12
Schneider Electric
Rappel (suite)
Règles de câblage
Pour être efficace un réseau enterré doit être maillé :
b Pour les bâtiments de faible surface (env. 10 m2), une simple ceinture enterrée
suffit.
b Pour les bâtiments neufs de grande surface au sol, le maillage des conducteurs
enterrés en grille d’environ 10 m de côté est recommandé.
b Pour les zones où des équipements sensibles aux perturbations
électromagnétiques sont implantés, ce maillage doit être inférieur à 2 m de côté.
Définition : Le maillage des masses consiste en un raccordement systématique de
toutes les structures métalliques de l’installation (charpente, rambarde, gaine, etc.).
E52272
Physiquement, il est plus important de privilégier l’équipotentialité locale du bâtiment
à une faible résistance (par rapport à une terre lointaine).
En effet les lignes les plus sensibles sont celles qui interconnectent les équipements
entre eux. Afin de limiter la circulation de courants de mode commun sur les câbles
qui ne sortent pas du bâtiment, il est nécessaire de limiter les tensions entre
équipements interconnectés au cœur du site.
Ceinture de terre du bâtiment
Schneider Electric
Barrette de raccordement à la terre
13
Rappel (suite)
Règles de câblage
Exemple de maillage des masses sur un bâtiment
Le maillage des structures métalliques de 2 m x 2 m environ convient.
Les châssis des armoires et des baies doivent êtres interconnectés aux masses
voisines (chemins de câbles, huisseries, machines, charpentes, ...).
Un test d’immunité normalisé (CEI 61000-4-4) utilisant des impulsions répétitives à
front raide permet de valider rapidement le bon maillage des masses (chemin de
câbles en particulier) au voisinage des points d’injection et les reprises d’écrans des
câbles blindés.
E52277
Paratonnerre
Ilot ou
salle informatique
Descente
maillée
Huisserie
métallique
y3m
y2m
Fer à béton
Ceinture de terre enterrée
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Patte d'oie
Schneider Electric
Rappel (suite)
Règles de câblage
Protection des pénétrations
Pour les liaisons de données interbâtiment, il est fortement recommandé
d’utiliser de la fibre optique. Ce type de
liaison permet de s’affranchir totalement
des problèmes de boucle entre bâtiments.
Les courants de mode commun provenant de l’extérieur doivent être évacués par le
réseau de terre à l’entrée du site pour limiter les différences de potentiels entre
équipements.
Toute canalisation conductrice (câble conducteur, tuyauterie conductrice ou
tuyauterie isolante qui véhicule un fluide conducteur) entrant dans un bâtiment doit
être raccordée à la terre à l’entrée de celui-ci et au plus court.
Placez des parasurtenseurs en entrée de bâtiments sur les arrivées :
b D’énergie.
b De télécommunications.
b De câbles de signaux (de données, alarmes, contrôles d’accès, surveillance
vidéo, ...).
L’efficacité de tels dispositifs est en grande partie conditionnée par leur installation.
Les parasurtenseurs (varistances, éclateurs, etc.) sont connectés directement à la
masse du tableau électrique ou des équipements qu’ils protègent. Un raccordement
du parasurtenseur uniquement à la terre, au lieu de la masse, est inefficace.
Dans la mesure du possible, les tableaux où sont installés les protections énergie
Telecom et signaux, sont placés à proximité d’une barrette de terre.
E52279
Transformateur
d'isolement
écran
Réseau
01
01
N
02
02
03
Câble
secteur
03
Masse
du transformateur
Parafoudres B.T.
amont
PE
Terre
Schneider Electric
Masse du tableau
15
Rappel (suite)
Règles de câblage
Exemple de maillage des masses sur un îlot
L’expérience montre qu’en milieu industriel,
les équipements électroniques sont
généralement regroupés dans des zones
privilégiées.
Lorsque les équipements électroniques sont regroupés dans une zone dont la
dimension dépasse une dizaine de mètres au carré, réalisez un maillage de 2 m2 à
3 m2 par l’interconnexion des différentes structures de masses et des armoires.
Ceci permet d’éviter de mailler la totalité
d’un bâtiment :
b Il est nécessaire de définir des îlots
regroupant les équipements électroniques.
b Les câbles des capteurs et des
actionneurs hors îlots doivent être
soigneusement blindés.
E52280
Chemin de câble
Equipement
Goulotte
Fer plat
16
Schneider Electric
Rappel (suite)
Règles de câblage
Les régimes de neutre
Schéma TT
E52281
Les différents schémas de liaison à la terre
sont équivalent pour la sécurité des
personnes et leur importance est limitée vis
à vis de la CEM.
Il faut toutefois prendre en compte
certaines particularités de ces différents
modes de raccordement à la terre.
Réalisation
d'une boucle susceptible
de capter des champs rayonnés
Blindage relié
de chaque côté
Attention aux surtensions possibles dues à des prises de terre distinctes dont les
potentiels évoluent séparément.
Schéma TN-C
PEN
Circulation de courants
importants et pertubateurs
Blindage
relié de chaque côté
Si la distribution est en TN-C, il est fortement conseillé d’adopter le schéma TN-S dès
la pénétration dans le bâtiment.
Schneider Electric
17
Rappel (suite)
Règles de câblage
Schéma TN-S
E52283
C’est le meilleur schéma d’un point de vue
CEM :
b Risque de boucle faible (CEM rayonnée).
b Le courant du neutre ne circule pas dans
le conducteur de protection (CEM
conduite).
Attention aux équipotentialités des masses.
PE
Blindage
relié de chaque côté
E52284
Schéma IT
Réalisation
d'une boucle susceptible
de capter des champs rayonnés
Blindage relié
de chaque côté
Z
Un premier défaut d’isolement peut faire apparaître la tension composée entre un
conducteur de phase et la masse des matériels.
Cette contrainte n’est pas acceptable pour les matériels électroniques alimentés
directement entre phase et neutre et dont la conception ne prévoit pas de supporter
cette tension.
Exemple : tenue des filtres RFI des (gros) variateurs de vitesse.
18
Schneider Electric
Rappel (suite)
Règles de câblage
Les phénomènes CEM
Le principal problème CEM est celui des
perturbations conduites en mode commun.
E52285
Les tensions de mode commun ont pour
origine :
b Le couplage par effet d’antenne.
b Le couplage par impédance commune.
b Le couplage câble à câble : par diaphonie
capacitive (si champs électriques) ou par
diaphonie inductive (si champs
magnétiques).
b Le couplage "champ à câble" ou par effet
d’antenne : cas des boucles (fermées ou
non).
Les pertubations et leurs effets :
b Qu’elles soient conduites ou rayonnées, leur présence génère des courants de
mode commun qui, en circulant dans les équipements, provoquent des
disfonctionnements.
Câble
perturbé
Equipement 1
isolé
Courant
de mode
commun
Capa
parasite
Câbles non
blindés
Equipement 2
isolé
Câbles
blindés
Equipement 3
à la masse
Tension
de mode
différentiel
Tension
de mode
commun
Les solutions :
b Plaquez les conducteurs sur les plans de masse pour supprimer les risques de
formation de boucle.
b Effectuez une bonne équipotentialité des masses pour limiter la circulation des
courants perturbateurs.
b Séparez les conducteurs par "catégories" pour diminuer les effets du couplage
diaphonique.
b Raccordez tous les conducteurs afin de supprimer les risques d’antennes.
Schneider Electric
19
Choix du support physique de
communication
Règles de câblage
Les différents types de Médium
Deux types de blindages :
Type
Câbles à feuillard.
E52289
E52286
Trois types de conducteurs peuvent être
utilisés :
b Les paires métalliques.
E52287
E52290
E52288
Fragilité.
L’effet protecteur en haute
fréquence d’un feuillard est
dégradé par les différentes
manipulations du câble :
traction, torsion.
Drain
longitudinal
Câble blindé simple tresse.
Tresse
b Les fibres optiques.
Définition : (selon CEI 439-1) Le blindage
est une protection des conducteurs ou des
matériels contre les perturbations
provoquées en particulier par le
rayonnement électromagnétique d'autres
conducteurs ou matériels.
Inconvénient
Mise en œuvre facile.
Feuillard
b Les câbles coaxiaux.
L'utilisation de paires torsadées avec une
tresse comme blindage est préconisée
pour toutes les liaisons de communication
en RS485 des produits Schneider Electric.
Avantage
Excellente protection contre
L’efficacité d’un câble blindé
les perturbations
dépend du choix de l’écran et
électromagnétiques,
surtout, de sa mise en oeuvre.
particulièrement en hautes
fréquences.
Mise en oeuvre assez simple.
Robustesse.
Compatibilité avec les
connectiques Sub-D ou miniDIN.
Nota : L’effet protecteur d’un câble blindé peut atteindre un rapport 100 avec une
simple tresse à partir de quelques MHz si les connexions de l’écran sont
convenables.
Le choix d’un câble blindé est justifié dans deux cas :
b Pour limiter les perturbations extérieures pouvant affecter un câble "sensible".
b Pour éviter à un conducteur "polluant" de rayonner sur des câbles (ou
équipements) voisins.
Seule la paire métallique est détaillée ci-après, celle-ci étant le conducteur le plus
utilisé de nos jours en transmission de données.
Ses avantages :
b Un prix inférieur à tout autre support (environ 2 Fr/m).
b La facilité de mise en œuvre.
b La connectique simple et peu coûteuse.
Ses inconvénients majeurs :
b L’atténuation importante du signal : au-delà de 2000 m environ, il faut utiliser des
circuits de régénération du signal.
b La distorsion du signal : inadmissible pour des vitesses de transmission
importantes (supérieures à quelques Mbits/sec.).
b Faible bande passante.
b Le phénomène de diaphonie entre paires dans un même câble. L’utilisation de
câble avec écran permet de limiter ce phénomène.
Tableau récapitulatif des différents supports :
Support
Paire torsadée
blindée
Débit
Distance
Typ. : 100 Kbits/s 1 Km
Max. : 500 Kbits/s
Coaxial Bande de Typ. : 1 Mbits/s
2,5 Km
base
Max. : 50 Mbits/s
Coaxial Large
Bande
Fibres optiques
Typ. : 300 Mbits/s 10 à 50 Km
1 Gbits/s
> 10 Km
Remarques
Ordre de prix
Pose facile
Raccord aisé
Immunité faible
Raccord facile
Bonne immunité
Performances
Idem
2 à 3 F/m
4 à 8 F/m
4 à 8 F/m
Immunité parfaite 30 à 40 F/m
Atténuation faible
Grande bande
passante
Prix encore élevé
Nota : Vous pouvez aussi utiliser les ondes électromagnétiques qui ne nécessitent
pas de support physique.
20
Schneider Electric
Choix de support physique de
communication (suite)
Règles de câblage
E52291
Schéma équivalent :
I
R
L
E
G
C
L = inductance série
R = résistance série
C = capacité entre fils
G = conductance (plus facile pour le calcul que des résistances en parallèle),
représente la perte dans les isolants.
Définition : l’impédance caractéristique (Z0) en Ω est le modèle simplifié de la
représentation du câble. Elle est définie pour une longueur théorique du câble infinie,
ce qui permet de s’affranchir de la terminaison de ce câble.
Elle dépend des caractéristiques physiques et électriques des conducteurs et varie
en fonction de la fréquence.
Zo =
(R+j*2* Π *f*L)
------------------------------------(G+j*2* Π *f*C)
f : fréquence.
j : symbole de la phase (+90°).
Pour les matériaux couramment utilisés comme isolants, G peut être négligé devant
2*Π*f*C.
De même, aux fréquences "peu élevées" (< 1MHz), R devient prépondérant devant
2*Π*f*L.
La formule devient donc :
R
----------------------------(j*2* Π *f*C)
Zo =
A des fréquences élevées (> 1MHz) la formule devient :
Zo
(j*2* Π *f*L)
donc : Zo
(j*2* Π *f*C)
=
----------------
L
--C
=
E52292
On peut ainsi tracer la courbe suivante :
Impedance (ohms)
Zone B.F.
Transition region
High frequency region
Zone de
transition
Zone H. F.
10.000
1.000
Zo =
Zo =
R
j2ΠfC
R+j 2 Π f L
G+j 2 Π f C
Zo =
L
C
100
50
20
10
10
100
1000
10 K
100 K
1M
10 M
100 M
1G
Fréquence (Hertz)
Schneider Electric
21
Choix de support physique de
communication (suite)
Règles de câblage
Affaiblissement en dB/km :
b C’est la perte de qualité du signal en amplitude.
b Il dépend de la géométrie du câble.
b Il varie en fonction de la fréquence et de la longueur.
Résistance linéique en Ω/m :
b C’est la résistance au passage d’un courant continu (ou d’une fréquence basse).
b Elle dépend de la section du fil et de sa matière.
b Elle varie suivant la longueur et la température.
Capacité entre conducteurs en pF/m :
b C’est la capacité mesurée entre deux fils d’une même paire.
b Elle dépend du type et de l’épaisseur de l’isolant utilisé.
Vitesse de propagation en m/s :
b C’est le temps que met le signal pour aller d’un point à l’autre d’un fil.
b Pour des fréquences faibles (où les variations de tension sont beaucoup moins
rapides que la propagation), on suppose une vitesse de propagation infinie, d’où une
propagation instantanée.
b Pour des fréquences élevées, cette approximation n’est pas valable.
E52293
Diaphonie entre paires en dB :
Paradiaphonie
Telediaphonie
Température d’utilisation en °C
b Celle-ci doit tenir compte :
v de la température ambiante,
v du type de pose du câble,
v de son échauffement propre,
v de la proximité d’appareils de puissance...
22
Schneider Electric
Règles de câblage
Choix de support physique de
communication (suite)
Exemple de choix
b Impédance caractéristique : 120 Ω.
b Atténuation : une tension mini de 0,2 V sur le récepteur est nécessaire pour une
tension mini de 1,5 V en sortie d’émetteur :
v l’atténuation sera donc :
- Att = 20 Log (Vs/Ve) ; Att maxi = 17 dB sur 1200 m.
v calcul de la longueur maxi du réseau :
- longueur (en m)= 1000 x [1-(1-α/αc)]
α: 14 dB/km
αc : atténuation du câble utilisé (en dB/km)
b Résistance linéique : le guide d’application de la norme EIA485 (le TSB89), stipule
que la résistance maxi ne doit en aucun cas dépasser 390 Ω (pour les conditions
définies dans ce guide et à la température d’utilisation donnée).
v donc, longueur (en m) = 1000 x [1-(1-R/Rl)] :
R : 0,325 Ω/m
Rl : résistance linéique du câble utilisé (en Ω/m).
b Capacité entre conducteurs :
v temps de montée ou de descente du signal Tr < 0,3 Tui (où Tui = Time unit interval
= 1/Br & Br = Baud rate).
Les temps de transitions sont pris entre 10% et 90% de l’amplitude totale du signal
Vss (env. 2τ avec τ = Rl x Cl).
Donc Cl < 0,3 / (Br x Rl x 2).
b Température d’utilisation : > 70°C (Température ambiante maxi dans le tableau).
Application avec une liaison RS485 à 19200 Bds sur une
longueur de bus de 1000 m
b Impédance caractéristique : 120 Ω.
b Atténuation du câble = 20 dB/Km à 19200 Bds :
v longueur = 1000 x [1-(1-14/20)],
v longueur maxi = 700 m,
v cette longueur étant incompatible avec les 1000 m de bus souhaités, il faut donc
un câble avec une atténuation de 14 dB/km maxi.
b Résistance linéique : 0,213 Ω/m (à la température d’utilisation) :
v longueur = 1000 x [1-(1-0,325/0,213)],
v longueur maxi = 1525 m.
b Capacité entre conducteurs :
v Cl < 0,3 / (19200 x 213 x 2),
v Cl < 36,6 nF soit < 36,6 pF/m.
b Température d’utilisation : > 70°C.
Exemple : BELDEN ref. 9842 pour les applications RS422 / RS485.
Schneider Electric
23
Règles de câblage
Règles de mise en œuvre
Sensibilité des différentes familles de câbles
Famille
Câbles
Type de signal
Comportement
CEM
1
Analogiques
2
Numériques et
télécom
3
De relayage
4
Alimentation
Circuits d’alimentation Signaux sensibles
et de mesure des
capteurs analogiques
Circuits numériques et Ces signaux sont
bus de données
sensibles. Ils sont par
ailleurs perturbateurs
pour la famille 1
Circuits des contacts Ces signaux sont
secs avec risques de perturbateurs pour les
réamorçages
familles 1 et 2
Circuits d’alimentation Ces signaux sont
et de puissance
perturbateurs
Remarque : un câble blindé n’est plus perturbateur ni susceptible.
b Lors de l’installation des appareils, il est
nécessaire de toujours respecter les
consignes édictées par le constructeur.
b Il est nécessaire de toujours adapter la
configuration du câblage à la topologie
supportée par le système. Cette
configuration diffère si le réseau est en
étoile, en anneau, ou en bus.
Dans tout les cas, les règles indiquées
dans les paragraphes suivants se veulent
génériques et donc, sont applicables quelle
que soit la topologie ou même le type de
signaux véhiculés.
Mise en œuvre des câbles blindés
Où raccorder le blindage ?
b Raccordez aux deux extrémités les blindages externes de toutes les liaisons
numériques ou de puissance à la masse en entrée d’équipements.
b Seules des liaisons analogiques bas niveau basses fréquences nécessitent
parfois de ne connecter le blindage qu’à une seule extrémité.
Au contraire du raccordement unilatéral le raccordement bilatéral laisse les courants
basses fréquences circuler sur l’écran (tension entre les deux extrémités ou
couplage champ à boucle). Ce courant va générer sur la paire à l’intérieur une faible
tension ou du bruit 50 Hz.
b Le raccordement unilatéral protège
contre les courants basses fréquences.
b Le raccordement bilatéral de l’écran
protège contre les perturbations les plus
sévères, le mode commun haute
fréquence.
Lors d’un raccordement unilatéral, les
signaux différentiels sont donc protégés en
basse fréquence, mais en haute fréquence
ce type de raccordement est inefficace.
24
Schneider Electric
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Comment raccorder le blindage ?
Un raccordement inamovible d’écran en traversée de paroi par presse étoupe
métallique est supérieur à toute autre solution, à condition de gratter la peinture pour
assurer un bon contact électrique.
Il est possible d’utiliser simplement un cavalier qui permet de garantir un contact au
moins sur 180°.
Assez bon
Mauvais
E52294
Le raccordement des câbles blindés
détermine directement l’effet protecteur
haute fréquence.
Si la connexion est effectuée par une
"queue de cochon", c’est-à-dire un fil long,
l’effet protecteur s’effondre en haute
fréquence.
Barre
de masse
Excellent
Bon
Châssis TRP (Tôle de référence
de potentiel)
E52285
Lors du raccordement sur bornier à vis avec impossibilité d’utiliser un cavalier pour
la reprise de l’écran, la longueur de la "queue de cochon" doit être minimale. Ce type
de raccordement est à éviter.
Bornes de masse avec système de fixation métallique
avec rail DIN
Barre de masse
Dans le cas de raccordement par
connecteur, la mécanique du connecteur
doit assurer une continuité électrique sur
360° entre le blindage du câble et la masse
de l’équipement.
Acceptable
si liaison très courte
OUI
E52296
NON
Connecteur avec bossages de masse
Contact
entre les coquilles
de l'écran
Schneider Electric
25
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Mise en œuvre des filtres
L’efficacité d’un filtre secteur en haute
fréquence dépend de la qualité de son
montage.
E52297
Trois règles doivent être respectées lors du montage d’un filtre :
b Référencez le filtre tôle sur tôle.
b Raccordez les câbles amont et aval de chaque côté du filtre afin de limiter le
couplage parasite entre l’entrée et la sortie.
b Plaquez les câbles amont et aval contre la tôle afin de limiter le rayonnement de
l’entrée sur la sortie.
E52298
Non
E52299
Non
Oui
26
Schneider Electric
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Les grandes règles de câblage
b Travaillez en paire pour les signaux numériques ou analogiques.
Règle n° 1 :
Le conducteur aller et le conducteur retour
doivent toujours rester voisins.
Faîtes attention aux câblages à l’intérieur d’armoires qui utilisent des
conducteurs séparés. Repérez les fils par type de signaux et par paire.
Cas particulier : Les chaînes d’arrêt d’urgence et d’alarmes ne doivent jamais être
câblées en unifilaire point à point mais en paires.
b Utilisez des câbles blindés ou des torons sur-blindés.
b L’utilisation de chemins de câbles conducteurs amène un niveau de protection
satisfaisant dans une grande majorité de cas. Veillez à accompagner les câbles de
liaisons inter ou intra bâtiments au minimum par une liaison de masse (cablette de
terre ou chemin de câbles).
b Plaquez systématiquement contre la tôle les câbles de liaisons internes aux
armoires et aux machines.
Règle n° 2 :
Il est souhaitable de plaquer toute liaison
contre des structures équipotentielles de
masse afin de bénéficier d’un effet
protecteur haute fréquence.
Pour conserver un effet protecteur correct, il est conseillé de respecter un rapport :
Distance entre câbles
------------------------------------------------------------------- > 5
Rayon du plus gros câble
E52300
d
d/R>5
R
Câble perturbateur
Règle n°3 :
Seules des paires de signaux analogiques,
numériques et télécommunication peuvent
être serrées l’une contre l’autre dans un
même faisceau ou tirées dans un même
câble de regroupement.
Schneider Electric
Câble signal
b Séparez les circuits de relayage, variateurs, alimentation et puissance, des paires
de signaux analogiques, numériques et télécommunication.
b Réservez dans les armoires une goulotte aux liaisons puissance.
Séparez les liaisons puissance des liaisons de données lors de la mise en
œuvre des variateurs de vitesse.
27
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
b Séparez les signaux analogiques et numériques par une rangée de broches au
0 V si un connecteur est commun à ces deux types de signaux.
Règle n°4 :
Il est déconseillé d’utiliser un même
connecteur pour des liaisons de familles
différentes (sauf pour des circuits de
relayage, alimentation et puissance).
b Le respect de la règle n°5 procure un effet protecteur d’un facteur 5 environ en
haute fréquence.
Règle n°5 :
Tout conducteur libre dans un câble doit
être systématiquement raccordé à la
masse des châssis aux deux extrémités
(sauf pour des câbles analogiques).
b Blindez ou filtrez impérativement les sorties puissance des variateurs de vitesse.
Règle n°6 :
Les câbles de puissance n’ont pas besoin
d’être blindés s’ils sont filtrés.
Câblage interne des armoires
Le cloisonnement interne du tableau
favorise la CEM.
Les commandes numériques, les variateurs de vitesse et les automates
programmables peuvent être situés dans une même armoire si :
b Les variateurs sont mis en oeuvre avec des câbles blindés.
b Toutes les règles de câblage décrites ci-dessus sont respectées.
Conseils :
b Utilisez la cellule comme cage de Faraday.
b Limitez le nombre et le taille des ouvertures dans les panneaux de la cellule.
b Evitez le cloisonnement interne du tableau qui favorise la CEM.
b Fixez les appareils sur des plaques en matière non isolante afin qu’elles jouent le
rôle de plan de masse.
b Utilisez une grille ou un maillage en fond d’armoire pour placer tous les
équipements.
Remarque : toutes les fixations doivent
être réalisées avec contact électrique
=> grattez la peinture.
E52301
Définition : Une cage de Faraday est une enveloppe conductrice dont les parois
sont parfaitement reliées entre elles.
Maillage des masses :
rail DIN + masse armoire
Fixation avec
contact électrique
(rondelle évantail)
Conducteurs de sécurité
28
Barre de masse
Schneider Electric
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Effet protecteur à l’intérieur d’une armoire ou d’une petite
machine
La présence de nombreuses structures de
masses dans les machines et les armoires
procure un effet protecteur maximum.
b Plaquez tous les câbles contre des structures de masses.
b Les goulottes de câblage plastique sont autorisées dans les armoires si elles sont
installées sur :
v la grille de fond,
v ou sur des rails DIN raccordés aux masses de l’armoire.
Les armoires sont constituées de différents éléments assemblés par des vis,
charnières ou soudures. Ces nombreuses fentes diminuent donc la continuité des
masses.
Pour masquer ces fentes, placez le passage des câbles à proximité de ces points
d’assemblage ou doublez le par une tresse de masse.
E52302
Tresse de masse
Collier
OUI
NON
Schneider Electric
29
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Le câblage entre deux armoires
La majorité des problèmes rencontrés sur
site sont des problèmes de conduction.
E52304
La TRP peut être l’une des tôles de l’armoire ou sa grille DIN. La TRP est toujours
connectée au maillage des masses de l’armoire ou de la machine ainsi qu’à celui de
l’îlot.
En coffret plastique (défavorable) utilisez un rail DIN ou une borne de masse.
E52303
Il est impératif de protéger toutes les
liaisons filaires externes à l’armoire
ou à la machine.
Chaque armoire et machine doit être
équipée d’une barre de masse ou d’une
TRP sur laquelle sont connectés tous les
câbles blindés et les protections filaires.
Protections des liaisons externes aux équipements
Définition : Tôle de référence de potentiel.
TRP
30
Barre de masse
Schneider Electric
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Association d’armoires
Il est nécessaire d’assurer la continuité des
masses d’armoire situées côte à côte.
E52305
Lorsque les équipements sont regroupés dans plusieurs armoires côte à côte, il est
nécessaire de respecter les règles suivantes :
b Fixez les armoires entre elles pour constituer des îlots.
b Interconnectez les masses des armoires entre elles par au moins deux contacts
en haut et en bas.
b Réalisez ces liaisons de masse avec :
v du rond de cuivre,
v ou du clinquant large et court,
v ou de la tresse étamée.
b Utilisez des faux planchers conducteurs pour assurer un maillage efficace.
b Grattez les peintures pour réaliser des contacts directs et utilisez des rondelles
éventails.
Interconnexion des masses
50 cm maxi
La section des liaisons de masses est indifférente, seule leur longueur importe.
Elles doivent être inférieures à 50 cm.
Utilisation des goulottes
Les goulottes doivent assurer la continuité
des masses.
E52306
Les goulottes placées à l’extérieur des armoires doivent être métalliques au-delà
d’une longueur de 3 m.
Pour assurer une bonne continuité, les goulottes doivent être raccordées à la masse
des armoires ou des machines par des éclisses ou du clinquant.
Dans le cas où une seule goulotte est utilisée, celle-ci doit être inférieure à 30 m.
Schneider Electric
31
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
E52307
b Fixez les câbles non blindés dans les coins des goulottes.
Puissance
ou variateurs
Analogiques non blindés
Relayage
Numériques non blindés
Numériques blindés
Analogiques blindés
b Utilisez une séparation verticale dans la goulotte pour éviter le mélange des
câbles incompatibles.
b Utilisez de préférence un capot métallique sur la demi goulotte signaux.
Nota : un capot métallique global sur la goulotte n’améliore pas la CEM.
E52308
Anticipez l’évolution de votre installation.
+
Equivaut à
Equivaut à
Efficacité
Définition : Pour chaque réseau de communication, il est nécessaire de respecter
une première limite maximale de longueur de segment sans répéteur en fonction de
la vitesse du réseau et de la jauge du câble utilisé.
Cette limite, indiquée dans la documentation des produits, ne peut être atteinte que
si les conditions d’installation sont satisfaisantes vis à vis de la CEM (câbles posés
dans des goulottes métalliques en continuité électrique de bout en bout, réunies au
maillage des masses et à la terre).
Définition : Il faut définir une longueur théorique maximale de compatibilité
électromagnétique (LTC). Cette seconde limite est théorique car généralement
supérieure à la première, elle sert à optimiser les conditions d’installation et doit être
respectée en même temps que la limite précédente.
Elle concerne également un segment sans répéteur-régénérateur.
La longueur théorique CEM est en moyenne de 1200 m, mais selon le type de
réseau de communication cette valeur peut être différente :
b 2000 m pour FIP à 1 MBit/s et pour Unitelway.
b 1000 m pour ModbusPlus et pour Ethway à câble triaxial 50 Ω.
b 700 m pour Mapway.
b 400 m pour le système BusX des automates PREMIUM.
De même, dans le cas de goulotte unique pour câbles de puissance et de signal, le
cœfficient tient compte de l’absence de toute séparation métallique ou de couvercle
métallique sur la demi goulotte signal.
32
Schneider Electric
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Chaque fois que l’une des trois conditions n’est pas entièrement remplie et afin de
respecter la CEM, la longueur physique de goulotte doit être affectée d’un cœfficient.
Ces cœfficients mesurent la diminution de l’effet protecteur. La longueur autorisée
qui en résulte sera alors inférieure à la LTC.
Exemples d’effets réducteurs
L’effet protecteur d’un chemin de câbles est
d’environ 50 entre 1 MHz et 100 MHz.
Dans le cas où l’utilisation de goulottes métalliques n’est pas possible, d’autres effets
protecteurs peuvent être utilisés pour assurer la continuité des masses :
b Utilisation d’un "cablofil".
Ces chemins de câbles en fils soudés sont moins efficaces et souvent plus coûteux
que les goulottes en tôle.
E52309
Effet protecteur = 5
Effet protecteur = 10
E52310
b Utilisation d’un câble d’accompagnement.
Le câble d’accompagnement est utilisé lorsqu’ aucune autre solution n’est réalisable.
Effet protecteur = 5
Câble de masse
Schneider Electric
33
Règles de mise en œuvre (suite)
Règles de câblage
Taux d’erreurs d’une liaison lente :
Transmission de 41222 octets à 4800 Bds. Test CEI 1000-4-4. Câble blindé 15
paires.
E52311
Transmission impossible
Arrêt
Durée
13
110
1352 s
8
86
1225 s
0
0
160 s
0
0
160 s
E52315
E52314
E52313
E52312
Erreurs
Chemin de câble avec couvercle :
E52317
E52316
Chemin de câble sans couvercle :
Taux d’erreurs d’une liaison rapide :
Transmission à 2 M bits/s. Durée du test CEI 1000-4-4 : 3 minutes.
E52319
12000 erreurs :
E52318
11800 erreurs :
E52313
4600 erreurs :
E52311
9600 erreurs :
E52320
4000 erreurs :
E52312
4500 erreurs :
E52321
0 erreur :
E52314
0 erreur :
E52322
0 erreur :
E52315
0 erreur :
34
Chemin de câble avec couvercle :
E52317
E52316
Chemin de câble sans couvercle :
Schneider Electric
En résumé
Règles essentielles
b Assurez l’équipotentialité des masses.
b Choisissez du matériel aux normes.
b Respectez les instructions des fabricants.
b Protégez vos installations des perturbations provenant de
l’extérieur (reprises de blindages soignées).
b Supprimez les boucles de masse.
b Blindez les câbles sensibles, et les câbles perturbateurs.
b Utilisez les coffrets ou les cellules comme cage de FARADAY
(contact entre tôles à nu et non oxydés, tresses de masse courtes
et large, pas d’ouvertures inutiles…).
b Ne pas utilisez de "queues de cochon".
b Evitez le schéma TN-C, les perturbations de mode commun étant
le principal problème en CEM.
b Plaquez les conducteurs sur les plans de masse.
b Séparez les conducteurs par catégories.
b Ne laissez pas de conducteur non raccordé.
b Le conducteur aller et le retour doivent toujours être voisins.
b Utilisez les "protections naturelles" (chemins de câbles, cornières,
etc...).
Le non respect des règles entraîne :
b Des problèmes de CEM :
v perturbations du fonctionnement.
- une expertise de l’installation,
- une reprise de câblage,
- une mise en œuvre de solutions logicielles.
v risques de non continuité de service,
v systèmes ne remplissant pas sa tâche.
b Des pertes de production, expertise, reprises, coûts élevés.
Schneider Electric
35
36
Schneider Electric
Guide d’intégration
Schneider Electric
Rappels
40
Les réseaux
Les systèmes
Les Bauds et les bits par seconde
Architectures
La boucle de courant 20 mA
La liaison RS232
La liaison RS485
Les normes EIA 485A (revision of March 98) et TSB89
(application guidelines for TIA/EIA-485-A)
40
40
40
41
42
43
47
48
Les interfaces
50
RS232/RS485
Les Modems
50
51
Le protocole Modbus
56
Différence des trames ASCII ou RTU
Différences des protocoles MODBUS ou MODBUS+
Modbus / Jbus
Caractérisation des échanges
Les principes utilisés
L'adressage
Les fonctions
Contrôle des messages reçus par l'esclave
Algorithme de calcul du CRC16
56
56
56
58
60
61
61
62
75
Les spécifications Schneider
79
Généralités
Connectique
Composants disponibles
79
83
84
En résumé
Particularités des produits
85
86
37
38
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Ce chapitre détaille la couche n°2 du modèle OSI. Cette couche est
constituée de deux parties distinctes de la transmission de
données :
b Une partie "matérielle" (interfaces, adressage, paramétrages...).
b Une partie "logicielle" (contrôle d'accès au support, gestion des
erreurs, contrôle des niveaux logiques...).
Schneider Electric
39
Rappels
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les réseaux
Définition : Un réseau de communication a
pour but de relier au moins deux
équipements pour échanger un certain
nombre d'informations (ex. : réseau
Ethernet).
Un réseau se définit par :
b Sa topologie (en bus, anneau, étoile, arborescent, maillé...).
b Ses limites physiques (longueur, débit, nombre "d'abonnés"...).
b Le type de support physique utilisé (câble, fibre optique, ondes hertziennes...).
b Le type d'accès au réseau (aléatoire, maitre-esclave, anneau jeton, avec ou non
gestion d'erreur...).
b Les modes de transmissions (synchrone/asynchrone, par paquets, série/parallèle,
codage NRZ/Manchester...).
Le protocole (TCP/IP, FIP, MODBUS...).
Les systèmes
Définition : Un système regroupe une
population d'entités différentes,
fonctionnant indépendamment et
connectées entre elles (en réseau), afin de
participer à une fonction globale.
Les Bauds et les bits par seconde
Un des paramètres importants dans le choix du câble est la bande passante. Celleci est liée à la vitesse de modulation exprimée en Bauds.
Définition : Un baud correspond à un
nombre d'états électriques par seconde.
Une erreur courante consiste à exprimer les Bauds en bits par seconde.
Définition : Le débit ou le nombre d'infos
transmises chaque seconde sur le réseau
s'exprime en bits par seconde.
E70510
Définition : La valence est le rapport entre
le débit en Bits/s et la vitesse en Bauds.
Ce paramètre intéresse surtout l'utilisateur. Cette confusion vient du fait que la
valence est 1.
Une valence de 2 indique que le débit est doublé pour une même vitesse de
communication.
U
5V
2,5 V
t
0
1
0
0
1
1
00
11
10
01
00
10
0
U
5V
2,5 V
t
40
Schneider Electric
Les liaisons BC 20 mA - RS232 RS422 - RS485
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Architectures
Définition : Une boucle de courant 20 mA est une
liaison multipoints (le nombre de points dépend des
types d'émetteurs/récepteurs), via un câble de 4 fils.
(raccordement sur SubD9 conseillé, longueur maxi. 3000 m à 1200 Bds, & 300 m à
9600 Bds, topologie en bus).
Définition : Une liaison RS232 est une liaison point à
point, via un câble de trois fils minimum.
(raccordement sur un SubD9 ou 25 pts, longueur maxi. 15 m à 19200 Bds).
Définition : Une liaison RS422 est une liaison point à
point, via un câble de quatre fils minimum pour
fonctionnement en full duplex.
(raccordement sur SubD9 conseillé, longueur maxi. 1200 m à 19200 Bds).
Définition : Une liaison RS485 est une liaison
multipoints (32 maxi.), via un câble de 2 fils minimum
pour fonctionnement en half duplex.
(raccordement sur SubD9 conseillé, longueur maxi. 1200 m à 19200 Bds, topologie
en bus).
E52437
E52325
E52324
E52323
Les topologies :
Schneider Electric
Bus
Anneaux
Etoiles
Point à Point
41
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Caractéristiques générales :
b Nombre maxi de charges sur le bus :
dépend des types d'émetteurs/récepteurs.
b Topologie standard : "Multipoints" de type
bus 4 fils.
b Vitesse de transmission :
300/600/1200 Bds.
b Niveaux électriques : 0 mA/ 20 mA.
b Lignes de contrôles : Non.
b Longueur du bus : 3000 m de 300 à
1200 Bds. Dépend directement du type de
câble et de la tension d'alimentation du bus
(12 ou 24 V).
Remarques :
b Convention de signe : "+" pour courant
entrant, "-" pour courant sortant.
b Légende : E : émetteur, R : récepteur.
42
La boucle de courant 20 mA
La boucle est parcourue par un courant de 20 mA obtenu à partir de la tension
d'alimentation (12 ou 24 V).
Dans le cas d'une ligne normale (20 mA : état de repos de la ligne), la perte par poste
connecté est d'environ 1,5 V.
b Les émetteurs des postes esclaves sont le plus souvent en série avec les
récepteurs du poste maître (ligne normale, 20 mA au repos) :
E52338
-
+
TD
+
E
R
-
+
R
+
+RD
Maître
-
+
R
TD
-
+
R
TD
-
+
TD
-
E
E
E
Esclave
Esclave
Esclave
b Les émetteurs des postes esclaves peuvent être en parallèle avec les récepteurs
du poste maître. L'état de repos de la ligne est alors 0 mA :
E52339
Ce mode de transmission utilisé sur
certains équipements permet de meilleures
performances que le mode RS232C.
Bien que ce mode de transmission
présente une bonne immunité aux
parasites, il n'est pas toujours la solution
idéale. En effet, la boucle de courant n'est
pas normalisée.
E
TD
+
R
+RD
-
Maître
+
-
+
R
+
TD
-
+
R
R
+
E
Esclave
TD
-
+
E
Esclave
TD
E
Esclave
Schneider Electric
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
La liaison RS232
La connexion physique DB25-DB25
E52326
Caractéristiques générales :
b Niveaux électriques + 15 V.
b Lignes de contrôles : possibles (RTS,
CTS , DCD, etc...) mais pas systématique
selon le logiciel et/ou l'interface.
b Charge et polarisation de la ligne : non.
b Raccordement mini. (en DB9) :
v broche 2 (Transmitted Data),
v broche 3 (Received Data),
v broche 7 (Signal Ground).
13
DB25 Femelle RS-232-C
25
1
14
Câble série DB25 à DB25
Ordinateur
Interface
DTE
DCE
1
14
DB25 Mâle RS-232-C
13
25
Définition : DTE (Data Terminal Equipement) représente le terminal ou l'ordinateur .
Définition : DCE (Data Communication Equipement) représente le modem (ou
l'imprimante).
b Reliez deux équipements de types opposés (DTE-DCE) à l'aide d'un câble direct
PIN-to-PIN.
b Reliez deux équipements de types semblables à l'aide d'un câble spécial :
v DTE-DTE, utilisez un câble nul-modem,
v DCE-DCE, utilisez un câble nul-terminal.
Sur un ordinateur, le port série est généralement de type DB9 ou DB25 mâle. Le port
parallèle est de type DB25 femelle.
Nota : Les termes "DCE et "DTE" n'ont aucun rapport avec le genre ou le sexe du
connecteur.
La norme "RS-232-C" ne définit pas de façon précise le "sexe" du connecteur. Elle
vise plutôt à normaliser la fonction et l'utilité des broches des connecteurs ainsi que
la tension appliquée.
Définition : La communication parallèle est la : transmission de huit (8) éléments
binaires simultanément (octet). Les huit s(8) bits de l'octet ou byte sont tous envoyés
simultanément sur le médium de communication.
Le raccordement d'une imprimante à un ordinateur est souvent réalisé par un câble
parallèle à connecteurs "DB25".
La longueur maximale d'un câble parallèle est de 30 mètres. Un câble parallèle trop
long pourrait fausser les données de transmission en raison du bruit électrique et de
la déformation des ondes carrées (bits à 1 et à 0).
Définition : La communication série est la transmission de bits l’un à la suite de
l'autre.
Cette méthode est utilisée lorsque la distance est trop grande pour relier deux
équipements à l'aide d'une connexion parallèle. Il est important de mentionner que
le raccordement entre un ordinateur et un modem est réalisé par une connexion
série. Les manufacturiers respectent généralement le standard de raccordement
"RS-232-C".
La longueur maximale recommandée d'un câble série est de 30 mètres, mais il est
possible d'utiliser des longueurs supérieures en respectant certaines
caractéristiques électriques dictées par la norme "RS-232-C"
Schneider Electric
43
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
La connexion physique DB9-DB25
13
E70511
DB25 Femelle RS-232-C
25
1
14
Câble série DB9 à DB25
Ordinateur
Interface
DTE
DCE
5
DB9 Mâle
9
1
6
Certains terminaux et ordinateurs peuvent posséder un connecteur série
"RS-232-C" de type DB9. Sur la figure ci-dessus, la connexion série "RS-232-C" est
réalisée à l'aide d'un câble série DB9 à DB25.
Correspondance entre un connecteur DB25 et DB9.
DB25 (PIN)
1
2
3
4
5
6
7
8
12
20
22
DB9 (PIN)
n/a
3
2
7
8
6
5
1
N/a
4
9
E52487
Brochage du DB9
1
6
2
7
3
8
4
9
5
44
CD
détection de porteuse
DSR
données prêtes
RXD
réception de données
RTS
demande pour émettre
TXD
transmission de données
CTS
prêt à émettre
DTR
terminal prêt
RI
indicateur de sonnerie
SG
xxxxxxx du signal
Schneider Electric
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
E52329
Le câblage standard
Protective ground
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
Transmitted data
Received data
RTS
CTS
DSR
Signal ground
DCD (RLSD)
DTR
RI
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
DIRECT DB25-DB25
DCE
DTE
E52330
Le câble nul-modem
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
GRND
Transmitted data
Received data
RTS
CTS
DSR
Signal ground
DCD (RLSD)
DTR
RI
Protective ground
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
GRND
Transmitted data
Received data
RTS
CTS
DSR
Signal ground
DCD (RLSD)
DTR
RI
NUL-MODEM
DTE
(asynchrome)
DTE
E52331
Le câble nul-terminal
GRND
Transmitted data
Received data
RTS
CTS
DSR
Signal ground
DCD (RLSD)
DTR
RI
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
Protective ground
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
GRND
Transmitted data
Received data
RTS
CTS
DSR
Signal ground
DCD (RLSD)
DTR
RI
NUL-TERMINAL
DCE
Schneider Electric
(asynchrome)
DCE
45
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Le contrôle de flux RTS/CTS ou XON/XOFF
Définition : Le contrôle de flux permet au
récepteur d'ordonner au terminal l'arrêt de
la transmission lorsque sa mémoire tampon
a atteint 90% de sa capacité. Il existe deux
types de contrôle, hardware et software.
L'existence du contrôle de flux, quelle que
soit la méthode utilisée, permet
d'augmenter le débit de transmission du
terminal (DTE) à une vitesse supérieure à
celui du débit du modem sur la ligne.
46
La méthode hardware est recommandée. Elle utilise la signalisation des broches
RTS/CTS de l'interface série RS-232 pour informer le DTE d'arrêter de transmettre.
Cette méthode est la plus sécuritaire et la plus utilisée.
La méthode software nécessite que le modem envoie deux codes ASCII bien
distincts au terminal pour l'informer d'arrêter (Xoff) ou de continuer (Xon) à
transmettre :
v XON Ctrl-Q ASCII 11 Hex.
v XOFF Ctrl-S ASCII 13 Hex.
Tous les PC IBM et compatibles permettent le contrôle de flux par RTS/CTS.
Le problème survient avec les ordinateurs Apple qui ne le supportent pas
nécessairement.
Le modem peut signaler en tout temps au DTE d'attendre un certain temps si ses
buffers sont pleins (et vice-versa).
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Une liaison RS485 possède les
caractéristiques générales suivantes :
b Nombre maxi de charges sur le bus : 32
(pour Zc = 120 Ω et Umc = -7 V à 12 V).
b Topologie standard : chaînage des
différents points de connexions.
b Topologies possibles :
v point à point,
v "Multipoints" de type bus (2 fils ou 4 fils),
v "Multidrop" (1 émetteur et plusieurs
récepteurs),
v 1 récepteur et plusieurs émetteurs.
b Topologie déconseillée : en étoile.
b Distance mini. entre 2 points : 27 cm.
b Longueur maxi. d'une dérivation : 1m
(suivant ISO/IEC 8482).
b Vitesse de transmission : 4800/9600/
19200 Bds.
b Type de protocole : Modbus/Jbus dans
notre cas.
b Sécurité nécessaire : étude plus
approfondie du réseau pour ajuster les
différents paramètres.
b Débit nécessaire à l'utilisation :
optimisation des liaisons en fonction du
besoin, 10 Mbits/s max.
b Lignes de contrôles : non.
Schneider Electric
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
La liaison RS485
Style de connecteur :
b Un connecteur "SubD 9 points" est préconisé sur les produits Schneider. Dans ce
cas, le raccordement sera le suivant :
v broche 9 (Transmitted Data +) = A,
v broche 5 (Transmitted Data -) = B,
v broche 8 (Received Data +) = A',
v broche 4 (Received Data -) = B',
v broche 1 (Signal Ground) = C/C'.
Environnement :
b Température ambiante et de stockage : respectez les caractéristiques des
produits et des câbles.
b Compatibilité CEM :
v respectez les règles de mise en œuvre,
v les produits doivent êtres conformes aux directives "CE".
Caractéristiques Electriques :
b Niveaux électriques : + 5V (en différentiel).
b Emetteur : tension min de sortie 1,5 V / 54 Ω,
b Récepteur : sensibilité mini. + 0,2 V.
b Type de médium : Paire torsadée blindée.
b Impédance caractéristique du médium : Zc = 120 Ω.
b Tension maxi en mode commun : -7 V à 12 V (pour Zc = 120 Ω).
b Courant maxi de sortie d'un émetteur : 250 mA.
b Charge et polarisation de la ligne : oui.
b Résistances de charge = 120 Ω,
b Résistances de polarisation = 470 Ω.
Remarque : un compromis sur la variation maximale de la tension de mode commun
permet de pouvoir :
b Utiliser un câble d'impédance caractéristique de plus faible valeur.
b Connecter plus de charges sur le bus (ex. : pour 50 points de connexions, Umc =
-1 à 5 V).
Le bulletin TSB89 spécifie que si le temps de transition du plus rapide émetteur de
la ligne est supérieur à deux fois le temps de propagation sur cette même ligne (dans
un sens), la connexion n'est pas de la transmission (SIC). Les résistances de charge
ne sont pas nécessaires.
47
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les normes EIA 485A (revision of March 98)
et TSB89 (application guidelines for TIA/EIA485-A)
E52332
Raccordements et repérages :
A/A'
A'
A
Rc
B
B'
B/B'
T
R
R
G
C'
C
G
C/C'
Légende :
b G = Générateur.
b A & B = Points de connexions du Générateur.
b C = Point commun du Générateur.
b R = Récepteur.
b A' & B' = Points de connexions du Récepteur.
b C' = Point commun du Récepteur.
b T = Transmetteur.
b A/A' & B/B' = Points de connexions du Transmetteur.
b C/C' = Point commun du Transmetteur.
b Rc = Résistance de charge.
Etats électriques :
E52333
A
B
C
La ligne "A" de l'émetteur sera négative par rapport à la ligne "B" pour un "1" binaire
(OFF).
La ligne "A" de l'émetteur sera positive par rapport à la ligne "B" pour un '0" binaire
(ON).
48
Schneider Electric
Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)
Binary 1
(OFF)
E52334
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Binary 0
(ON)
Vob
VOH
Voa
VOL
OV (Diff)
Voa – Vob
Temps de transition du signal :
E52335
A
50 pF
G
+ 20%
50 Ω
Vt
+ 1%
B
C
E52336
1.1 Vss
0.9 Vss
Vss
OV (Diff)
0.1 Vss
tui
tr
tf
Vss = | Vt - Vt* |
Contraintes sur la forme du signal :
b tr & tf < 0.3 x tui.
b Entre deux transitions (après tr et avant tf), la valeur de Vt ou Vt* ne doit pas être
en dehors de Vss + 10%.
b A aucun moment, Vt ou Vt* ne doit excéder 5 V.
Schneider Electric
49
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les PC de bureau sont tous équipés d'au
moins un port série (COM1) qui est régi par
la norme RS232C. Il est nécessaire d'avoir
un boîtier d'adaptation (interface RS232/
RS485) des niveaux électriques. Dans
certains cas, comme pour les PC dits
"industriels", lorsqu'une carte supportant le
standard RS485 peut être installée, le
boîtier d'adaptation n'est pas nécessaire.
50
Les interfaces
RS232/RS485
Définition d'une interface RS232/RS485 :
b RS232 :
v conformité à la norme EIA,
v câble de raccordement au PC < 20 m,
v vitesse de transmission compatible avec le port du PC,
v gestion des signaux de contrôle de flux / de présence :
- RTS (Request To Send) ; DTE V DCE,
- CTS (Clear To Send) ; DCE V DTE,
- DCD (Data Carier Detect),
DSR (Data Set Ready),
DTR (Data Terminal Ready), DCE V DTE,
v si la sélection du type d'interface (DTE/DCE) est possible, choisir DCE.
b RS485 :
v conformité à la norme EIA,
v câble de raccordement < 1200 m,
v vitesse de transmission compatible avec le matériel,
v possibilité de polarisation de la ligne (Rp),
v possibilité de charge de la ligne (Rp),
v gestion 2 fils ou 4 fils,
v conformité du format des données (start, stop, parité...),
v possibilité de supporter 32 modules (au moins) sur sa ligne.
Schneider Electric
Les interfaces (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les Modems
Pour des communications sur de longues
distances, utiliser le réseau téléphonique
existant est une solution simple.
Ceci nécessite l’utilisation de MODEMS.
Néanmoins, il n'est pas possible de transmettre directement des bits sur une ligne
téléphonique (sauf RNIS). Une conversation téléphonique entre deux personnes est
dite analogique car elle varie en amplitude et en phase dans le temps.
La transmission de bits 1 et 0 correspond à des variations de tension continue et ne
peut donc être véhiculée directement. Il faut donc utiliser un modem qui permet de
"MOduler et DEModuler" ces mêmes bits de façon analogique.
Il existe quatre types de modulations :
Définition : Un modem ou MODulateur DEModulateur est un appareil permettant de
transformer des signaux numériques en signaux analogiques et inversement.
E52341
b Modulation d'amplitude.
E52342
b Modulation de fréquence.
E52343
b Modulation de phase (synchronisation).
E52488
b Modulation combinée (ex.: d'amplitude et de phase).
Schneider Electric
51
Les interfaces (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
E52340
Les compagnies de téléphones acheminent chez leurs clients des paires de câbles
représentant chacune un numéro de téléphone bien distinct. Chacune de ces lignes
téléphoniques est reliée à la centrale téléphonique sur un ordinateur spécialisé
appelé "échange ou PABX". Cet ordinateur est donc conçu pour établir la
communication entre l'appelant et l'appelé.
Les ordinateurs traitent les informations uniquement sous forme binaire soit 1 et 0.
Pour les échanges téléphoniques ils doivent :
b Décoder les chiffres composés.
b Etablir la communication entre deux abonnés.
b Convertir les conversations analogiques sous forme numérique (1 et 0).
b Traiter les données numérisées.
b Puis re-moduler en signaux analogiques.
PABX
1001101011100
A/D
D/A
appellant
appelé
CPU
Définition :
b PABX : Public Automatic Branch eXchange.
b A/D : Convertisseur Analogue à Digital.
b D/A : Convertisseur Digital à Analogue.
b CPU : Central Processing Unit.
b Appelant : L'usager composant le numéro de téléphone.
b Appelé : L'usager recevant l'appel téléphonique.
Le lien dédié et le modem.
Une connexion établie sur une ligne téléphonique par intermédiaire d'un échange
électronique (PABX) est dite temporaire car elle représente un simple appel
téléphonique que chacun peut effectuer tous les jours. Une fois la communication
terminée, la ligne est relâchée et redevient libre. Un logiciel spécifique est alors
nécessaire afin de pouvoir paramétrer le module, prendre la ligne, gérer la ligne,
etc...
Le lien dédié est une connexion établie point à point. Cette connexion n'est pas
réalisée par l'entremise d'un échange téléphonique. Elle est permanente et
nécessite des composants autres que le téléphone pour fonctionner. Une telle
connexion est en service 24 heures par jour, 365 jours par an. Sur une largeur de
bande de 3 kHz, 19,2 kBps pourront transiter (28,8 kBps V.FC et V.34 sur 3,600 Hz ).
Liaisons locales par modem.
Ce type de liaison est utilisé à l'intérieur d'un bâtiment, dans un lieu privé, lorsque
l'on effectue des transmissions sur des grandes distances, ou dans certains cas
d'environnement perturbé.
Les connexions RNIS (ou ISDN = Integrated Services Digital Network)/.
Définition : Le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) est un réseau
téléphonique fonctionnant de manière numérique jusqu'au niveau de l'usager. Ses
caractéristiques le qualifient pour le transport de volumes modérés de données
numériques, à des distances moyennes, entre les entreprises.
Dans cette application, le RNIS remplacera progressivement le téléphone
analogique. Les futurs concurrents du RNIS sont les technologies DSL et le câble.
Ce type de connexion numérique n'utilise pas de modems, il nécessite un Terminal
Adapter ou une autre carte spécialisée. Ces équipements, bien qu'ils puissent se
configurer très souvent de manière similaire aux modems, possèdent des
caractéristiques supplémentaires et différentes selon les modèles.
52
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Caractéristiques générales :
b Modem industriel ou bureautique (selon
utilisation).
b Analogique/Numérique (selon connexion
réseau téléphonique).
b Vitesse de transmission adaptable (sur
réseau téléphonique).
b Commandes AT supportées pour
l‘utilisation et le paramétrage.
b Présence d‘une entrée RS232 (vitesse
compatible avec MODBUS).
b Présence d‘une entrée contact sec pour
déclenchement d‘un appel.
b Conformité aux directives CEM.
Les interfaces (suite)
Définition : il ne faut pas confondre la vitesse de modulation du Modem et la vitesse
du port COM de l'ordinateur. La vitesse du Modem représente le taux de transfert du
DCE, et la vitesse du port COM représente le taux de transfert du DTE.
La vitesse de communication du Modem peut être modifiée en cours d'échange en
fonction de la charge du réseau téléphonique. Pour les vitesses élevées, il est
conseillé d'utiliser le contrôle de flux "hardware" RTS/CTS.
Conseils d'installation
Hardware :
b En principe, un modem est livré avec un câble de raccordement téléphonique et
un câble de raccordement série au PC/Mac/terminal.
b Pour un modem PCMCIA, se référer aux instructions du fournisseur pour
l'installation.
b Branchez le câble téléphone sur la prise LINE (et non pas PHONE) du modem
(d'autres termes sont parfois utilisés).
b Branchez le câble série entre la prise RS-232 du modem et le Pc/Mac/terminal.
b Branchez l'alimentation externe d'abord sur le 220 V, puis sur le modem (Assurezvous que le modem est sur OFF auparavant).
Software :
b Généralement, le logiciel livré avec le modem ne permet pas de faire de tests. Il
est donc conseillé de se procurer un émulateur de terminal pour faire les premiers
tests de fonctionnement.
b Pour un modem PCMCIA, un driver est livré avec une notice d'installation.
Se référer également aux installations des drivers sur le système d'exploitation du
PC.
Les problèmes de connexion série les plus
courants sont la vitesse mal adaptée et le
câble qui n'est pas complet pour supporter
le flow-control hardware.
Les problèmes de connexion téléphonique
les plus courants sont :
b Un câble téléphonique inadapté (à la
norme Suisse par exemple).
b La prise téléphonique murale n'est pas
câblée correctement.
b La prise téléphonique est raccordée :
v sur une double prise avec 2 téléphones,
v à la prise "verte" Fax / Téléphone,
v sur un central d'abonné.
Schneider Electric
Connexion série avec le modem :
b Après avoir mis le modem sous tension :
v contrôlez que le modem a passé ses tests et se trouve en mode READY (prêt à
fonctionner selon les LEDs allumées),
v configurez l'émulateur de terminal (ou le terminal) avec le baud rate maximum
supporté par le modem ou le Pc/Mac/terminal,
- choisissez 9'600, 19'200, 38'400, 57'600 ou 115'200,
- choisissez 8 data bits, 1 stop bit et parity none (8, 1, N ou 8N1).
v tapez la commande AT [ENTER] et contrôlez si le modem répond OK. Si tel est le
cas, la liaison Pc/Mac/terminal et modem fonctionne déjà (sans véritable test du flowcontrol cependant).
Connexion avec la ligne téléphonique :
b Comme votre émulateur communique maintenant avec le modem :
v tapez ensuite la commande ATDP161 [ENTER],
v le modem compose le numéro puis vous devez entendre l'horloge parlante dans
le haut-parleur du modem,
v la liaison modem <-> ligne téléphonique est en ordre,
v vous pouvez ensuite procéder de même avec un numéro de CARPE (ou autre
prestataire de services) pour faire le test avec des données,
v à ce stade, si tout fonctionne, vous avez déjà accompli une partie de votre
installation.
Si les impulsions de taxation ne sont pas filtrées (dans le modem, par un filtre
externe ou en le demandant à sa Direction des Télécommunications), le modem est
perturbé, surtout s'il n'y a pas de correction d'erreur.
53
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Selon l'application, il est utile de connaître
les paramètres du modem et comment les
affecter.
Les commandes commençant toutes par
AT (Hayes compatible) diffèrent suivant le
modem.
Les modems qui utilisent le jeu de puces de
Rockwell ont des commandes identiques.
Il est préférable de décrire les fonctions
plutôt que les commandes spécifiques.
Les paramètres du Modem sont :
b La correction d’erreur.
b La compression des données.
b Le contrôle de flux.
Les interfaces (suite)
Paramètres du modem :
b La correction d'erreur permet d'éviter des erreurs de transmission sur le réseau
téléphonique parfois perturbé. La norme V.42 (de l'ITU) est plus rapide et meilleure
que le MNP-4 (de Microcom).
b La compression des données permet d'accélérer le transfert des données qui ne
sont pas déjà comprimées. La norme V.42bis (de l'ITU) permet un taux de
compression pouvant aller jusqu'à 4:1 et reconnaît les données déjà comprimées,
alors que le MNP-5 (de Microcom) offre un taux de 2:1.
b Le contrôle de flux : si les modems lents se contentent du flow-control software,
connu sous XON/XOFF dans les manuels, les modems rapides doivent travailler
avec le flow-control hardware, avec les lignes de contrôle RTS/CTS. Si certains
modems permettent le panachage des deux modes, cela n'est pas recommandé.
Quelques commandes AT communes :
ATD
AT&W
AT&V
AT&F
ATLn
ATSr=n
ATS0=n
ATS7=n
Pour composer le numéro, suivi d'un T pour la sélection par fréquences
(DTMF) ou, plus rarement, D pour les impulsions (sur les anciens centraux
téléphoniques). Exemple : ATDT 6939332 [ENTER] +++ permet, à condition
d'observer une pause, avant et après la commande, d'une seconde, de
revenir en mode commande et, par exemple, de raccrocher avec ATH.
Permet d'enregistrer le profil actuel en mémoire. C'est ce profil qui sera activé
lors de la mise sous tension du modem ou avec la commande ATZ. Il faut
noter que sur certains modèles, il est possible d'enregistrer plusieurs profils.
Permet de visualiser les paramètres actifs du modem.
Permet de remettre tous les paramètres du modem selon la configuration
d'usine.
Permet de régler le volume du haut-parleur, alors que ATMn sélectionne son
mode de fonctionnement.
Permet de mettre la valeur n dans le registre r. Il est possible de connaître le
contenu du registre avec la commande ATSr?.
Permet de déterminer le nombre de sonneries avant que le modem réponde.
Si la valeur est 0, le modem ne répondra pas. En Suisse, au minimum deux
sonneries avant de décrocher (selon l'OFCOM).
Permet de définir le temps pendant lequel le modem attend une porteuse
avant de raccrocher et de signaler NO CARRIER. Cette valeur est
généralement comprise entre 45 et 60 (en secondes).
Nota : Seul le manuel de référence du modem fait foi, les exemples donnés pouvant
parfois être différents .
Les messages :
OK
ERROR
CONNECT
NO DIALTONE
NO CARRIER
NO ANSWER
BUSY
54
Signifie que la commande est comprise.
Signifie que tout ou partie de la commande est erronée.
Signifie que la liaison est établie. Ce message est souvent complété par des
informations sur la vitesse et le protocole (correction d'erreur et/ou
compression).
Signifie que le modem ne peut pas composer le numéro, la tonalité n'étant
pas présente.
Signifie que la porteuse a été perdue, soit que le modem distant a raccroché,
soit que notre modem n'a pas reçu de porteuse à l'appel (par exemple
lorsqu'une personne décroche et dit "Allô !").
Signifie que personne ne décroche à l'autre bout, soit que le numéro est faux,
soit que l'équipement distant est en panne (cela peut arriver !).
Signifie que toutes les lignes sont occupées et qu'il faut refaire une tentative
un peu plus tard ou avec un autre numéro.
Schneider Electric
Les interfaces (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le câble reliant le modem à la prise du
téléphone respecte généralement la norme
internationale de raccordement. Cette
norme est différente de celle utilisée en
Suisse.
a
E52344
Modem USA
a
b
b
1 Ligne PTT
ab
2
3
PHONE
LINE
PSTN
T+T 83
a
b
1 Ligne PTT
ab
2
Téléphone CH
3
T+T 83
Le bon câble
Le câble de la liaison série entre le modem et le PC/Mac/terminal (DTE) doit
comporter tous les signaux nécessaires.
b DB-25 et DB-25 :
Nota : Exemple général utilisé dans la majorité des applications.
DTE (DB-25)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
22
Protective Ground
Transmitted Data (TD)
Received Data (RD)
Request to Send (RTS)
Clear to Send (CTS)
Data Set Ready (DSR)
Signal Ground
Data Carrier Detect (DCD)
Data Terminal Ready (DTR)
Ring Indicator (RI)
MODEM (DB-25)
1
2
3
4
5
6
7
8
20
22
b DB-9 et DB-25 :
Nota : Le connecteur DB-9 est fréquemment utilisé sur les PC.
DTE (DB-9)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Data Carrier Detect (DCD)
Received Data (RD)
Transmitted Data (TD)
Data Terminal Ready (DTR)
Signal Ground
Data Set Ready (DSR)
Request to Send (RTS)
Clear to Send (CTS)
Ring Indicator (RI)
MODEM (DB-25)
8
3
2
20
7
6
4
5
22
b Mini-DIN 8 et DB-25 :
Nota : Le connecteur Mini-DIN 8 est utilisé sur les Macintosh. DTE
DTE (Mini-DIN8)
1 DTR
2 DSR
3 TD
4&8
5 RD
7 DCD
SHIELD
Schneider Electric
MODEM (DB-25)
(RTS & DTR)
(CTS)
Transmitted Data (TD)
(Ground)
Received Data
(DCD)
4 & 20
5
2
7
3
8
1
55
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le protocole Modbus
Différence des trames ASCII ou RTU
Définition : ASCII, Américan Standard
Code for Information Interchange.
Définition : RTU, Remote Terminal Unit.
Ces deux formats de trames peuvent êtres
utilisés dans le protocole MODBUS, mais
sont incompatibles entre eux. Environ 95%
des modules communicants sur MODBUS
utilisent des trames "RTU".
Certains équipements permettent le choix entre ces deux formats :
b Le format RTU permet pour une même vitesse de transmission un plus fort débit
de données.
b Le format ASCII offre une "souplesse" plus importante sur les timing inter-octet
(jusqu'à 1 seconde) et constitue une véritable transmission asynchrone.
Différences des protocoles MODBUS ou
MODBUS+
Définition : Le protocole MODBUS utilise
des trames dont le début et la fin sont
standards. L'adresse est placée en début
de trame.
b Pour le protocole MODBUS, les récepteurs lisent l’adresse et reconnaissent ainsi
quel est le module concerné par le message. Ils connaissent aussi la longueur du
message ce qui permet de détecter les messages "tronqués".
b En MODBUS + l'adresse MODBUS est convertie par l'émetteur en une adresse
de nœud et de chemin d'accès sur le réseau.
Définition : Le protocole MODBUS+ utilise
des trames avec des délimiteurs de début
et de fin spécifiques au réseau. L'adresse
destinataire est intégrée au protocole.
Le protocole JBUS utilise une partie du
protocole MODBUS.
Nota : Les produits (modules) peuvent ne
contenir qu'une partie des fonctions (voir
notice produits).
Remarque : les @ Modbus commencent à
"1", les @ JBus commencent à "0".
56
Modbus / Jbus
Structure de la trame
N° d'esclave
Code fonction
Longueur trame
CRC
Détection des trames *
Jbus
Modbus
1 à 255
1 à 16 (sauf 9 & 10)
255 Octets max.
CRC16
silence > 3 caractères
1 à 247
1 à 24
261 Octets max.
CRC16
silence > 1,5 ou > 3,5
caractères
* Cette différence ne pose pas de problème à des débits supérieurs à 1200 bits/s car ces temps
sont inférieurs au temps de traitement de l'équipement (temps de retournement).
Fonctions standard
F1
Lecture de n bits à @ 0 to FFFF Lecture de n bits à @ 1 to 9999
(1 < n < 2000)
F2
Lecture de n bits à @ 0 to FFFF Lecture de n bits à @ 10001 to
(1 < n < 2000)
19999
F3
Lecture de n mots à @ 0 to
Lecture de n mots à @ 40001
FFFF (1 < n < 125)
to 49999
F4
Lecture de n mots à @ 0 to
Lecture de n mots à @ 30001
FFFF (1 < n < 125)
to 39999
F5
Ecriture de 1 bit à @ 0 to FFFF Ecriture de 1 bit à @ 1 to 9999
F6
Ecriture de 1 mot à @ 0
Ecriture de 1 mot à @ 40001 to
to FFFF
49999
F7
Lecture rapide de 8 bits
Lecture du status d'exception
utilisateur
(8 bits) Signale des défauts
sur l'équipement
F15
F15 Ecriture de n bits à @ 0 to Ecriture de n bits à @ 1 to 9999
FFFF
F16
Ecriture de n mots à @ 0 to
Ecriture de n mots à @ 40001
FFFF
to 49999
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le protocole MODBUS permet de lire ou
d'écrire un ou plusieurs bits, un ou
plusieurs mots, le contenu du compteur
d'évènements ou celui des compteurs de
diagnostic.
Le protocole Modbus (suite)
Structure de la trame
Jbus
Fonctions de diagnostic (sous-fonctions)
F8 Lecture des compteurs de
diagnostics
(01) Donnée = 0000=>pas de
réponse émise
donnée = FF00 reset des
compteurs
(02-03-04-0A) Identiques
(0B) Comptabilise les trames sans
erreur de CRC
(0C-0D) Identiques
(0E) Non incrémenté sur une
diffusion
(0F) Comptabilise le nombre de
diffusions reçues
(10-11) Identiques
(12) Comptabilise les erreus de
caractères (format, parité
etc...)
F11 Compteur d’évènement.
Incrémenté sur une diffusion.
Dans la réponse, le 1er mot
est toujours à 0
F12 Historique des 64 derniers
échanges.
Dans la réponse, le 1er mot
est toujours à 0.
Modbus
Lecture des compteurs de
diagnostics
Réponse
pas de RAZ compteurs
Identiques
Comptabilise toutes les trames
Identiques
Incrémenté sur une diiffusion
Comptabilise le nombre de non
réponses de l’esclave
Identiques
Comptablilise les overrun
Compteur d’évènement.
Non incrémenté sur une
diffusion.
Dans la réponse, le 1er mot est
à 0 ou FFFF (status)
Historique de 64 derniers
échanges.
Dans la réponse, le 1er mot est
à 0 ou FFFF (status).
Codes d’exception
(01-02-03-05-07-08) Identiques
(04) Equipement non prêt
(09) Chevauchement de zone
mémoire
Identiques
Erreur pendant le traitement de
la requête
Non implémenté
Fonctions étendues (sous-fonctions)
F13 Commandes programme
(01 - 02) Identiques
(03 - 04) Adresse sur 24 bits
Commandes programme
Identiques
Adresse sur 16 bits + 8 bits
pour le numéro de page
Extension d'adresse
(25) identique
identique
(26) Octet de donnée = 00 or 80h Octet de donnée = 06h
F14 identique
Identique
Remarque : la fonction 13 possède 43 sous-fonctions, Jbus en utilise seulement 6.
Schneider Electric
57
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Caractérisation des échanges
E52348
Les échanges sont réalisés à l'initiative du
maître et comportent une demande du
maître et une réponse de l'esclave.
Maître
Demande
Réponse
N° esclave
Code
fonction
Zone de
données
Zone de
contrôle
Esclave 2
Esclave 3
Les commandes de diffusion sont obligatoirement des commandes d'écriture. Il n'y
a pas de réponse émise par les esclaves.
Toutes les trames échangées ont la même
structure.
E52350
E52349
Esclave 1
Maître
CRC 16
Diffusion
Les demandes du maître sont adressées
soit :
b A un esclave donné (identifié par son
numéro dans le premier octet de la trame
de demande).
b A tous les esclaves (diffusion).
58
Esclave 1
Esclave 2
Esclave 3
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Chaque trame contient quatre types d'informations :
b Le numéro de l'esclave (1 octet) :
v le numéro de l'esclave spécifie l'esclave destinataire (1 à 255). Si ce numéro est
zéro, la demande concerne tous les esclaves, il n'y a pas de message de réponse.
b Le code fonction (1 octet) :
v il permet de sélectionner une commande (lecture, écriture, bit, mot) et de vérifier
si la réponse est correcte.
b Le champ information (n octets) :
v il contient les paramètres liés à la fonction : adresse bit, adresse mot, valeur de bit,
valeur de mot, nombre de bits, nombre de mots.
b Le mot de contrôle (2 octets) :
v il est utilisé pour détecter les erreurs de transmission.
Tout échange comporte deux trames, une
demande du maître et une réponse de
l'esclave.
Sauf pour la diffusion (écriture seulement)
ou l'échange est constitué d'une trame du
maître.
Diagramme d'occupation du support de transmission
E52351
Analyse de la réponse
et préparation de
l'échange suivant
D
D
Maître
R
Esclave N°1
R
Esclave N°n
Support
physique
Echange i-1
D
Demande
Echange i
R
Temps
Echange i+1
Réponse
Attente
Diffusion
Temps de
retournement
Exécution par l'esclave
Remarque : les durées de DEMANDE, REPONSE, DIFFUSION, ATTENTE,
TRAITEMENT sont liées à la fonction réalisée.
Schneider Electric
59
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les principes utilisés
Synchronisation des échanges
Tout caractère reçu après un silence supérieur à 3 caractères est considéré comme
un début de trame.
Fin du bit stop
E52352
Début du
bit start
Silence 3 caractères
Caractère
Caractère
Nota : Respectez un silence sur la ligne entre deux trames d'au moins trois
caractères.
Présentation des trames
Le contenu des trames qui suivent
est donné en hexadécimal.
Présentation des trames de demande et de réponse
E52353
b Demande
N° esclave
(1 à FF)
1 octet
Code
fonction
Informations
1 octet
Mot de contrôle
n octets
2 octets
Lorsque le message
est reçu par l'esclave
ce dernier lit le mot
de contrôle et accepte
ou refuse le message.
Information nécessaire
à la demande adresse
bits, mots valeur bits,
mots nombre de bits,
nombre de mots.
Ce code permet
de sélectionner
les commandes
disponibles.
b Réponse
N° esclave
(1 à FF)
1 octet
Code
fonction
1 octet
Informations
n octets
Mot de contrôle
2 octets
Valeur des bits ou des mots lus,
valeur des bits ou des mots écrits,
nombre de mots ou nombre de bits,
diagnostic.
60
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Chaque module possède une adresse
unique sur le réseau, comprise entre 1 et
255 (1 et FF en hexadécimal).
La valeur de cette adresse est codée sur un
octet, la valeur 0 est interdite car réservée
à la diffusion.
Le protocole Modbus (suite)
L'adressage
Le mode d'adressage diffère suivant les modules :
b Par roue codeuse :
v la roue n°1 donne le poids fort des adresses,
v la roue n°2 donne les poids faibles.
b Par clavier ; le principe reste le même, mais la méthode peut différer :
v paramétrage en une seule fois,
v ou paramétrage en deux opérations (poids fort/poids faible).
Dans tous les cas, se reporter à la notice de mise en œuvre des modules.
Le protocole JBUS possède14 fonctions :
Les trames de demande et de réponse ont
une taille maximale de 255 octets.
Schneider Electric
Les fonctions
Fonctions JBUS :
b Fonction 1 ; Lecture de n bits de sorties ou internes.
b Fonction 2 ; Lecture de n bits d'entrées.
b Fonction 3 ; Lecture de n mots de sorties ou internes.
b Fonction 4 ; Lecture de n mots d'entrées.
b Fonction 5 ; Ecriture de 1 bit.
b Fonction 6 ; Ecriture de 1 mot.
b Fonction 7 ; Lecture rapide de 8 bits.
b Fonction 8 ; Diagnostic des échanges.
b Fonction 11 ; Lecture du compteur d'événement.
b Fonction 12 ; Lecture du buffer trace.
b Fonction 13 ; Lecture/écriture adresse > FFFFh ou commande programme
(téléchargement, ...).
b Fonction 14 ; Diagnostic associé aux commandes programmes.
b Fonction 15 ; Ecriture de n bits.
b Fonction 16 ; Ecriture de n mots.
61
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Contrôle des messages reçus par l'esclave
Contenu d'une réponse exception.
E52357
Le maître émet une demande en indiquant :
b Le numéro d'esclave.
b Le code fonction.
b Les paramètres de la fonction.
Il calcule et émet le contenu du mot de
contrôle (CRC 16).
Lorsque l'esclave reçoit le message de
demande, il le range en mémoire, calcule le
CRC et le compare au CRC 16 reçu :
b Si le message reçu est incorrect
(inégalité des CRC 16), l'esclave ne répond
pas.
b Si le message reçu est correct mais que
l'esclave ne peut le traiter (adresse erronée,
donnée incorrecte...), il renvoie une
réponse d'exception.
N° esclave
(1 à FF)
1 octet
CRC 16
1
PF *
1 octet
1 octet
pf *
2 octets
Code d'exception :
1. - Code fonction inconnu
2. - Adresse incorrecte
3. - Donnée incorrecte
4. - Automate non prêt
5. - Acquittement
7. - Non acquittement
8. - Défaut d'écriture
9. - Chevauchement de
zone
Code fonction reçu et
bit de poids fort à 1.
E52356
Maître
Exemple :
Esclave
Calcul du CRC
Comparaison CRC 16
b Demande.
E52358
N° esclave Fonction
Zone de
données CRC 16
1
9
0
0
0
0
pf *
PF*
CRC 16
E52359
b Réponse.
Important : dans le CRC 16, l’octet de
poids faible (pf) est transmis en premier.
1
89
1
pf *
PF*
CRC 16
Remarque : Les réponses d'exception 5 et 7 sont relatives aux fonctions JBUS 13
et 14.
62
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Définition : Un bit est une unité élémentaire d'information ne pouvant prendre que
deux valeurs distinctes : 1 ou 0 . Les "bits" représentent le langage qu'utilisent les
ordinateurs pour fonctionner. Elles correspondent aux niveaux électriques suivant
dans l'ordinateur :
b "bit 0" = 0 volt.
b "bit 1" = 5 volts.
Important :
Lorsque les "bits" sont transmis sur un port série , ils correspondent aux niveaux
électriques suivants :
b "bit 0"= +3 à +15 V.
b "bit 1"= -3 à -15 V.
Définition : Un octet ou un byte est un groupe comprenant huit (8) éléments
binaires. Un "octet" ou "byte" est donc un ensemble de huit (8) "bits" représentant un
tout appelé " mot binaire".
Remarque : PF = Poids Forts et pf = poids faibles.
Lecture de n bits : fonction 1 ou 2
b Demande.
E52360
b Fonction 1 : lecture de N bits de sortie ou
bits internes
b Fonction 2 : lecture de N bits d'entrée.
b Le nombre de bits à lire doit être y 2000.
N° esclave
Adresse du
1er bit à lire :
1 ou 2
PF *
1 octet
1 octet
pf *
Nombre de
bits à lire :
1 ≤ n ≤ 2000
2 octets
2 octets
CRC 16
pf*
PF *
2 octets
E52361
b Réponse.
Nombre
d'octets
lus
1 ou 2
N° esclave
1 octet
1 octet
Dernier
octet lu
1 er octet lu
1 octet
n octets
CRC 16
pf *
PF*
2 octets
E52355
Détail d'un octet :
Dernier bit
transmis
1 er bit
transmis
Nota : Les bits non utilisés dans l'octet sont mis à zéro.
Exemple :
Lecture des bits 204 à 211 de l'esclave n° 1.
E52362
b Demande.
01
01
02 04
01 0E
CRC 16
b En hexadécimal, le nombre de bits à lire de 204 à 211 se détaille comme suit :
v 0204, 0205, 0206, 0207, 0208, 0209, 020A, 020B, 020C, 020D, 020E, 020F, 0210,
0211,
v soit 14 valeurs ou 0E en hexadécimal.
E52363
b Réponse.
01
01
02
10101001
20B
Schneider Electric
204
00101110
211
20C
CRC 16
63
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le protocole Modbus (suite)
b Fonction 3 : lecture de mots de sortie ou
bits internes.
b Fonction 4 : lecture de mots d'entrée.
b Le nombre de mots à lire doit être y 125.
Remarque : le "mot" représente ici 2 octets soit 16 bits.
Lecture de n mots : fonction 3 ou 4
E52364
b Demande.
N° esclave
1 octet
3 ou 4
1 octet
Adresse du
1er mot à lire :
Nombre de mots à
lire n
125 :
PF *
PF *
pf *
2 octets
CRC 16
pf * pf *
2 octets
PF*
2 octets
E52365
b Réponse.
N° esclave
1 octet
3 ou 4
1 octet
Nombre
d'octets
lus
1 octet
Valeur
1 er mot
PF *
Valeur du
dernier mot
pf *
2 octets
PF *
pf *
2 octets
CRC 16
pf *
PF*
2 octets
Exemple :
Lecture des mots 805 à 80A de l'esclave n° 2.
E52366
b Demande.
02
03
0805
0006
CRC 16
E52367
b Réponse.
02
03
OC
XXXX
YYYY
CRC 16
Valeur du mot 80A
Valeur du mot 805
64
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Ecriture d'un bit : fonction 5
La trame de réponse est identique à la
trame de demande.
E52368
b Demande.
N° esclave
5
Adresse du bit
PF *
1 octet
1 octet
Valeur du bit
CRC 16
0
pf *
pf *
2 octets
1 octet
1 octet
bit forcé à 0_
bit forcé à 1_
écrire 0
écrire FF
Valeur du bit
0
PF*
2 octets
E52368
b Réponse.
N° esclave
5
Adresse du bit
PF *
CRC 16
pf *
pf *
PF*
Nota : Si le numéro d'esclave est 00, tous les esclaves exécutent le forçage sans
émettre de réponse.
E52369
Exemple :
Forçage à 1 du bit 210 de l'esclave n° 2.
02
05
02 10
FF
00
CRC 16
Ecriture d'un mot : fonction 6
La trame réponse est identique à la trame
demande.
E52370
b Demande.
N° esclave
Adresse du mot
6
PF *
1 octet
1 octet
pf *
Valeur du mot
PF *
2 octets
CRC 16
pf *
2 octets
pf *
PF*
2 octets
E52370
b Réponse.
N° esclave
Adresse du mot
6
PF *
pf *
Valeur du mot
PF *
CRC 16
pf *
pf *
PF*
Nota : Si le numéro d'esclave est 00, tous les esclaves exécutent le forçage sans
émettre de réponse.
Exemple :
E52371
Ecriture de la valeur 1000 dans le mot d'adresse 810 de l'esclave n°1.
01
06
810
1000
CRC 16
Schneider Electric
65
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Lecture rapide de 8 bits : fonction 7
Les adresses des 8 bits concernés sont
fixées par l'esclave.
E52372
b Demande.
N° esclave
7
CRC 16
pf *
1 octet
PF*
1 octet
2 octets
7
XXXXXXXX
CRC 16
1 octet
2 octets
E52373
b Réponse.
N° esclave
1 octet
66
1 octet
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Lecture des compteurs de diagnostic : fonction 8
b Demande/réponse.
E52489
A chaque esclave sont affectés des
compteurs d'évènements (ou compteurs de
diagnostic) :
b Il y a au total 9 compteurs par esclave.
b Ces compteurs sont des mots de 16 bits.
N° esclave
1 octet
8
Code SS
Fonction
1 octet
Fonction
L'esclave doit envoyer l'écho de la
demande (contrôle de la
transmission)
Remise à zéro des compteurs de
diagnostic, annulation du mode
déconnecté et reconfiguration du
coupleur. Pas de réponse émise.
Remise à zéro des compteurs de
diagnostic et du buffer trace.
Lecture du registre de diagnostic de
l'esclave.
1 octet
Données
CRC 16
2 octets
2 octets
Code sous fonction
Données
Remarques :
00
XYZT
X, Y, Z, T, fixés
par l'utilisateur
01
0000
01
FF00
02
XXXX
Modifie le caractère délimiteur de
fin de trame (en mode ASCII). Par
défaut, ce caractère est LF (OA).
03
XY00
Mode déconnecté l'esclave est
forcé à ne plus répondre(utiliser la
sous-fonction 1 pour activer
l'esclave)
Remise à zéro des compteurs de
diagnostic
Lecture du nombre total des :
v trames reçues sans erreur CRC
(CPT 1)
v trames reçues avec erreur CRC
(CPT 2)
v nombre de réponses d'exception
(CPT 3)
v trames adressées à la station
(CPT 4) - (hors diffusion)
v demandes de diffusion reçues
(CPT 5)
v réponses NAQ (CPT 6)
v réponses de l'esclave non prêt
(CPT 7)
v caractères non traités (CPT 8)
04
0000
0A
0000
0B
XXXX(1)
0C
XXXX(1)
0D
XXXX(1)
0E
XXXX(1)
0F
XXXX(1)
10
11
XXXX(1)
XXXX(1)
12
XXXX(1)
Lors de la
demande XXXX
vaut 0000.
Lors de la réponse
XXXX est le
contenu du
registre de
diagnostic (fixé
par l'utilisateur).
XY fixé par
l'utilisateur : code
ASCII du
caractère de fin
de trame
(1) Lors de la demande XXXX vaut 00 00.
Lors de la réponse, xxxx est le contenu du compteur concerné.
Schneider Electric
67
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Lecture des compteurs d'évènement : fonction 11
Ce compteur permet, depuis le maître, de
savoir :
b Si l'esclave a correctement interprété la
commande (compteur d'évènements
incrémenté).
b Si l'esclave n'a pas interprété la
commande (compteur non incrémenté).
Chaque esclave possède un compteur d'évènements. Le maître lui aussi possède
un compteur d'évènements. Ce compteur est incrémenté à chaque trame
correctement reçue et interprétée par l'esclave (sauf la commande spécifique de
lecture de ce compteur : fonction 11). Une commande de diffusion correcte
incrémente le compteur. Si l'esclave émet une réponse d'exception, le compteur
n'est pas incrémenté.
La lecture de ces différents éléments va permettre d'effectuer un diagnostic des
échanges ayant été réalisés entre le maître et l'esclave.
Si le compteur du maître est égal au compteur de l'esclave, la commande envoyée
par le maître a bien été exécutée. Si le compteur du maître est égal au compteur de
l'esclave + 1, la commande envoyée par le maître n'a pas été exécutée.
E52374
b Demande.
N° esclave
OB
CRC 16
pf *
1 octet
PF*
2 octets
E52375
b Réponse.
N° esclave
1 octet
68
OB
1 octet
00 00
2 octets
Contenu du
compteur de
l'esclave
2 octets
CRC 16
pf *
PF*
2 octets
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Lecture du "buffer trace" : fonction 12
L'utilisateur a, à sa disposition, une
mémoire de 64 octets contenant l'historique
des 64 dernières transactions.
Remarque : les fonctions 12 / 13 / 14 ne sont pas implémentées dans tous les
contrôleurs Modicon et ne sont là qu'à titre d'informations parce que présentes dans
la liste des fonctions JBUS.
Le maître peut demander une lecture de cette mémoire. L'esclave répond en
renvoyant également le contenu du compteur d'évènements et le contenu du
compteur de messages.
E52376
b Demande.
N° esclave
1 octet
0C
CRC 16
1 octet
2 octets
E52377
b Réponse.
Etat de
compteur
d'évènement
N°
esclave
OC
1 octet
1 octet 1 octet 2 octets
Compte rendu
évènement plus
récent
46
00 00
Etat de
64 octets CRC
compteur
de message
2 octets
Compte rendu
évènement plus
précédent
2 octets
Compte rendu
évènement N
Compte rendu
évènement -64
E52378
b En réception.
1
= 1 si
diffusion
= 1 si mode
déconnecté
1 si caractère
erroné
0
0
= 1 si
erreur
CRC
0
0
0
0
0
E52379
b En émission, numéro d'erreur éventuel.
1
1
= 1 si mode
déconnecté
0
E52380
b En mode déconnecté (1).
0
0
1
0
E52381
b Remise à zéro des compteurs de diagnostic (commande 8, ss commande 01).
0
0
0
0
0
0
0
0
(1) le mode déconnecté est utilisé pour l'analyse de certaines anomalies. Dans ce
mode, le coupleur surveille la ligne en incrémentant les compteurs et en mettant à
jour la table trace. Par contre, aucun transfert vers la mémoire de l'esclave n'est
effectué et aucune réponse n'est envoyée sur la ligne. Ce mode est piloté par la
commande 8 (sous fonction 01 et 04).
Schneider Electric
69
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le protocole Modbus (suite)
Commandes programme : Fonction 13
Les commandes programme permettent de réaliser les fonctions suivantes :
Connexion à la mémoire de l'esclave.
b Déconnexion de la mémoire de l'esclave.
b Arrêt de l'esclave (STOP).
b Marche de l'esclave (RUN).
b Déchargement du programme de l'esclave (lecture du contenu de la mémoire).
b Chargement de programme dans l'esclave (écriture de la mémoire).
Les fonctions de chargement et de déchargement de la mémoire permettent
également de lire et d'écrire la mémoire de données au-delà de la limite d'adressage
sur 16 bits.
Les commandes de chargement et déchargement de la mémoire de données sont
accessibles à tout instant. Les commandes programme doivent être organisées à
l'intérieur d'une session organisée comme suit :
b Connexion.
b Commandes.
b Déconnexion.
Attention : Le panachage des commandes de lecture et d'écriture à l'intérieur d'une
même session est interdit.
Dans le cas où la réponse serait un non acquittement (réponse d'exception 7), le
diagnostic associé à ces fonctions est obtenu en utilisant la fonction 14 (cf. §
suivant).
A un instant donné, un seul coupleur peut accéder à la mémoire de l'esclave et/ou
donner des ordres à l'unité centrale de l'esclave.
Cette exclusion mutuelle est respectée en organisant les commandes programme
en sessions :
b Commandes programme proprement dites (arrêt, marche, déchargement,
chargement,...).
b Déconnexion de la mémoire.
Remarques :
b La mémoire de données est accessible quel que soit l'état du coupleur (connecté
ou non). Cela permet de respecter le principe d'exclusion mutuelle.
b Une procédure de déconnexion automatique (time out, ...) sur l'esclave doit être
prévue dans le cas où la commande de déconnexion n'arrive pas (coupure ligne,
erreur caractère, ...).
70
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Diagnostic des commandes programme : fonction 14
Cette commande permet de préciser le diagnostic associé aux réponses d'exception
7 (non acquittement) reçues lors de l'exécution d'une commande programme
(fonction 13). Elle fournit le diagnostic de la dernière commande programme
exécutée.
Commande interdite en diffusion.
Syntaxe :
E52382
b Demande.
N° esclave
OE
1 octet
1 octet
CRC 16
2 octets
E52383
b Réponse.
N°
esclave
1 octet
Code
fonction
0E
1 octet
Longueur
trame
02
1 octet
Code
s/s fnct.
1 octet
Type de
l'erreur
CRC 16
1 octet
2 octets
Le code sous fonction renvoyée est le code sous fonction de la dernière commande
programme exécutée, avec le bit de poids fort forcé à 1 si une erreur a été détectée
lors de l'exécution.
Exemple : 82 pour une demande de marche (sous fonction 2). Le type de l'erreur est
codé comme suit :
N°
00
01
02
03
04
08
09
10
Schneider Electric
Libellé
Pas d'erreur
Commande inconnue, non autorisée ou
mal exécutée (erreur de dialogue U.C. par
exemple).
Adresse virtuelle invalide (hors du champ
d'adressage maximum autorisé).
Mémoire protégée. L'utilisateur essaie de
lire ou d'écrire une mémoire qui est déjà
occupée par un autre coupleur (principe de
l'exclusion mutuelle).
Lecture ou écriture à des adresses
physiques inexistantes (hors du champ
d'adressage de l'esclave considéré).
Nombre de mots invalides.
Commande non autorisée, l'esclave est en
marche.
Commande non autorisée, l'esclave
n'étant pas connecté.
Type de la commande pouvant
entraîner cette erreur
Toute commande.
Lecture ou écriture mémoire.
Lecture ou écriture mémoire.
Lecture ou écriture mémoire.
Lecture ou écriture mémoire.
Ecriture mémoire.
Marche, arrêt, lecture ou écriture.
71
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Ecriture de n bits consécutifs : fonction 15
Si le numéro d'esclave est 0, tous les
esclaves exécutent l'écriture sans émettre
de réponse en retour.
E52384
b Demande.
N°
esclave
1 octet
OF
1 octet
Adresse
du 1er bit
à forcer
Nombre
de bits à
forcer
2 octets
X
1
Nombre
d'octet à
forcer
Valeur
des bits
à f orcer
CRC 16
1 octet
n octets
2 octets
2 octets
1968
1
n
246
1 er octet
n ième octet
Dernier bit
du 1er octet
Dernier bit du
n ième octet
1er bit du
1 er octet
1er bit du
n ième octet
E52385
b Réponse.
N°
esclave
OF
1 octet
Adresse
du 1 er bit
forcé
1 octet
Nombre
de bits
forcés
2 octets
2 octets
CRC 16
2 octets
Exemple :
Forcer à 1 les bits 200 et 201 de l'esclave 3.
E52386
b Demande.
3
OF
200
0002
01
03
CRC 16
E52387
b Réponse.
3
OF
200
0002
CRC 16
72
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Ecriture de n mots consécutifs : fonction 16
Si le numéro d'esclave est égal à 0, tous les
esclaves exécutent l'écriture sans émettre
de réponse en retour.
E52388
b Demande.
N°
esclave
1 octet
Adresse
du 1 er mot
à forcer
10
1 octet
Nombre
de mots
à forcer
Nombre
d'octets
à forcer
2 octets
1 octet
2 octets
1
X
n octets
CRC 16
2 octets
123
1
N
246
1 er mot forcé
PF *
Valeur des
mots à
forcer
Dernier mot à forcer
pf *
PF *
pf *
pf *
PF *
E52389
b Réponse.
N ° esclave
1 octet
10
1 octet
Adresse
du 1er mot
Nombre
de mots
forcé
f orcés
2 octets
2 octets
CRC 16
2 octets
Exemple :
Forçage des mots 0800 à 0803 de l'esclave n° 1.
(0800) = 0001
(0801) = 0010
(0802) = 0100
(0803) = 1000
E52390
b Demande.
01
10
0800
0004
08
0001 0010 0100 1000
CRC 16
b Réponse.
01
10
0800
0004
CRC 16
Schneider Electric
73
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Identification d'un esclave : fonction 17 (spécifique PM 6xx/
CM2xxx)
b Demande.
E52392
Retourne la description du type de
contrôleur à cette adresse, l'état courant du
"run indicator", et certaines informations
spécifiques à chaque types d'esclaves.
La diffusion n'est pas supportée.
N° esclave
1 octet
11
1 octet
CRC 16
2 octets
E52393
b Réponse.
N°
esclave
11
Nombre
d'octets
1 octet 1 octet 1 octet
ID
Indicateur de
esclave fonctionnement
1 octet
PF des
données
pf des
données
CRC
1 octet
1 octet
2 octets
1 octet
Nota : Le nombre d'octets, l'ID esclave, les données disponibles, dépendent du type
d'esclave. Indicateur de fonctionnement : FF = ON & 00 = OFF.
Exemple : Lecture des données d'un PM600 N°17:
E52394
b Demande.
01
11
1 octet
CRC 16
1 octet
2 octets
E52395
b Réponse.
01
11
04
64
FF
01
E1
CRC 16
64 = spécifique aux modules Powerlogic.
01 E1 = adresses Powerlogic.
74
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
E52396
Algorithme de calcul du CRC16
FFFF
CRC 16
CRC 16
Octet
CRC 16
n=0
décalage à droite CRC 16
non
CRC 16
retenue
poly
oui
CRC 16
n=n+1
non
n>7
oui
octet suivant
non
message terminé
oui
fin
+ ou exclusif
n = nombre de bits d'information
POLY = polynôme de calcul du CRC 16 = 1010 0000 0000 0001
(polynôme générateur = 1 + x2 + x 15 + x 16)
Dans le CRC 16, le 1er octet émis est celui des poids faibles.
Schneider Electric
75
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Le protocole Modbus (suite)
Exemple de calcul du CRC : trame 020B = lecture du compteur d'évènements
(Fonction 11) de l'esclave à l'adresse 02h
Initialisation
du CRC
CRC =
1111
1111
1111
1111
+1er octet (02)
CRC =
0000
n=0
+ polynôme
n=1
+ polynôme
n=2
n=3
+ polynôme
n=4
n=5
+ polynôme
n=6
n=7
+ polynôme
n>7
C CRC = + 2ème
octet (φB)
n=0
+ polynôme
n=1
+ polynôme
n=2
n=3
n=4
+ polynôme
n=5
n=6
n=7
0000
0000
0010
CRC = 1111
Décalage N°1 0111
1010
CRC = 1101
Décalage N°2 0110
1010
CRC = 1100
Décalage N°3 0110
Décalage N°4 0011
1010
CRC = 1001
Décalage N°5 0100
Décalage N°6 0010
1010
CRC = 1000
Décalage N°7 0100
Décalage N°8 0010
1010
1111
1111
0000
1111
1111
0000
1111
0111
0011
0000
0011
1001
0100
0000
0100
0010
0001
0000
1111
1111
0000
1111
1111
0000
1111
1111
1111
0000
1111
1111
1111
0000
1111
0111
0011
0000
1101
1110_ 1
0001
111
1111_ 1
0001
1110
1110_ 0
1111_ 1
0001
1110
1111_ 0
1111_ 1
0001
1110
1111_ 0
1111_ 1
0001
CRC = 1000
0000
CRC = 1000
Décalage N°1 0100
1010
CRC = 1110
Décalage N°2 0111
1010
CRC = 1101
Décalage N°3 0110
Décalage N°4 0011
Décalage N°5 0001
1010
CRC = 1011
Décalage N°6 0101
Décalage N°7 0010
Décalage N°8 0001
CRC Final
1
MSB
0001
0000
0001
0000
0000
0000
0000
0000
0000
1000
0100
1010
0000
1010
1101
1110
0111
7
0011
0000
0011
1001
0000
1001
0100
0000
0100
0010
0001
0000
0000
0000
0000
1000
0100
4
LSB
1110
1011
0101
1010_ 1
0001
1011
1101_ 1
0001
1100
0110_ 0
0011_ 0
1001_ 1
0001
1000
0100_ 0
0010_ 0
0001_ 0
1
Donc le CRC pour cette trame sera : 4117 hex.
MSB = Most Significant Bytes (PF).
LSB = Least Significant Bytes (pf).
76
Schneider Electric
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Interprétation électrique du CRC sur le réseau RS485:
E52397
v Dans notre exemple, la demande du maître est :
02
0B
41 17
E52398
v Dans ce cas, la réponse sera :
02
0B
Contenu du
compteur
(ici 00 00)
00 00
A4 38
E52399
CRC 16
+ 5V
OV
0
0
1 0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
- 5V
1
4
Start
Stop
Start
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7
Stop
MSB
LSB
1
Donc l'interprétation du signal est : $ 41 17
(conforme à ce que l'on attendait).
Schneider Electric
77
Le protocole Modbus (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Exemple "physique" d'une trame :
b Les trames "Maître" sont émises par un logiciel spécifique.
b Les trames "Esclave" sont émises par un module de la gamme Digipact.
b Le câblage de la ligne RS485 est fait en "2 fils" avec charge et polarisation.
b Les mesures sont effectuées à l'oscilloscope entre les bornes 8/9 (point chaud de
la sonde) et 4/5 (point froid) du subD 9pts du module.
La fonction Modbus utilisée est la fonction 11 "lecture du compteur d'évènements".
Tous les modules possèdent cette fonction (voir description des fonctions).
E52397
b Demande.
02
0B
41 17
E52398
b Réponse.
02
b
v
v
v
0B
Contenu du
compteur
(ici 00 00)
00 00
A4 38
Remarque : la vitesse de transmission étant de 19200 bauds :
1 bit = 52 µs,
1 octet (1start + 8bits + 1stop) = 520 µs,
donc durée théorique de la réponse = 4,16 ms (4,14 ms mesurée).
b Forme du signal mesuré (début de la trame):
E52400
+ 5V
OV
0
0
1 0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
- 5V
2,86ms
Prise de
ligne
2
0
Start
Stop
Start
=
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
B
Stop
2ème octet
1er octet
0
On a ainsi l'adresse de l'esclave : 02 hex , de même que le code fonction : 0B hex.
78
Schneider Electric
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les spécifications Schneider
Généralités
La configuration minimale est :
b Les fonctions sur bits (lecture/écriture) : 1 et 2 ; 5 et 15 ou/et les
fonctions sur mots (lecture/écriture) : 3 et 4 ; 6 et 16.
b Les fonctions de diagnostic : 8 (sous codes 10 à 18), 11.
De même, tout équipement doit accepter les trames de diffusion
pour les fonctions d'écriture.
.
Le format de transmission, doit comprendre les données
suivantes :
b 1 bit start.
b 8 bits données.
b 1 bit stop.
b Sans parité.
La vitesse de transmission, doit intégrer 9600 bds.
Les interfaces physiques (RS232C, RS422A, RS485, BC 20 mA) sont choisies en
fonction de l'environnement et des performances souhaités.
En interface physique, sélectionnez la jonction RS485 (seul
standard défini pour des utilisations en multipoints) avec utilisation
de la topologie 2 fils. L'équipement doit également gérer l'utilisation
en topologie 4 fils.
Principes à suivre :
b Respectez le format des trames.
b Respectez les numéros de fonction.
b Respectez les limites données par le protocole :
b Lecture de 2000 bits ou 125 mots maximum,
b Ecriture de 1968 bits ou 123 mots maximum.
b Avoir un numéro d'esclave paramétrable.
b Détectez les fins de trame sur silence de 3 caractères.
b Incrémentez les compteurs de diagnostic en parfaite conformité avec la
spécification.
b Avoir les bonnes réactions en cas d'évènements inattendus :
b Renvoi d'un message d'exception sur une trame maître invalide dont le
crc 16 (code de redondance cyclique) et le numéro d'esclave sont corrects.
b Pas de réponse sur une trame avec erreur crc 16.
b Rejetez les trames incomplètes ou trop longues.
Schneider Electric
79
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Les spécifications Schneider (suite)
b Le temps qui sépare deux caractères d'une trame doit toujours être inférieur à trois
caractères (1 caractère = bit start, bits de données, parité et bit(s) stop(s)).
b Le temps qui sépare deux trames (maître ou esclave) doit toujours être supérieur
ou égal à trois caractères.
b Si l'équipement est programmé avec une parité, vérifiez la parité sur tous les
octets d'une trame reçue.
b Si l'équipement est programmé sans parité, refusez une trame dont les octets
comportent une parité.
b Les contrôles à effectuer sur une trame maître ou esclave sont :
v CRC16 correct,
- numéro d'esclave correct,
- code fonction et sous-code (éventuel) corrects,
- champ longueur correct (limites autorisées par le protocole),
- longueur effective correcte (cohérence entre le champ longueur et le nombre
d'octets reçus).
v un équipement maître doit :
- signaler les erreurs (mot d'erreur, écran, led, etc...) provenant des réponses
esclaves,
- pouvoir toujours communiquer après une réponse erronée de l'esclave,
- refuser une réponse esclave qui arrive pendant l'émission d'une trame maître (full
duplex interdit en JBUS),
- vérifier que la structure d'une trame envoyée est correcte par rapport au protocole
(nombre de variables, nombre d'octets B 255, etc...).
Remarques :
b L'erreur caractère signifie erreur de format (framing), de parité ou overrun.
b La longueur incorrecte d'une trame est détectée en vérifiant le champ "nombres
de données" (si présent), le champ "nombre d'octets" (si présent) et la longueur
effective de la trame.
b Pour une trame supérieure à 255 octets, l'esclave doit attendre la fin de la trame
(détection du silence 3 caractères). Cette trame n'est pas traitée et le compteur 2
(trame avec erreur CRC) est incrémenté une seule fois.
b Il existe aujourd'hui un nouveau compteur de diagnostic 6 pour la fonction 13
(téléchargement de programme). L'ancien compteur 6 "automate non prêt" devient
le compteur numéro 7. Ce nouveau compteur 6 est incrémenté à chaque réponse
d'exception (diffusion incluse) "non-acquittement". En mode téléchargement tous les
codes d'exception (1, 2, 3, 4, 8 et 9) sont remplacés par le code "non-acquittement"
(7). Ceci est vrai à partir du moment où le code fonction 13 a été reconnu (voir
algorithme : <code fonction inconnu>-- non). La fonction 14 permet d'obtenir des
renseignements plus précis sur les erreurs.
80
Schneider Electric
Les spécifications Schneider (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Algorithme de gestion des compteurs
E52405
3
Repos
Réception
Réception
caractères
255 max.
CTP8 = CTP8 + 1
Erreur caractère
Silence 3 caractères
Erreur sur au
moins 1 caractère
de la trame
OUI
NON
Longueur
< 3 octets
OUI
CRC incorrect
CTP2 = CTP2 + 1
OUI
NON
OUI
NON
CTP1 = CTP1 + 1
Numéro
d'esclave 0
NON
CTP5 = CTP5 + 2
Numéro esclave
=
numéro esclave
du poste
OUI
1
NON
CTP4 = CTP4 + 1
OUI
Code fonction
inconnu
NON
Longueur
incorrecte
OUI
Exception
n° 1
CTP3 = CTP3 + 1
NON
Adressage
incorrect
OUI
Exception
n° 3
CTP3 = CTP3 + 1
OUI
Exception
n° 2
CTP3 = CTP3 + 1
NON
Données
incorrectes
NON
2
Exception
n° 3
CTP3 = CTP3 + 1
Schneider Electric
81
Les spécifications Schneider (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Algorithme de gestion des compteurs (suite)
E52404
1
3
OUI
Code fonction
inconnu
OUI
NON
Code fonction
interdit
en diffusion
NON
Longueur
incorrecte
OUI
OUI
NON
Adressage
incorrect
OUI
NON
Données
incorrectes
NON
CTP3 = CTP3 + 1
2
2
Traitement
application
3
OUI
Erreur de
traitement
NON
OUI
Fonction 8 raz
NON
des compteurs ou
fonction 11
CTP3 = CTP3 + 1
OUI
Diffusion
CTP9 = CTP9 + 1
NON
OUI
Exception
n° 2, 3, 4, 8, ou 9
82
Diffusion
NON
Réponse
Schneider Electric
Les spécifications Schneider (suite)
Guide d'intégration
Modbus / Jbus
Connectique
Esclave sans polarisation sans adaptation en 4 fils.
E52401
Nota : Compte tenu des nouvelles
recommandations CEM SCHNEIDER
(maillage des masses), la mise à la terre
des blindages doit être effectuée à toutes
les extrémités. Le mode de raccordement à
la terre doit limiter les selfs de fuite.
Rp
0V
Réalisez la connectique au moyen d'un
connecteur SUB.D femelle de 9 broches.
1
1
0V
Rp
5V
6
Rc
7
RD + (A')
8
8
RD + (A')
9
TD + (A')
RD - (B')
4
4
TD + (A')
TD - (B')
7
3
3
RD - (B')
6
2
2
9
5
5
TD - (B')
Connecteur mâle
Equipement
Rp = 470Ω
Rc = 150Ω
E52402
Esclave sans polarisation sans adaptation configuré pour une topologie 2 fils.
1
1
0V
Rp
0V
Rp
5V
6
Rc
7
RD + (A')
8
Equipement
Schneider Electric
8
4
4
TD + (A')
TD - (B')
7
3
3
RD - (B')
6
2
2
9
5
9
5
L + (A/A')
L - (B/B')
Connecteur mâle
83
Les spécifications Schneider (suite)
Voir document de mise en œuvre de PCR.
Composants disponibles
Voir document référence :
b En Français : PCRED 399074FR, art 28992.
b En Anglais : PCRED 3990774EN, art 28993.
Lien intranet : http://139.160.28.99/sitemt/sep1000.nsf.
84
Schneider Electric
En résumé
Liaison RS232C :
b Respectez la longueur maximum de 15m.
b Prenez en compte, pour le raccordement de la ligne, les besoins spécifiques à
chaque interface et chaque logiciel en ce qui concerne la gestion des lignes de
contrôles (RTS/CTS).
Interface RS232/RS485 :
b Utilisez, de préférence, les convertisseurs préconisés par SCHNEIDER
ELECTRIC, car ceux-ci sont testés et validés pour fonctionner correctement quelle
que soit la configuration de l'installation.
Liaison RS485 :
b Préférez le raccordement type "2 fils" à la liaison "4 fils".
b Utilisez des paires torsadées blindées dont l'impédance caractéristique est de
120 Ω.
b Prenez soin des liaisons de masses.
b Assurez-vous de la présence des résistances de charge (120 Ω) de chaque côté
de la ligne de communication, ainsi que des résistances de polarisation, de
préférence côté "Maître".
b Limitez le nombre "d'esclaves" à 32.
Les modules :
b Chaque module a une adresse différente. Attention à l'uniformité des vitesses de
communication ainsi que des formats utilisés (données, parités, stop).
Protocole MODBUS :
b Ne mixez pas des produits en MODBUS ASCII & en MODBUS RTU.
b Vérifiez la concordance entre les fonctions implémentées dans les modules
connectés, et les fonctions utilisées par le superviseur.
b Respectez les différents 'timing' du protocole.
Schneider Electric
85
Particularités des produits
Produit
86
Fonctions Horodatation Format des
supportées
trames /
vitesse
Raccordement
DC 150
1, 2, 3, 4, 5, 6, Oui
8, 11, 15, 16.
SubD femelle
9 pts
PM 300
1, 2, 3, 4, 5, 6, Non
8, 11, 15, 16.
ET 44
1, 2, 3, 4, 5, 8, Non
11.
XLI/XTU
300
1, 2, 3, 4, 5, 6, Oui
7, 8, 11, 15,
16.
Digibloc
D200
1, 2, 3, 4, 5, 8, Oui
11.
Micrologic
3, 4, 6, 8, 11,
16, 17.
SEPAM
1000+
1, 2, 3, 4, 5, 6, Oui
7, 8, 11, 15,
16.
SEPAM
2000
1, 2, 3, 4, 5, 6, Oui
7, 8, 11, 15,
16.
CM 2XXX
3, 4, 6, 8, 11,
16, 17.
Oui
CM 4000
3, 4, 6, 8, 11,
16, 17.
Oui
PM 600/
650
3, 4, 6, 8, 11,
16, 17.
Oui
Oui
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 9600 &
19200 bauds
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 9600 &
19200 bauds
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 9600
bauds
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 300 à
19200 bauds
7/8 bits de
données, avec/
sans parité, 1/2
bit stop. 1200 à
9600 bds
8 bits de
données, sans
parité ou parité
paire ou
impaire, 1 bit
stop. 4800 à
19200 bauds
8 bits de
données, sans
parité ou parité
paire ou
impaire, 1 bit
stop. 4800 à
38400 bauds
8 bits de
données, sans
parité ou parité
paire ou
impaire, 1 bit
stop. 300 à
38400 bauds
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 1200 à
19200 bauds
8 bits de
données, sans
parité ou parité
paire, 1 bit stop.
1200 à 38400
bauds
8 bits de
données, sans
parité, 1 bit
stop. 1200 à
19200 bauds
Interface
électrique
RS485 - 2 ou 4
fils, avec
charge et
polarisation
possibles
Phoenix mâle / RS485 - 2 ou 4
femelle 5 pts à fils + Alim 115/
vis
500Vca avec
charge possible
SubD femelle
9 pts
RS485 - 2 ou 4
fils, sans
charge ni
polarisation
SubD femelle
9 pts
RS485 - 2 ou 4
fils, avec
charge et
polarisation
possibles
SubD femelle RS485 - 2 ou 4
9 pts
fils, avec
charge possible
+ RS422 et
RS232
Bornier 6 pts RS485 - 2 ou 4
ou ensemble fils + Alim
{câble + subD 24Vcc sans
femelle 9 pts} charge ni
polarisation
Bornier 4 pts à
vis (avec
interface
spécifique)
SubD femelle
9 pts
RS485 - 2 fils +
Alim 12Vcc,
avec charge et
polarisation
possibles (avec
interface
spécifique)
RS485 - 2 ou 4
fils, avec
charge et
polarisation
possibles
Bornier 5 pts à RS485 4 fils
vis
uniquement,
sans charge ni
polarisation
Phœnix 5 pts
à vis
RS485-2 ou 4
fils, sans
charge ni
polarisation
RS232
Bornier 5 pts à RS485 - 2 ou 4
vis
fils, sans
charge ni
polarisation
Schneider Electric
Mise en œuvre dans les produits
Schneider Electric
Outils d'aide au diagnostic
89
Liste de diagnostic
89
87
88
Schneider Electric
Mise en œuvre dans les
produits
Outils d'aide au diagnostic
Liste de diagnostic
Supervision :
b Les trames reçues/envoyées sont-elles compatibles avec les fonctions supportées
par la supervision/les produits ?
b Le format des trames est-il le même pour tous les produits connectés ?
b Le nombre maxi d'esclaves est-il respecté ?
b Conformité (et unicité) des adresses par rapport aux produits ?
b ...
Liaison série (RS232) :
b Le logiciel gère-t-il les signaux de contrôle (RTS/CTS) ?
b La liaison est-elle "croisée" (2 et 3 sur RS232) ?
b La vitesse de communication est elle compatible ?
b Y a-t-il un paramétrage au niveau de l'interface (vitesse, format des trames, DTE/
DCE....) ?
b Y a-t-il un clignotement des LED Rx et/ou Tx sur l'interface ?
b .....
Liaison asynchrone (RS485) :
b La configuration 2 fils / 4 fils est elle prise en compte correctement ?
b Les connexions L+ et L- ne sont elles pas inversées ?
b La ligne est-elle polarisée au niveau de l'interface (ou ailleurs, mais pas à 2
endroits) ?
b La ligne possède t-elle des résistances de polarisation à ses deux extrémités ?
b La longueur du réseau est-elle respectée (en tenant compte des aspects CEM) ?
b ....
Les produits raccordés :
b Les trames reçues/envoyées sont-elles compatibles avec les fonctions supportées
par les produits/la supervision ?
b Le format utilisé est-il correct (nombre de bits de données, de stop, parité...).
b Le paramétrage est-il effectué correctement (Vitesse, adresse, 2 fils / 4 fils...) ?
b ....
Conseils :
b Connectez les modules un par un pour identifier un possible "perturbateur".
b Utilisez les DEL de communication comme premier indicateur.
b etc...
Schneider Electric
89
Les références
bibliographiques
b UTE - C 15-900 : "Mise en œuvre et cohabitation des réseaux de puissance et
des réseaux de communication dans les installations des locaux d'habitation, du
tertiaire et analogues".
b CEI - 439.1 : "Ensembles d'appareillage à basse tension".
b CT n°149 : "La CEM : la compatibilité électromagnétique".
b CT n°187 : "Coexistence courants forts - courants faibles".
b Documenataion de mise oeuvre de PCR.
90
Schneider Electric
Index
A
A/D 50
Adresse 58
Affaiblissement 21
Appelant 50
Appelé 50
ASCII 54
B
Baud 40
Bits par seconde 40
Blindage 19
Boucle de courant 20 mA 41
C
Cage de Faraday 27
Capacité 21
CEM (Compatibilité Electro-Magnétique) 9
Communication parallèle 42
Communication série 42
Compression des données 52
Conduction 29
Continuité des masses 30
Continuité électrique 24
Contrôle de flux 45, 52
Correction d'erreur 52
Courants en mode commun 12
CPU 50
D
D/A 50
Data Communication Equipement 42
Data Terminal Equipement 42
Demande du maître 56
Diaphonie 21
Diffusion 56
E
Effet protecteur 24, 28
Effets réducteurs 32
Equipotentialité 12
Esclave 55
I
Ilot 15
Impédance caractéristique 20
L
Le maillage des masses 10
Les réseaux locaux 4
Liaison RS232 41
Liaison RS422 41
Liaison RS485 41
Longueur de segment 31
Longueur théorique maximale de compatibilité électromagnétique 31
Schneider Electric
91
Index (suite)
M
Maillage 15
Maître 55
Masse 12
Modem 49
modem 49
Modes de transmissions 40
Mot de contrôle 59
P
PABX 50
Protection 11
Protocole 40
Protocole JBUS 54
Protocole MODBUS 54
Protocole MODBUS+ 54
R
Raccordement bilatéral 23
Raccordement unilatéral 23
Réponse de l'esclave 56
Réseau de communication 40
Réseau de terre 10
Résistance linéique 21
RNIS 50
RTU 54
S
Système 40
T
Taux d’erreurs 33
Température d’utilisation 21
Tensions de mode commun 18
Topologie 40
Trames 55
TRP 29
V
Valence 40
Vitesse de propagation 21
Vitesse du Modem 51
Vitesse du port COM 51
92
Schneider Electric
Schneider Electric SA
DBTP 542 fr
Merlin Gerin
F-38050 Grenoble cedex 9
tel. +33 (0)4 76 57 60 60
telex : merge 320 842 F
En raison de l'évolution des normes et du matériel, les
caractéristiques indiquées par le texte et les images de ce
document ne nous engagent qu'après confirmation par nos
services.
Ce produit doit être installé, raccordé et utilisé en
respectant les normes et/ou les réglements d'installation en
vigueur.
Publication : Communication BTT-S2E
Création, réalisation : SONOVISION-ITEP Eybens
Ce document a été imprimé sur
du papier écologique
06/00
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