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Cours de RLI Mastère Professionnelle ISSAT Kairouan 2011-2012 1/16 Les réseaux locaux industriels 1- Introduction Un réseau local est défini par l’ensemble des éléments permettant l’échange à haut débit de données entre des équipements au sein d’une même entreprise. On distingue trois types de réseaux : - Les réseaux longue distance : WAN (Wide Area Network) d > 100km. - Les réseaux métropolitains : MAN (Metropolitan Area Network) d > 1km. - Les réseaux locaux : LAN (Local Area Network) d < 1km Exemple : les réseaux Locaux Industriels (RLI). 2- Le modèle OSI Le Modèle OSI (Open Systems Interconnection) : Le modèle d’Interconnexion des Systèmes Ouverts de l’ISO sert de référence à tous les systèmes de communication. Le modèle OSI possède 7 couches : - Couches 1 à 4 : couches basses chargées d’assurer un transport optimal des données. - Couches 5 à 7 : couches hautes chargées du traitement des données. Nom Rôle 1 Application Interface avec l’application 2 Présentation Représentation des données 3 Session Synchronisation du dialogue 4 Transport Connexion entre les 2 hôtes distants 5 Réseau Routage : Acheminement des paquets 6 Liaison Construction des trames et détection des erreurs 7 Physique Codage des bits et caractéristiques électriques Tableau 1: Modèle OSI 2.1 Les RLI et le modèle OSI Les RLI ne sont pas construits sur le modèle OSI à 7 couches (contrairement aux réseaux informatiques). Un RLI est basé sur la restriction du modèle OSI à 3 couches. Les couches 3 à 6 sont vides : Pas d’interconnexion avec un autre réseau. La couche liaison est divisée en deux sous-couches : - La sous-couche L.L.C. (Logical Link Control) : filtrage des messages, recouvrement des erreurs bit/trame, notification des surcharges.

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    Les rseaux locaux industriels

    1- Introduction

    Un rseau local est dfini par lensemble des lments permettant lchange haut dbit de donnes entre des quipements au sein dune mme entreprise.

    On distingue trois types de rseaux :

    - Les rseaux longue distance : WAN (Wide Area Network) d > 100km.

    - Les rseaux mtropolitains : MAN (Metropolitan Area Network) d > 1km.

    - Les rseaux locaux : LAN (Local Area Network) d < 1km Exemple : les rseaux Locaux Industriels (RLI).

    2- Le modle OSI

    Le Modle OSI (Open Systems Interconnection) : Le modle dInterconnexion des Systmes Ouverts de lISO sert de rfrence tous les systmes de communication.

    Le modle OSI possde 7 couches :

    - Couches 1 4 : couches basses charges dassurer un transport optimal des donnes.

    - Couches 5 7 : couches hautes charges du traitement des donnes.

    N Nom Rle

    1 Application Interface avec lapplication

    2 Prsentation Reprsentation des donnes

    3 Session Synchronisation du dialogue

    4 Transport Connexion entre les 2 htes distants

    5 Rseau Routage : Acheminement des paquets

    6 Liaison Construction des trames et dtection des erreurs

    7 Physique Codage des bits et caractristiques lectriques

    Tableau 1: Modle OSI

    2.1 Les RLI et le modle OSI

    Les RLI ne sont pas construits sur le modle OSI 7 couches

    (contrairement aux rseaux informatiques). Un RLI est bas sur la restriction du modle OSI 3 couches.

    Les couches 3 6 sont vides : Pas dinterconnexion avec un autre rseau.

    La couche liaison est divise en deux sous-couches :

    - La sous-couche L.L.C. (Logical Link Control) : filtrage des messages, recouvrement des erreurs bit/trame, notification des surcharges.

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    - La sous-couche M.A.C. (Medium Access Control) : mise en trame (mission/rception), dtection et signalisation du bit erreur, arbitrage (gestion de laccs au medium).

    Numro Nom de la couche 1 Application 2

    Vide 3 4

    5 6 Liaison 7 Physique

    Tableau 2: Modle OSI et RLI

    3- Diffrents types de rseaux

    - Bus des capteurs et actionneurs (Sensor Bus) : AS-i.

    - Bus de terrain (Device Bus) : Modbus+, Pofibus DP, Device Net.

    - Rseaux locaux industriels (RLI) : Fipway, Profibus FMS, Modbus.

    - Rseaux informatiques (DataBus) : Ethernet MMS.

    Tous les RLI diffrent par :

    - Le support physique de communication (conducteurs mtalliques, fibres optiques, Hertzien, etc.).

    - La topologie (toile, bus, anneau, arbre).

    - La gestion de l'accs au support de communication (matre- esclave, alatoire, jeton, etc.).

    - Le codage des donnes sur le support de communication.

    Ce codage peut tre "large bande" (porteuse module) ou en "bande de base".

    3.1 Le support physique de communication (le mdia)

    Le support de communication fait partie de couche 1 du modle OSI. Il doit tre dcrit dans le document normalisant le type de technologie employe. On distingue :

    3.1.1 Le cble coaxial

    Le cble coaxial est un cble cylindrique compos de deux conducteurs lectriques concentriques (diffrents et dits asymtrique).

    3.1.2 La paire torsade

    La paire torsade est compos de deux fils conducteurs enrouls lun autour de lautre (plusieurs paires sont regroupes lintrieur dun mme cble).

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    3.1.3 La fibre optique

    La fibre optique est un conducteur de signaux lumineux, qui est construit soit en silice (pure et dop), soit en matire plastique.

    3.2 Les Topologies dun rseau

    La topologie dun rseau dfinit la structure dimplantation logique, cest--dire le genre dinterconnexion entre les lments du rseau.

    Comme le mdia, la topologie fait partie de la couche physique du modle. Cest donc dans la norme associe ce niveau que sont explicites les rgles dinstallation et de connexion.

    Deux grandes catgories de topologie lmentaires existent :

    - les topologies bases sur des liaisons point point (ltoile, lanneau, la chaine, le maillage).

    - les topologies permettant plus de deux accs physiques au support (le bus). Dautres topologies plus complexes peuvent tre obtenues en combinant les topologies lmentaires comme les arborescences.

    3.2.1 La topologie toile

    Si tous les appareils du rseau sont raccords un unique lment, qui est alors le cur du rseau.

    Figure 1: Topologie toile

    3.2.2 La topologie anneau

    Chaque machine (station) nest relie qu ses deux plus proches voisins.

    Figure 2: Topologie anneau

    Station A

    Station B

    Station C

    Station D

    Station B

    Station D Station C

    Station centrale

    Station A

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    3.2.3 La topologie bus

    Si les lments sont connects les uns cot des autres (en parallle) sur le mme support.

    Figure 3: Topologie bus

    3.2.4 La topologie arborescente

    La topologie arborescente en bus ou en toile peut tre construite

    partir des topologies de base (toile, bus,).

    3.3 Les mthodes daccs

    La mthode daccs constitue la technique employe pour grer le droit daccs au mdia. Elle fait partie des attributions de la couche 2, et plus prcisment de la sous-couche MAC, quand celle-ci est spare du LLC.

    On distingue deux classes de mthodes :

    - Mthodes statiques : la bande passante du support est rpartie une fois pour toute entre les stations.

    - Mthodes dynamiques : le support n'est allou qu' la station qui veut parler, au moment o elle veut parler.

    Dans le cadre des RLI, on utilise surtout les mthodes dynamiques suivantes : accs matre-esclave, accs alatoire, accs par jeton.

    3.3.1 Maitre esclave

    Une station spciale joue le rle du matre. Les autres stations jouent le rle des esclaves. Elles peuvent tre orateur ou auditeur.

    3.3.2 Accs alatoire

    Toutes les stations jouent le mme rle. Avant d'mettre, une station coute le rseau. Si aucune transmission n'est en cours, elle met son message, tout en

    l'coutant. Si une collision intervient (une autre station met simultanment), elle ritre sa tentative.

    3.3.3 Accs par jeton

    Toutes les stations jouent le mme rle et une autorisation d'mettre le jeton circule sur le rseau : Avant d'mettre, une station attend un jeton libre. Lorsqu'il passe, elle y attache son message et le propage. S'il contient un message

    qui lui est destin, elle en prend connaissance et propage le jeton.

    Station B Station D Station C Station A

    Terminaison Zo Terminaison Zo

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    3.4 Codage sur le support

    Le codage et la transmission font partie du niveau 1 et sont donc

    dfinis dans les documents de normalisation relatifs cette couche. La transmission peut seffectue dans :

    - Le domaine analogique : modulation en amplitude, en frquence ou en phase.

    - Le domaine numrique : codage : NRZ (Non Return to Zero), NRZI (Non Return to Zero Inverted), Manchester, Manchester diffrentiel, Miller, etc.

    3.4.1 Codage NRZ

    Ce code est un des plus simples, puisquil consiste en une suite de deux niveaux lectriques possibles +V et V ou V correspond

    la valeur binaire 1, et V 0.

    3.4.2 Codage NRZI

    Le chiffre 1 est cod par un changement dtat (front montant ou descendant) aprs le coup dhorloge, le 0 par labsence de changement dtat. Ce code ne possde pas de polarit.

    3.4.3 Codage Manchester

    Il sagit dun code o le 1 est reprsent par un front montant et le 0 par un front descendant. Il ne peut donc pas tre lu correctement si lon en inverse le sens.

    3.4.4 Le code Manchester diffrentiel

    Le 0 est cod par un changement de niveau (front montant ou descendant) en dbut dintervalle et en milieu, alors que le 1 est cod par un simple changement de niveau en milieu dintervalle.

    3.5 Les codes de contrle derreurs

    Se sont des mthodes mises en place au niveau de la couche 2 du modle OSI (couche liaison de donnes).

    Il existe deux catgories de codes de contrle :

    - les codes dtecteurs derreurs

    - les codes correcteurs derreurs

    3.5.1 Le code de Hamming

    Cest un code dtecteur et correcteur derreurs (voir cours technologie des rseaux).

    3.5.2 Le CRC (Cycle Redundancy Check)

    Cest uniquement un code dtecteur derreurs. Le principe gnral de ce code est le suivant (voir cours technologie des rseaux) :

    - Chaque suite de bits (une trame) transmettre est augmente par une autre suite de bits dite de redondance ou de contrle.

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    - Pour chaque suite de bits transmise, on ajoute dit alors que lon utilise un code , avec

    - la rception, on effectue lopration inverse et les bits ajouts permettent deffectuer des contrles larrive.

    4. Le bus AS-i (Actuator Sensor Interface)

    Cest un bus industriel cre en 1990 par un consortium de fabricants de capteurs/actionneurs et adopt par plus de 60 fabricants. Il offre une trs large gamme de produits.

    4.1 Caractristique du bus AS-i

    4.1.1 Topologie du bus AS-i

    La topologie du rseau ASI est libre et volutivearchitectures (ligne, arbre ou toile, anneau..) sont possibles

    a) Topologie toile b) Topologie arbre

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    bits transmise, on ajoute bits. On vec .

    inverse et les bits

    ajouts permettent deffectuer des contrles larrive.

    (Actuator Sensor Interface)

    1990 par un consortium de dopt par plus de de produits.

    et volutive, toutes les

    architectures (ligne, arbre ou toile, anneau..) sont possibles.

    Topologie arbre

    c) Topologie anneau

    Figure 4: Topologie du bus AS

    4.1.2 Support physique de transmission

    Le bus AS-i utilise comme support physique

    conducteurs non blinds, non torsads pour les donnes et lalimentation des entres et un cble 2 conducteurs non blinds, non torsads pour lalimentation des sorties.

    La longueur du cble est de 100 m (200 m avec rpteur) et le nombre desclaves par segment AS-i est de

    4.1.3 Vitesse du bus AS-i

    Le temps de scrutation des esclaves est de 5 ms pour le nombre maximum de stations (31), ce qui correspond environ 167 kbits/s. Le matre interroge cycliquement ses esclaves. La dure de scrutation est de :

    - 1 ms pour 6 esclaves.

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    c) Topologie anneau

    Topologie du bus AS-i

    4.1.2 Support physique de transmission

    upport physique un cble 2

    conducteurs non blinds, non torsads pour les donnes et ble 2 conducteurs non blinds,

    non torsads pour lalimentation des sorties.

    La longueur du cble est de 100 m (200 m avec rpteur) et le est de 31 esclaves.

    e temps de scrutation des esclaves est de 5 ms pour le nombre maximum de stations (31), ce qui correspond environ 167 kbits/s. Le matre interroge cycliquement ses esclaves. La dure de

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    - 3 ms pour 16 esclaves.

    - 5 ms pour 31 esclaves.

    Dans un systme ASI selon la spcification tendue 2.1, le temps de cycle maximal est de 10 ms pour 62 esclaves.

    4.2 Maitre et esclave AS-i

    Le bus AS-i est de type maitre esclave.

    4.2.1 Le matre

    C'est l'entit intelligente qui gre les changes sur le bus AS-i.

    elle peut tre :

    - automate programmable qui intgre la communication ASI.

    - matre PC avec une carte dextension.

    Le matre passerelle qui transforme le bus en un simple nud de communication dun bus de niveau suprieur.

    4.2.2 Les esclaves

    Ce sont les entits "communicantes" relies au bus (31 au maximum par segment AS-i), elles peuvent tre :

    - des capteurs ou actionneurs communicants (comportant un ASIC) se raccordant directement sur le bus.

    - des capteurs ou actionneur traditionnels : Ils sont raccords sur le bus par lintermdiaire de rpartiteurs actifs (4 capteurs - actionneurs par rpartiteur).

    4.3 La trame AS-i

    Cest une trame courte, efficace et de longueur constante. Le temps de cycle AS-i est court et rptitif. On distingue deux type de

    trames ou tlgrammes.

    4.3.1 Trame du maitre AS-i

    Cest une trame de longueur fixe (14 bits).

    ST SB A4A0 S4S0 PB EB

    Spcification des bits :

    ST bit de dmarrage = 0 ( start bit ) SB bit de commande (slection donnes de sortie ou

    mot de commande asynchrone) A4 A0 adresse du destinataire S4 S0 donnes de sortie PB bit de parit EB bit de fin = 1 (end)

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    Remarque :

    Dans la nouvelle spcification 2.11 : 62 stations au lieu de 31 le bit S4 est un bit supplmentaire dadresse, ce qui rduit les sorties 3 par station.

    4.3.2 Trame des esclaves AS-i

    Cest une trame de longueur fixe (8 bits) :

    ST E4E0 PB EB

    Spcification des bits :

    ST bit de dmarrage = 0 (start bit) E4E0 donnes dentre PB bit de parit EB bit de fin = 1 (end bit)

    Remarque :

    Lesclave appel par le matre doit rpondre immdiatement, aprs une pause de 2 10 bits. Il doit rpondre sil est prsent, et ne peut accder au bus qu cette occasion, lappel du matre la rponse est aussi suivie dune pause de 2 10 bits.

    4.4 Application

    Soit les deux tlgrammes ASI suivants : Tlgramme 1 : 01010101 et Tlgramme 2 : 01000111110011

    1) Quel est le type de chaque tlgramme ? Justifier ta rponse.

    2) Identifier les bits de chaque trame.

    3) Quel est le rle du bit de parit dans chaque trame ?

    5. Le bus CAN (Controller Area Network)

    Le CAN (Controller Area Network) fait partie des bus de terrain les plus utiliss tant pour des applications automobiles que des applications industrielles (automatisme, etc.). En effet si nous prenons lexemple de lautomobile la communication entre les diffrents modules ncessite un bus dchange dinformation en temps rel, tel que le bus CAN.

    5.1 Le Bus CAN et le modle OSI

    Le bus CAN est construit sur la base du modle OSI 3 couches : la couche physique et la couche application.

    Numro Nom de la couche Rle 7 Application Spcifi par lutilisateur 6 Prsentation Vide 5 Session Vide 4 Transport Vide 3 Rseau Vide 2 Liaison Protocole CAN 1 Physique Protocole CAN avec libre

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    choix du medium

    Tableau 3: CAN et modle OSI

    5.2 Supports filaires du Bus CAN

    Le bus CAN utilise des paires diffrentielles torsades (rduction des perturbations) : on distingue deux classes :

    - CAN low speed ISO 11519 : (125 kbits/s, 2 20 nuds, longueur limite par la capacit parasite).

    - CAN high speed ISO 11898 : (125 kbits/s 1Mbits/s, paire 120 , 2 30 nuds, 40m 1Mbits/s).

    5.3 Mthode de codage Bit Stuffing

    CAN utilise un codage NRZ. Afin de ne pas laisser de grande suite de 1 ou de 0, aprs 5 bits de valeur identique, un bit de la valeur oppose est insr (retir la rception). Consquences :

    - Modification du spectre du signal NRZ.

    - Plus grand nombre de transitions : Synchronisation de

    lhorloge.

    Cette mthode est appele bit stuffing

    Donnes 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0

    Bits mis 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0

    5.4 Trames du bus CAN

    Le bus CAN utilise quatre types de trame :

    - Une trame de donnes : une trame au format standard (spcification CAN 2.0A) et une trame au format tendu (spcification CAN 2.0B).

    - Une trame de requte.

    - Une trame derreurs.

    - Une rame de surcharge.

    5.4.1 Format de la trame de donnes CAN

    Les formats des trames de messages CAN sont donns par les tableaux suivants :

    SOF Champ darbitrage

    Champ de contrle

    Champ de donnes

    Champ CRC

    Champ Acq.

    Fin trame

    1 bit 12 bits 6 bits 0-8 octets 2 octets 2 bits 7 bits

    Tableau 4: Spcification des messages au format standard (spcification CAN 2.0A)

    SOF Champ darbitrage

    Champ de contrle

    Champ de donnes

    Champ CRC

    Champ Acq.

    Fin trame

    1 bit 32 bits 6 bits 0-8 octets 2 octets 2 bits 7 bits

    Tableau 5: Spcification des messages au format tendu

    (spcification CAN 2.0B)

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    On distingue sept parties :

    - Dbut de trame : Start Of Frame (1bit dominant) pour la synchronisation des stations.

    - Champ darbitrage (12 bits) : Il est compos des 11 bits de lidentifiant et le bit RTR (Remote Transmission Request) qui est un bit dominant pour une trame de donnes.

    - Champ de commande (6 bits).

    - Champ de donnes (0 8 octets transmis MSB en tte).

    - Champ de CRC (16 bits) : Le CRC est calcul depuis le dbut de la trame jusqu' la fin du champ de donnes (sur la trame non stuffe ).

    Le polynme gnrateur est :

    1

    - Champ dacquittement (2 bits) : Emission de deux bits rcessifs, un rcepteur recevant correctement la trame va

    acquitter celle-ci. Cela ne veut pas dire que le destinataire la bien reue.

    Bit rcessif

    Dlimiteur de CRC

    15 bits CRC

    16 bits

    MSB LSB

    0 8 octets

    Rserv (dominant) 2.0A

    R0 R1 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0

    Nombre doctets du champ de donnes

    Repos

    SOF

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    - Fin de trame de donne : Emission de 7 bits rcessifs sans stuffing ! Lespace inter-trame doit tre suprieur la dure de trois bits.

    5.5 Les erreurs sur le bus CAN

    Diffrents erreurs peuvent tre gnres dans le bus CAN. On distingue :

    Erreur bit (Bit error) : Un nud envoyant un bit sur le bus regarde aussi en mme temps les bits qu'il reoit (Bit monitoring). Il considre comme une erreur de bit lorsque le bit envoy est diffrent du bit reu, l'exception de l'envoi d'un bit rcessif durant l'arbitrage (cas de la perte d'arbitrage) ou pendant le ACK Slot (trame acquitte).

    Erreur de stuffing (Stuff error) : Le nud dtecte une erreur de stuffing lorsqu'il reoit 6 bits conscutifs de mme valeur dans

    une partie d'un message qui devrait tre code avec la mthode du bit stuffing.

    Erreur de CRC (CRC error) : Une erreur de CRC est dtecte lorsque le CRC calcul par un rcepteur est diffrent de la valeur du CRC contenu dans la trame.

    Erreur de forme (Form error) : Une "Form error" est dtecte lorsqu'un bit qui devrait tre une certaine valeur est une valeur diffrente (un dlimiteur par exemple).

    Erreur dacquittement (ACK error) : Le transmetteur dtecte une erreur d'acquittement lorsqu'il ne reoit pas de bit dominant pendant le ACK Slot.

    5.6 Application

    Soit la trame de donnes CAN, qui possde les caractristiques suivante :

    Champ1 Champ 2 Champ 3 Champ 4 0 001100110010 000001 10101010

    Champ 5 Champ 6 Champ7 0000000000000011 01 1111111

    1) Quel est le type de cette trame ? Justifier ta rponse.

    2) Nommer chaque champ dans cette trame.

    2 bits

    ACK- Slot Dlimiteur de ACK

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    3) Quel est le rle des champs 2 et 4 dans cette trame ?

    6- Le rseau Modbus

    Modbus est un protocole de communication dvelopp par Modicon. Il assure le transfert dinformations entre les quipements lectroniques.

    Dans le rseau Modbus standard, il ya un seul matre et plus que 247 esclaves chacun une unique adresse allant de 1 247. Le matre seul peut crire des informations aux esclaves

    6.1 Caractristique du rseau Modbus

    - Topologie bus.

    - Nombre thorique d'abonns 247. Peut-tre plus faible suivant les constructeurs ainsi que par la limitation de la couche physique.

    - Transmission en semi duplex, pas de mdium particulier (paire torsade, coaxial, fibre optique) fix en fonction des distances et des interfaces disponibles.

    - Transmission en bande de base de 50 19 200 bits/s.

    - Supporte les liaisons RS232, RS422, RS485.

    - Mthode d'accs par protocole matre/esclaves.

    6.2 Le rseau Modbus RS-485

    MODBUS - RS485 est un bus utilisant un media matre/esclave ave une vitesse de transmission allant de 1,200 115 Kbits/s.

    7 Application Modbus 6 Prsentation 5 Session 4 Transport 3 Rseau 2 Liaison Maitre-esclave 1 Physique RS-485

    6.3 Le rseau Modbus TCP/IP

    MODBUS TCP/IP utilise TCP/IP et Ethernet 10 Mbit/s ou 100 Mbits/s pour transmettre les messages MODBUS.

    7 Application Modbus 6 Prsentation 5 Session 4 Transport TCP 3 Rseau IP 2 Liaison CSMA/CD 1 Physique Ethernet V2 ou 802.3

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    6.4 Le rseau Modbus Plus

    MODBUS PLUS est un rseau de haut dbit (1 Mbit/s) qui utilise la structure du message Modbus.

    7 Application Modbus 6 Prsentation 5 Session 4 Transport TCP 3 Rseau IP 2 Liaison 802.4 Token Passing 1 Physique RS 485

    6.5 Les modes de transmissions

    Deux modes de transmission, sont dfinis : Le mode RTU et le mode ASCII.

    - Les modes de transmission doivent tre identiques pour tous les participants un mme rseau.

    - Le mode ASCII est une option.

    6.5.1 Transmission en mode RTU

    Les trames RTU ne comportent ni entte, ni dlimiteur de fin. La

    station rceptrice contrle le temps sparant deux caractres conscutifs, s'il est suprieur 3 caractres et demi, elle

    considre que le prochain caractre est un dbut de trame. Le format de la trame en mode RTU est la suivante :

    Adresse esclave Code fonction Donnes CRC

    1 octet 1 octet 0 252 octets 2 octet

    Tableau 6: Format de la trame Modbus en mode RTU

    Chaque octet (00 FF), d'une trame RTU, est transmis suivant le format recommand suivante :

    1 bit de Start 8 bits de donnes 1 bit de parit 1 bit de stop

    La parit est normalement paire par dfaut. Il est possible de supprimer la parit, dans ce cas, il est recommand de mettre deux bits de stop. (1 bit de Start, 8 bits de donnes, 2 bits de Stop).

    Les deux octets du CRC sont transmis poids faible en tte. Le CRC est calcul sur lensemble des champs adresse, fonction et donnes.

    Une cl de contrle de deux octets est ajoute la fin de la trame. C'est un CRC16 dont le polynme gnrateur est :

    1

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    6.5.2 Transmission en mode ASCII

    Les trames sont mises avec un dlimiteur de dbut "3A" (Code ASCII de ":") et un dlimiteur de fin "0D 0A" (Codes ASCII de CR et LF).

    3A Adresse esclave

    Code fonction

    Donnes CRC 0D 0A

    1 car 2 car 2 car 525 octets 2 car 2 car

    Tableau 7 : Format de la trame Modbus en mode ASII

    Chaque caractre ASCII est transmis suivant lun des deux formats :

    - Start, 7 bits de donnes, 1 Bit de parit, 1 Bit de Stop.

    - Start, 7 bits de donnes, 2 Bits de Stop.

    6.5.3 Trame dexception

    Des trames dexception sont prvues pour permettre la gestion du rseau et le traitement des erreurs (11 caractres en ASCII et 5 octets en RTU). Le format de la trame dexception est la suivante :

    Champ adresse Champ code Champ code erreur CRC 1 octet 1 octet 1 octet 2 octet

    Tableau 8 : Format de la trame dexception

    Le code fonction retourn est celui de la commande avec le bit de poids le plus fort forc 1.

    Les codes derreurs sont donns par le tableau suivant :

    Erreur Code

    Fonction inconnue 1

    Adresse incorrecte 2

    Donne incorrecte 3

    Esclave non prt 4

    Acquittement 5

    Dfaut dcriture 8

    Tableau 9 : Codes derreurs

    6.6 Application

    Soit les trames MODBUS suivantes :

    Trame 1 : 05 04 01 02 21 54 18 16

    Trame 2 : 3A 42 45 55 22 40 44 58 48 16 34 22 14 15 18 0D 0A

    1) Quel est le type de chaque trame ?

    2) Identifier les champs qui constituent chaque trame.

    3) Pourquoi on utilise le champ CRC dans chaque trame ? Justifier ta rponse.

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    4) Donner le polynme gnrateur pour calculer le CRC dans le rseau Modbus.

    7- Le rseau Ethernet

    Ethernet est un rseau diffusion dvelopp lorigine par les socits Xerox, Intel et Digital Equipment. LIEEE a ensuite

    normalis ce rseau par la norme IEEE 802.3, reprise ensuite par lISO sous la norme 8802-3.

    Ethernet est un bus de donnes initialement dvelopp pour la communication informatique de haute vitesse appropri pour la transmission de volumes de donnes importants.

    Les rseaux Ethernet permettent gnralement de transmettre

    deux types de trames au format lgrement diffrent : les trames Ethernet V2 et les trames 802.3.

    Des fibres de verre, des cbles torsads (paires torsades) ou des cbles coaxiaux sont utiliss. Cependant, il nest pas appropri pour la transmission de signaux en temps rel.

    Ethernet est de plus en plus accept en ambiance industrielle entre le process et le niveau de commande (hirarchies bus de terrain). De plus, Ethernet est la base pour linternet et les serveurs web.

    7.1 Trame Ethernet V2

    Chaque trame Ethernet V2 est constitue par les champs suivants :

    Prambule Adresse

    destination

    Adresse

    source

    Ether

    Type

    Donnes CRC

    8 octets 6 octets 6 octets 2 octets 46 1500 octets 4 octets

    Tableau 10: Format de la trame Ethernet V2

    Spcification des champs de la trame :

    7.1.1 Prambule (8 octets)

    Annonce le dbut de la trame et permet la synchronisation.

    7.1.2 Adresse Destination (6 octets)

    Adresse physique de la carte Ethernet destinataire de la trame. On reprsente une adresse Ethernet comme ses 6 octets en hexadcimal spars par des :.

    Exemple : 08 : 00 : 07 : 5c : 10 : 0a La destination peut tre une adresse de multi-diffusion. En

    particulier, ladresse ff:ff:ff:ff:ff:ff (diffusion ou broadcast) correspond toutes les stations du rseau physique Ethernet.

    7.1.3 Adresse Source (6 octets)

    Adresse physique de la carte Ethernet mettrice de la trame.

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    7.1.4 EtherType ou type de trame (2 octets)

    Indique quel protocole est concern par le message.

    7.1.5 Champ de donnes (46 1500 octets)

    Les donnes vhicules par la trame. Sur la station destinataire de la trame, ces octets seront communiqus lentit (protocole) indique par le champ EtherType. Notons que la taille minimale des donnes est 46 octets. Des octets 0, dits de bourrage, sont utiliss pour complter des donnes dont la taille est infrieure 46 octets.

    7.1.6 Champ CRC (Cyclic Redundancy Code)

    Champ de contrle de la redondance cyclique. Permet de sassurer que la trame a t correctement transmise et que les

    donnes peuvent donc tre dlivres au protocole destinataire. Le polynme gnrateur de ce CRC est :

    1

    Rfrences Bibliographiques

    [1] Alexis Ferrro, Ethernet et ses volutions, Edition Addison-Wesley France, 1995.

    [2] Dominique Paret, Le bus CAN Description de la Thorie la pratique, Edition DUNOD, Paris, 1999.

    [3] Jean Demartini, Introduction aux Automates programmables industriels et aux Rseaux locaux industriels, 1999 2000.

    [3] Mohamad Khalil, Les rseaux locaux industriels, Universit Libanaise.