Guide Modbus

Guide rseau MODBUS Merlin Gerin

Guide technique

2000

Qui fait autant avancer llectricit ?

Introduction

Gnralits Les rseaux locaux Mise en garde

3 4 5

Schneider Electric

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2

Schneider Electric

Introduction

Gnralits

Il existe diffrents types de rseaux en fonction de leur tendue :

E52410

b WAN : Wide Area Network.

E52409

b MAN : Metropolitan Area Network.

E52407

b LAN : Local Area Network. Les rseaux LAN se divisent en deux catgories : v RLE : Rseaux Locaux d'Entreprisesrtie so

E52406

cours de se

cretariat runion union

v RLI : Rseaux Locaux Industriels

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E52408

3

Introduction

Les rseaux locaux

Les rseaux locaux sont normaliss suivant le modle OSI. Dfinition : OSI, Open Systems Interconnection. Cette norme dcrit sept niveaux :Les 7 couches OSI Seulement 3 couches concernent les RLI

E52411

7 - Application

7 - Application

6 - Prsentation

5 - Session

4 - Transport

3 - Rseau

2 - Liaison

2 - Liaison

1 - Mdium

1 - Mdium

Ce document dcrit avec prcision les caractristiques du "Medium" utilis dans la communication des produits "Power Logic System". Il dtaille : b La mise en uvre physique (couche 1). b Le protocole ModBus support par ce mdium qui peut tre class dans le niveau 2 du modle OSI. Quant la couche application, elle est aborde en partie dans le 3me chapitre (Mise en uvre dans les produits), mais elle est plutt concerne par le logiciel d'application qui ne fait pas l'objet de ce guide. Pour les autres : b La couche 3 "Rseau" gre l'interconnexion de rseaux locaux (couches 1, 2, 7). b La couche 4 "Transport" compense les risques de problmes rencontrs sur la couche 3. b Les couches 5 et 6 "Session et Prsentation" concernent "l'Operating System". Elles grent la synchronisation des messages, les priorits, le langage, le secret, etc...

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Introduction

Mise en garde

En cas d'incompatibilit entre les recommandations de ce manuel et les instructions particulires d'un quipement, ce sont ces dernires qui priment. Les rgles de scurit prdominent sur les contraintes de CEM. Avec l'volution rapide de l'lectronique en milieu industriel, il n'est plus possible d'ignorer les problmes de Compatibilit Electro-Magntique (C.E.M.). De ce fait, des prcautions sont prendre lorsqu'on connecte des quipements entre eux (quipements en rseaux, automatismes, entres/sorties dportes, etc...) de manire ce qu'ils remplissent les fonctions pour lesquelles ils ont t conus, dans un environnement lectro-magntique pouvant tre perturb. Ce document est donc destin : b Aux bureaux d'tudes an de prvoir les moyens ncessaires la mise en uvre des cbles destins la communication (bornes de raccordement, longueur de la lerie, dnition de la topologie, etc...). b Aux metteurs en uvre an de les aider raliser des liaisons de communications. b Aux intgrateurs, charg de la prise en compte de la communication dans des applications intgrant les produits SCHNEIDER.

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Rgles de cblage

RappelDfinition et limitations Les terres, les masses Les rgimes de neutre Les phnomnes CEM

99 10 17 19

Choix du support physique de communicationLes diffrents types de Mdium Exemple de choix

2020 23

Rgles de mise en uvreSensibilit des diffrentes familles de cbles Mise en uvre des cbles blinds Le cblage entre deux armoires

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En rsumRgles essentielles

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Rgles de cblage

Rappel

Ce document donne les rgles "minimales" respecter, mais il ne se subtitue pas aux instructions ou aux normes spcifiques pour une installation particulire. Le marquage CE est rglementaire en Europe. Il ne garantit pas, lui seul, les performances relles des systmes vis vis de la C.E.M.. Dfinition : La CEM (Compatibilit ElectroMagntique) est laptitude dun quipement ou dun systme, fonctionner correctement dans son environnement lectromagntique, sans engendrer de perturbations lectromagntiques intolrables pour cet environnement ou pour tout quipement voisin. Les principaux problmes pouvant dcouler du non-respect de ces recommandations, sont lis essentiellement une sensibilit accrue aux phnomnes de CEM.

Dfinition et limitationsMise en gardeChoix des composants Le premier des principes respecter, concerne le choix des composants du systme. Ceux-ci doivent tre conformes aux normes CEM. Mise en uvre Le respect dun certain nombre de rgles pour la mise en uvre des cbles de communication est primordiale pour garantir un fonctionnement optimum dans un environnement donn. Installation Il est impratif de suivre les instructions dinstallation prconises par le constructeur, sans modification du produit. Remarque : lapplication lorigine de solutions appropries est toujours moins coteuse que les modifications palliatives mises en uvre postriori.

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Les terres, les massesDfinition : Le rle dun rseau de terre est dcouler dans le sol : b Les courants de fuite et de dfaut des quipements. b Les courants de mode commun des cbles extrieurs (nergie et Telecom principalement). b Le courant direct de foudre. b Il permet de rpondre aux exigences de protection des personnes (25 V CA ou 50 V CC). Notion de terre de protectionLa connexion des diffrentes masses mcaniques des quipements par des conducteurs de terre (fils verts/jaunes ou PE) constitue un chemin de faible impdance en basse frquence. Lquipotentialit ainsi cre vite que deux parties mtalliques simultanment accessibles ne prsentent un potentiel dangereux pour lhomme (suprieur 25 V CA ou 50 V CC. Cela rpond aux exigences de protection des personnes. Ce chemin de faible impdance est connect en un point de terre unique par btiment (terre, puit de terre, ceinture de terre, grille de terre...) au travers duquel scoule les courants de Mode Commun. La connexion des diffrentes masses par des conducteurs de terre nassure pas lquipotentialit HF favorable une meilleure immunit aux parasites (les fils PE sont trop impdants (1 H/m)). Les diffrents rgimes de neutre influent sur la scurit des personnes, ils ont peu dimportance vis vis de limmunit aux parasites des quipements. Laccs simultan deux terres non inter-connectes prsente un danger, il est ncessaire de les runir.

E52276

U

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Les liaisons la terre permettent la protection : b Des personnes. b Contre les dcharges lectro-statiques. b Contre les courants de foudre.

E52273

Pour assurer le bon fonctionnement des quipements et la scurit des personnes, il est ncessaire dinterconnecter toutes les terres, seule lquipotentialit importe.

Les TerresProtection des personnes

240V

< 50V

Protection contre les dcharges Electro-Statiques

E52274

Protection contre les courants de foudre

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E52275

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Les Masses Dfinition : Une masse est une partie mtallique accessible, isole des parties actives du matriel, mais pouvant tre mise accidentellement sous tension. Les masses permettent de garantir le bon fonctionnement des systmes en assurant une immunit aux diffrentes perturbations. Dans le cas de frquences leves, le meilleur moyen de garantir un bon fonctionnement est de conserver une bonne quipotentialit entre quipements. Les quipements et systmes lectroniques doivent donc tre interconnects.Linterconnexion de tous les lments mtalliques (structures de btiment, tuyauteries, chemins de cbles, quipements et enveloppes dquipements...) entre eux constituent un chemin de faible impdance en HF. Lquipotentialit de ce maillage des masses assure une bonne immunit aux parasites en affaiblissant toutes les tensions HF pouvant exister entre quipements communiquant et ce, sur une large bande de frquence. Cette notion rpond des exigence de fonctionnement. Linterconnexion des lments mtalliques doit tre effectue par vis, crous, tresses mtalliques larges et courtes (25 mm2 et de longueur infrieure 30 cm) ou toute pice mtallique de ce type. Limpdance trop leve des conducteurs masse PE les rend inaptes assurer ces liaisons. Le rseau de masses doit tre reli la terre. Cas des courants en mode commun Comme une masse sert de rfrence de potentiel pour les quipements lectroniques et de retour pour les courants de mode commun, il en rsulte que tout courant qui pntre par un cble dans un quipement isol des masses, en ressort par les autres cbles. Lorsque les masses sont mal mailles, un cble supportant un courant de mode commun perturbe tous les autres. Un bon maillage des masses rduit ce phnomne. A la diffrence de la scurit des personnes qui est une contrainte basse frquence, lquipotentialit entre quipements doit rester satisfaisante, surtout pour les quipements numriques et ce jusqu des frquences trs leves.

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Pour tre efficace un rseau enterr doit tre maill : b Pour les btiments de faible surface (env. 10 m2), une simple ceinture enterre suft. b Pour les btiments neufs de grande surface au sol, le maillage des conducteurs enterrs en grille denviron 10 m de ct est recommand. b Pour les zones o des quipements sensibles aux perturbations lectromagntiques sont implants, ce maillage doit tre infrieur 2 m de ct. Dfinition : Le maillage des masses consiste en un raccordement systmatique de toutes les structures mtalliques de linstallation (charpente, rambarde, gaine, etc.).

Physiquement, il est plus important de privilgier lquipotentialit locale du btiment une faible rsistance (par rapport une terre lointaine). En effet les lignes les plus sensibles sont celles qui interconnectent les quipements entre eux. Afin de limiter la circulation de courants de mode commun sur les cbles qui ne sortent pas du btiment, il est ncessaire de limiter les tensions entre quipements interconnects au cur du site.

E52272

Ceinture de terre du btiment

Barrette de raccordement la terre

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Exemple de maillage des masses sur un btimentLe maillage des structures mtalliques de 2 m x 2 m environ convient. Les chssis des armoires et des baies doivent tres interconnects aux masses voisines (chemins de cbles, huisseries, machines, charpentes, ...). Un test dimmunit normalis (CEI 61000-4-4) utilisant des impulsions rptitives front raide permet de valider rapidement le bon maillage des masses (chemin de cbles en particulier) au voisinage des points dinjection et les reprises dcrans des cbles blinds.ParatonnerreE52277

Ilot ou salle informatique

Descente maille Huisserie mtallique

y3m

y2m

Fer bton

Ceinture de terre enterre

Patte d'oie

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Pour les liaisons de donnes interbtiment, il est fortement recommand dutiliser de la fibre optique. Ce type de liaison permet de saffranchir totalement des problmes de boucle entre btiments.

Protection des pntrationsLes courants de mode commun provenant de lextrieur doivent tre vacus par le rseau de terre lentre du site pour limiter les diffrences de potentiels entre quipements. Toute canalisation conductrice (cble conducteur, tuyauterie conductrice ou tuyauterie isolante qui vhicule un fluide conducteur) entrant dans un btiment doit tre raccorde la terre lentre de celui-ci et au plus court. Placez des parasurtenseurs en entre de btiments sur les arrives : b Dnergie. b De tlcommunications. b De cbles de signaux (de donnes, alarmes, contrles daccs, surveillance vido, ...). Lefficacit de tels dispositifs est en grande partie conditionne par leur installation. Les parasurtenseurs (varistances, clateurs, etc.) sont connects directement la masse du tableau lectrique ou des quipements quils protgent. Un raccordement du parasurtenseur uniquement la terre, au lieu de la masse, est inefficace. Dans la mesure du possible, les tableaux o sont installs les protections nergie Telecom et signaux, sont placs proximit dune barrette de terre.Transformateur d'isolement cran Rseau 01 01 N 02 02 03 Masse du transformateur 03 Cble secteur

E52279

Parafoudres B.T. amont PE

Terre

Masse du tableau

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Lexprience montre quen milieu industriel, les quipements lectroniques sont gnralement regroups dans des zones privilgies. Ceci permet dviter de mailler la totalit dun btiment : b Il est ncessaire de dnir des lots regroupant les quipements lectroniques. b Les cbles des capteurs et des actionneurs hors lots doivent tre soigneusement blinds.E52280

Exemple de maillage des masses sur un lotLorsque les quipements lectroniques sont regroups dans une zone dont la dimension dpasse une dizaine de mtres au carr, ralisez un maillage de 2 m2 3 m2 par linterconnexion des diffrentes structures de masses et des armoires.Chemin de cble

Equipement Goulotte

Fer plat

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Les diffrents schmas de liaison la terre sont quivalent pour la scurit des personnes et leur importance est limite vis vis de la CEM. Il faut toutefois prendre en compte certaines particularits de ces diffrents modes de raccordement la terre.

Les rgimes de neutreSchma TT

E52281

Ralisation d'une boucle susceptible de capter des champs rayonns Blindage reli de chaque ct

Attention aux surtensions possibles dues des prises de terre distinctes dont les potentiels voluent sparment.

Schma TN-CCirculation de courants importants et pertubateurs

PEN

Blindage reli de chaque ct

Si la distribution est en TN-C, il est fortement conseill dadopter le schma TN-S ds la pntration dans le btiment.

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Cest le meilleur schma dun point de vue CEM : b Risque de boucle faible (CEM rayonne). b Le courant du neutre ne circule pas dans le conducteur de protection (CEM conduite). Attention aux quipotentialits des masses.

Schma TN-S

E52283

PE Blindage reli de chaque ct

Schma IT

E52284

Ralisation d'une boucle susceptible de capter des champs rayonns Blindage reli de chaque ct

Z

Un premier dfaut disolement peut faire apparatre la tension compose entre un conducteur de phase et la masse des matriels. Cette contrainte nest pas acceptable pour les matriels lectroniques aliments directement entre phase et neutre et dont la conception ne prvoit pas de supporter cette tension. Exemple : tenue des filtres RFI des (gros) variateurs de vitesse.

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Rgles de cblage

Rappel (suite)

Le principal problme CEM est celui des perturbations conduites en mode commun. Les tensions de mode commun ont pour origine : b Le couplage par effet dantenne. b Le couplage par impdance commune. b Le couplage cble cble : par diaphonie capacitive (si champs lectriques) ou par diaphonie inductive (si champs magntiques). b Le couplage "champ cble" ou par effet dantenne : cas des boucles (fermes ou non).

Les phnomnes CEMLes pertubations et leurs effets : b Quelles soient conduites ou rayonnes, leur prsence gnre des courants de mode commun qui, en circulant dans les quipements, provoquent des disfonctionnements.Cbles non blinds Cbles blinds

E52285

Cble perturb Courant de mode commun

Equipement 1 isol

Equipement 2 isol

Equipement 3 la masse

Tension de mode diffrentiel Tension de mode commun

Capa parasite

Les solutions : b Plaquez les conducteurs sur les plans de masse pour supprimer les risques de formation de boucle. b Effectuez une bonne quipotentialit des masses pour limiter la circulation des courants perturbateurs. b Sparez les conducteurs par "catgories" pour diminuer les effets du couplage diaphonique. b Raccordez tous les conducteurs an de supprimer les risques dantennes.

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Rgles de cblage

Choix du support physique de communication

Les diffrents types de MdiumTrois types de conducteurs peuvent tre utiliss : b Les paires mtalliques.E52286 E52289

Deux types de blindages :TypeCbles feuillard. Feuillard

AvantageMise en uvre facile.

InconvnientFragilit. Leffet protecteur en haute frquence dun feuillard est dgrad par les diffrentes manipulations du cble : traction, torsion.

b Les cbles coaxiaux.E52287

Drain longitudinal Cble blind simple tresse.E52290

Tresse

b Les bres optiques.

Excellente protection contre Lefficacit dun cble blind les perturbations dpend du choix de lcran et lectromagntiques, surtout, de sa mise en oeuvre. particulirement en hautes frquences. Mise en oeuvre assez simple. Robustesse. Compatibilit avec les connectiques Sub-D ou miniDIN.

E52288

L'utilisation de paires torsades avec une tresse comme blindage est prconise pour toutes les liaisons de communication en RS485 des produits Schneider Electric. Dfinition : (selon CEI 439-1) Le blindage est une protection des conducteurs ou des matriels contre les perturbations provoques en particulier par le rayonnement lectromagntique d'autres conducteurs ou matriels.

Nota : Leffet protecteur dun cble blind peut atteindre un rapport 100 avec une simple tresse partir de quelques MHz si les connexions de lcran sont convenables. Le choix dun cble blind est justifi dans deux cas : b Pour limiter les perturbations extrieures pouvant affecter un cble "sensible". b Pour viter un conducteur "polluant" de rayonner sur des cbles (ou quipements) voisins. Seule la paire mtallique est dtaille ci-aprs, celle-ci tant le conducteur le plus utilis de nos jours en transmission de donnes. Ses avantages : b Un prix infrieur tout autre support (environ 2 Fr/m). b La facilit de mise en uvre. b La connectique simple et peu coteuse. Ses inconvnients majeurs : b Lattnuation importante du signal : au-del de 2000 m environ, il faut utiliser des circuits de rgnration du signal. b La distorsion du signal : inadmissible pour des vitesses de transmission importantes (suprieures quelques Mbits/sec.). b Faible bande passante. b Le phnomne de diaphonie entre paires dans un mme cble. Lutilisation de cble avec cran permet de limiter ce phnomne. Tableau rcapitulatif des diffrents supports : SupportPaire torsade blinde

Dbit

Distance

RemarquesPose facile Raccord ais Immunit faible Raccord facile Bonne immunit Performances Idem

Ordre de prix2 3 F/m

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 50 Km 1 Gbits/s > 10 Km

4 8 F/m

4 8 F/m

Immunit parfaite 30 40 F/m Attnuation faible Grande bande passante Prix encore lev

Nota : Vous pouvez aussi utiliser les ondes lectromagntiques qui ne ncessitent pas de support physique.

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Rgles de cblage

Choix de support physique de communication (suite)

Schma quivalent :

E52291

I R L E C

G

L = inductance srie R = rsistance srie C = capacit entre fils G = conductance (plus facile pour le calcul que des rsistances en parallle), reprsente la perte dans les isolants. Dfinition : limpdance caractristique (Z0) en est le modle simplifi de la reprsentation du cble. Elle est dfinie pour une longueur thorique du cble infinie, ce qui permet de saffranchir de la terminaison de ce cble. Elle dpend des caractristiques physiques et lectriques des conducteurs et varie en fonction de la frquence. (R+j*2* *f*L) -----------------------------------(G+j*2* *f*C)

Zo =

f : frquence. j : symbole de la phase (+90). Pour les matriaux couramment utiliss comme isolants, G peut tre nglig devant 2**f*C. De mme, aux frquences "peu leves" (< 1MHz), R devient prpondrant devant 2**f*L. La formule devient donc : Zo = R ---------------------------(j*2* *f*C)

A des frquences leves (> 1MHz) la formule devient :

Zo

=

(j*2* *f*L) donc : Zo (j*2* *f*C)

----------------

=

L --C

On peut ainsi tracer la courbe suivante :Transition regionE52292

High frequency region Zone H. F.

Zone B.F. Impedance (ohms)

Zone de transition

10.000

1.000Zo = R j2fC Zo = R+j 2 f L G+j 2 f C Zo = L C

100 50 20 10 10 100 1000 10 K 100 K 1M 10 M 100 M 1G

Frquence (Hertz)

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Rgles de cblage


Affaiblissement en dB/km : b Cest la perte de qualit du signal en amplitude. b Il dpend de la gomtrie du cble. b Il varie en fonction de la frquence et de la longueur. Rsistance linique en /m : b Cest la rsistance au passage dun courant continu (ou dune frquence basse). b Elle dpend de la section du l et de sa matire. b Elle varie suivant la longueur et la temprature. Capacit entre conducteurs en pF/m : b Cest la capacit mesure entre deux ls dune mme paire. b Elle dpend du type et de lpaisseur de lisolant utilis. Vitesse de propagation en m/s : b Cest le temps que met le signal pour aller dun point lautre dun l. b Pour des frquences faibles (o les variations de tension sont beaucoup moins rapides que la propagation), on suppose une vitesse de propagation innie, do une propagation instantane. b Pour des frquences leves, cette approximation nest pas valable. Diaphonie entre paires en dB :

E52293

Paradiaphonie

Telediaphonie

Temprature dutilisation en C b Celle-ci doit tenir compte : v de la temprature ambiante, v du type de pose du cble, v de son chauffement propre, v de la proximit dappareils de puissance...

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Rgles de cblage


Exemple de choixb Impdance caractristique : 120 . b Attnuation : une tension mini de 0,2 V sur le rcepteur est ncessaire pour une tension mini de 1,5 V en sortie dmetteur : v lattnuation sera donc : - Att = 20 Log (Vs/Ve) ; Att maxi = 17 dB sur 1200 m. v calcul de la longueur maxi du rseau : - longueur (en m)= 1000 x [1-(1-/c)] : 14 dB/km c : attnuation du cble utilis (en dB/km) b Rsistance linique : le guide dapplication de la norme EIA485 (le TSB89), stipule que la rsistance maxi ne doit en aucun cas dpasser 390 (pour les conditions dnies dans ce guide et la temprature dutilisation donne). v donc, longueur (en m) = 1000 x [1-(1-R/Rl)] : R : 0,325 /m Rl : rsistance linique du cble utilis (en /m). b Capacit entre conducteurs : v temps de monte ou de descente du signal Tr < 0,3 Tui (o Tui = Time unit interval = 1/Br & Br = Baud rate). Les temps de transitions sont pris entre 10% et 90% de lamplitude totale du signal Vss (env. 2 avec = Rl x Cl). Donc Cl < 0,3 / (Br x Rl x 2). b Temprature dutilisation : > 70C (Temprature ambiante maxi dans le tableau).

Application avec une liaison RS485 19200 Bds sur une longueur de bus de 1000 mb Impdance caractristique : 120 . b Attnuation du cble = 20 dB/Km 19200 Bds : v longueur = 1000 x [1-(1-14/20)], v longueur maxi = 700 m, v cette longueur tant incompatible avec les 1000 m de bus souhaits, il faut donc un cble avec une attnuation de 14 dB/km maxi. b Rsistance linique : 0,213 /m ( la temprature dutilisation) : v longueur = 1000 x [1-(1-0,325/0,213)], v longueur maxi = 1525 m. b Capacit entre conducteurs : v Cl < 0,3 / (19200 x 213 x 2), v Cl < 36,6 nF soit < 36,6 pF/m. b Temprature dutilisation : > 70C. Exemple : BELDEN ref. 9842 pour les applications RS422 / RS485.

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Rgles de cblage

Rgles de mise en uvre

Sensibilit des diffrentes familles de cblesFamille1

CblesAnalogiques

Type de signal

Comportement CEM

2

Numriques et tlcom

3

De relayage

4

Alimentation

Circuits dalimentation Signaux sensibles et de mesure des capteurs analogiques Circuits numriques et Ces signaux sont bus de donnes sensibles. Ils sont par ailleurs perturbateurs pour la famille 1 Circuits des contacts Ces signaux sont secs avec risques de perturbateurs pour les ramorages familles 1 et 2 Circuits dalimentation Ces signaux sont et de puissance perturbateurs

Remarque : un cble blind nest plus perturbateur ni susceptible.

b Lors de linstallation des appareils, il est ncessaire de toujours respecter les consignes dictes par le constructeur. b Il est ncessaire de toujours adapter la conguration du cblage la topologie supporte par le systme. Cette conguration diffre si le rseau est en toile, en anneau, ou en bus. Dans tout les cas, les rgles indiques dans les paragraphes suivants se veulent gnriques et donc, sont applicables quelle que soit la topologie ou mme le type de signaux vhiculs. b Le raccordement unilatral protge contre les courants basses frquences. b Le raccordement bilatral de lcran protge contre les perturbations les plus svres, le mode commun haute frquence. Lors dun raccordement unilatral, les signaux diffrentiels sont donc protgs en basse frquence, mais en haute frquence ce type de raccordement est inefficace.

Mise en uvre des cbles blindsO raccorder le blindage ?b Raccordez aux deux extrmits les blindages externes de toutes les liaisons numriques ou de puissance la masse en entre dquipements. b Seules des liaisons analogiques bas niveau basses frquences ncessitent parfois de ne connecter le blindage qu une seule extrmit.

Au contraire du raccordement unilatral le raccordement bilatral laisse les courants basses frquences circuler sur lcran (tension entre les deux extrmits ou couplage champ boucle). Ce courant va gnrer sur la paire lintrieur une faible tension ou du bruit 50 Hz.

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Rgles de cblage

Rgles de mise en uvre (suite)

E52294

Le raccordement des cbles blinds dtermine directement leffet protecteur haute frquence. Si la connexion est effectue par une "queue de cochon", cest--dire un fil long, leffet protecteur seffondre en haute frquence.

Comment raccorder le blindage ?Un raccordement inamovible dcran en traverse de paroi par presse toupe mtallique est suprieur toute autre solution, condition de gratter la peinture pour assurer un bon contact lectrique. Il est possible dutiliser simplement un cavalier qui permet de garantir un contact au moins sur 180.Mauvais Assez bon

Barre de masse

Bon

Excellent

Chssis TRP (Tle de rfrence de potentiel)

Lors du raccordement sur bornier vis avec impossibilit dutiliser un cavalier pour la reprise de lcran, la longueur de la "queue de cochon" doit tre minimale. Ce type de raccordement est viter.Bornes de masse avec systme de fixation mtallique avec rail DIN

E52285

Barre de masse

NON

Acceptable si liaison trs courte

OUI

Dans le cas de raccordement par connecteur, la mcanique du connecteur doit assurer une continuit lectrique sur 360 entre le blindage du cble et la masse de lquipement.

E52296

Connecteur avec bossages de masse

Contact entre les coquilles de l'cran

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Rgles de cblage


Lefficacit dun filtre secteur en haute frquence dpend de la qualit de son montage.

Mise en uvre des filtresTrois rgles doivent tre respectes lors du montage dun filtre : b Rfrencez le ltre tle sur tle. b Raccordez les cbles amont et aval de chaque ct du ltre an de limiter le couplage parasite entre lentre et la sortie. b Plaquez les cbles amont et aval contre la tle an de limiter le rayonnement de lentre sur la sortie.

E52297

Non

E52298

Non

E52299

Oui

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Rgles de cblage


Les grandes rgles de cblageb Travaillez en paire pour les signaux numriques ou analogiques.

Rgle n 1 : Le conducteur aller et le conducteur retour doivent toujours rester voisins.

Fates attention aux cblages lintrieur darmoires qui utilisent des conducteurs spars. Reprez les ls par type de signaux et par paire. Cas particulier : Les chanes darrt durgence et dalarmes ne doivent jamais tre cbles en unifilaire point point mais en paires. b Utilisez des cbles blinds ou des torons sur-blinds. b Lutilisation de chemins de cbles conducteurs amne un niveau de protection satisfaisant dans une grande majorit de cas. Veillez accompagner les cbles de liaisons inter ou intra btiments au minimum par une liaison de masse (cablette de terre ou chemin de cbles). b Plaquez systmatiquement contre la tle les cbles de liaisons internes aux armoires et aux machines. Pour conserver un effet protecteur correct, il est conseill de respecter un rapport : Distance entre cbles ------------------------------------------------------------------- > 5 Rayon du plus gros cbledE52300

Rgle n 2 : Il est souhaitable de plaquer toute liaison contre des structures quipotentielles de masse afin de bnficier dun effet protecteur haute frquence.

d/R>5

R

Cble perturbateur

Cble signal

Rgle n3 : Seules des paires de signaux analogiques, numriques et tlcommunication peuvent tre serres lune contre lautre dans un mme faisceau ou tires dans un mme cble de regroupement.

b Sparez les circuits de relayage, variateurs, alimentation et puissance, des paires de signaux analogiques, numriques et tlcommunication. b Rservez dans les armoires une goulotte aux liaisons puissance.

Sparez les liaisons puissance des liaisons de donnes lors de la mise en uvre des variateurs de vitesse.

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Rgles de cblage


Rgle n4 : Il est dconseill dutiliser un mme connecteur pour des liaisons de familles diffrentes (sauf pour des circuits de relayage, alimentation et puissance). Rgle n5 : Tout conducteur libre dans un cble doit tre systmatiquement raccord la masse des chssis aux deux extrmits (sauf pour des cbles analogiques). Rgle n6 : Les cbles de puissance nont pas besoin dtre blinds sils sont filtrs. Le cloisonnement interne du tableau favorise la CEM.

b Sparez les signaux analogiques et numriques par une range de broches au 0 V si un connecteur est commun ces deux types de signaux.

b Le respect de la rgle n5 procure un effet protecteur dun facteur 5 environ en haute frquence.

b Blindez ou ltrez imprativement les sorties puissance des variateurs de vitesse.

Cblage interne des armoiresLes commandes numriques, les variateurs de vitesse et les automates programmables peuvent tre situs dans une mme armoire si : b Les variateurs sont mis en oeuvre avec des cbles blinds. b Toutes les rgles de cblage dcrites ci-dessus sont respectes. 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 matire non isolante an quelles jouent le rle de plan de masse. b Utilisez une grille ou un maillage en fond darmoire pour placer tous les quipements. Dfinition : Une cage de Faraday est une enveloppe conductrice dont les parois sont parfaitement relies entre elles.

Remarque : toutes les fixations doivent tre ralises avec contact lectrique => grattez la peinture.

E52301

Maillage des masses : rail DIN + masse armoire

Fixation avec contact lectrique (rondelle vantail)

Conducteurs de scurit

Barre de masse

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Rgles de cblage


La prsence de nombreuses structures de masses dans les machines et les armoires procure un effet protecteur maximum.

Effet protecteur lintrieur dune armoire ou dune petite machineb Plaquez tous les cbles contre des structures de masses. b Les goulottes de cblage plastique sont autorises dans les armoires si elles sont installes sur : v la grille de fond, v ou sur des rails DIN raccords aux masses de larmoire. Les armoires sont constitues de diffrents lments assembls par des vis, charnires ou soudures. Ces nombreuses fentes diminuent donc la continuit des masses. Pour masquer ces fentes, placez le passage des cbles proximit de ces points dassemblage ou doublez le par une tresse de masse.Tresse de masseE52302

Collier OUI

NON

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Rgles de cblage


La majorit des problmes rencontrs sur site sont des problmes de conduction. Il est impratif de protger toutes les liaisons filaires externes larmoire ou la machine. Chaque armoire et machine doit tre quipe dune barre de masse ou dune TRP sur laquelle sont connects tous les cbles blinds et les protections filaires. Dfinition : Tle de rfrence de potentiel.

Le cblage entre deux armoiresProtections des liaisons externes aux quipementsLa TRP peut tre lune des tles de larmoire ou sa grille DIN. La TRP est toujours connecte au maillage des masses de larmoire ou de la machine ainsi qu celui de llot. En coffret plastique (dfavorable) utilisez un rail DIN ou une borne de masse.

E52303

TRP

E52304

Barre de masse

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Schneider Electric

Rgles de cblage


Il est ncessaire dassurer la continuit des masses darmoire situes cte cte.

Association darmoiresLorsque les quipements sont regroups dans plusieurs armoires cte cte, il est ncessaire de respecter les rgles suivantes : b Fixez les armoires entre elles pour constituer des lots. b Interconnectez les masses des armoires entre elles par au moins deux contacts en haut et en bas. b Ralisez ces liaisons de masse avec : v du rond de cuivre, v ou du clinquant large et court, v ou de la tresse tame. b Utilisez des faux planchers conducteurs pour assurer un maillage efcace. b Grattez les peintures pour raliser des contacts directs et utilisez des rondelles ventails.Interconnexion des masses 50 cm maxi

E52305

La section des liaisons de masses est indiffrente, seule leur longueur importe. Elles doivent tre infrieures 50 cm.

Les goulottes doivent assurer la continuit des masses.

Utilisation des goulottesLes goulottes places lextrieur des armoires doivent tre mtalliques au-del dune longueur de 3 m. Pour assurer une bonne continuit, les goulottes doivent tre raccordes la masse des armoires ou des machines par des clisses ou du clinquant.

E52306

Dans le cas o une seule goulotte est utilise, celle-ci doit tre infrieure 30 m.

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Rgles de cblage


b Fixez les cbles non blinds dans les coins des goulottes.

E52307

Puissance ou variateurs Relayage Numriques blinds Analogiques blinds Analogiques non blinds Numriques non blinds

b Utilisez une sparation verticale dans la goulotte pour viter le mlange des cbles incompatibles. b Utilisez de prfrence un capot mtallique sur la demi goulotte signaux. Nota : un capot mtallique global sur la goulotte namliore pas la CEM. Anticipez lvolution de votre installation.

E52308

+

Equivaut

Equivaut

Efficacit

Dfinition : Pour chaque rseau de communication, il est ncessaire de respecter une premire limite maximale de longueur de segment sans rpteur en fonction de la vitesse du rseau et de la jauge du cble utilis. Cette limite, indique dans la documentation des produits, ne peut tre atteinte que si les conditions dinstallation sont satisfaisantes vis vis de la CEM (cbles poss dans des goulottes mtalliques en continuit lectrique de bout en bout, runies au maillage des masses et la terre). Dfinition : Il faut dfinir une longueur thorique maximale de compatibilit lectromagntique (LTC). Cette seconde limite est thorique car gnralement suprieure la premire, elle sert optimiser les conditions dinstallation et doit tre respecte en mme temps que la limite prcdente. Elle concerne galement un segment sans rpteur-rgnrateur. La longueur thorique CEM est en moyenne de 1200 m, mais selon le type de rseau de communication cette valeur peut tre diffrente : b 2000 m pour FIP 1 MBit/s et pour Unitelway. b 1000 m pour ModbusPlus et pour Ethway cble triaxial 50 . b 700 m pour Mapway. b 400 m pour le systme BusX des automates PREMIUM. De mme, dans le cas de goulotte unique pour cbles de puissance et de signal, le cfficient tient compte de labsence de toute sparation mtallique ou de couvercle mtallique sur la demi goulotte signal.

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Schneider Electric

Rgles de cblage


Chaque fois que lune des trois conditions nest pas entirement remplie et afin de respecter la CEM, la longueur physique de goulotte doit tre affecte dun cfficient. Ces cfficients mesurent la diminution de leffet protecteur. La longueur autorise qui en rsulte sera alors infrieure la LTC.

Leffet protecteur dun chemin de cbles est denviron 50 entre 1 MHz et 100 MHz.

Exemples deffets rducteurs

Dans le cas o lutilisation de goulottes mtalliques nest pas possible, dautres effets protecteurs peuvent tre utiliss pour assurer la continuit des masses : b Utilisation dun "cablol". Ces chemins de cbles en fils souds sont moins efficaces et souvent plus coteux que les goulottes en tle.Effet protecteur = 5E52309

Effet protecteur = 10

b Utilisation dun cble daccompagnement. Le cble daccompagnement est utilis lorsqu aucune autre solution nest ralisable.

E52310

Effet protecteur = 5 Cble de masse

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Rgles de cblage


Taux derreurs dune liaison lente :

Transmission de 41222 octets 4800 Bds. Test CEI 1000-4-4. Cble blind 15 paires.Transmission impossibleE52311

Erreurs 13E52312

Arrt 110

Dure 1352 s

8E52313

86

1225 s

0E52314

0

160 s

0E52315

0

160 s

Chemin de cble sans couvercle :E52316 E52317

Chemin de cble avec couvercle :

Taux derreurs dune liaison rapide :

Transmission 2 M bits/s. Dure du test CEI 1000-4-4 : 3 minutes.11800 erreurs :E52318 E52319

12000 erreurs :

9600 erreurs :E52311 E52313

4600 erreurs :

4500 erreurs :E52312 E52320

4000 erreurs :

0 erreur :E52314 E52321

0 erreur :

0 erreur :E52315 E52322

0 erreur :

Chemin de cble sans couvercle :E52316 E52317

Chemin de cble avec couvercle :

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En rsum

Rgles essentiellesb Assurez lquipotentialit des masses. b Choisissez du matriel aux normes. b Respectez les instructions des fabricants. b Protgez vos installations des perturbations provenant de lextrieur (reprises de blindages soignes). b Supprimez les boucles de masse. b Blindez les cbles sensibles, et les cbles perturbateurs. b Utilisez les coffrets ou les cellules comme cage de FARADAY (contact entre tles nu et non oxyds, tresses de masse courtes et large, pas douvertures inutiles). b Ne pas utilisez de "queues de cochon". b Evitez le schma TN-C, les perturbations de mode commun tant le principal problme en CEM. b Plaquez les conducteurs sur les plans de masse. b Sparez les conducteurs par catgories. b Ne laissez pas de conducteur non raccord. b Le conducteur aller et le retour doivent toujours tre voisins. b Utilisez les "protections naturelles" (chemins de cbles, cornires, etc...). Le non respect des rgles entrane : b Des problmes de CEM : v perturbations du fonctionnement. - une expertise de linstallation, - une reprise de cblage, - une mise en uvre de solutions logicielles. v risques de non continuit de service, v systmes ne remplissant pas sa tche. b Des pertes de production, expertise, reprises, cots levs.

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Guide dintgration

RappelsLes rseaux Les systmes 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)

4040 40 40 41 42 43 47 48

Les interfacesRS232/RS485 Les Modems

5050 51

Le protocole ModbusDiffrence des trames ASCII ou RTU Diffrences des protocoles MODBUS ou MODBUS+ Modbus / Jbus Caractrisation des changes Les principes utiliss L'adressage Les fonctions Contrle des messages reus par l'esclave Algorithme de calcul du CRC16

5656 56 56 58 60 61 61 62 75

Les spcifications SchneiderGnralits Connectique Composants disponibles

7979 83 84

En rsum Particularits des produits

85 86

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Guide d'intgration Modbus / Jbus

Ce chapitre dtaille la couche n2 du modle OSI. Cette couche est constitue de deux parties distinctes de la transmission de donnes : b Une partie "matrielle" (interfaces, adressage, paramtrages...). b Une partie "logicielle" (contrle d'accs au support, gestion des erreurs, contrle des niveaux logiques...).

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Rappels

Les rseauxDfinition : Un rseau de communication a pour but de relier au moins deux quipements pour changer un certain nombre d'informations (ex. : rseau Ethernet).Un rseau se dfinit par : b Sa topologie (en bus, anneau, toile, arborescent, maill...). b Ses limites physiques (longueur, dbit, nombre "d'abonns"...). b Le type de support physique utilis (cble, bre optique, ondes hertziennes...). b Le type d'accs au rseau (alatoire, maitre-esclave, anneau jeton, avec ou non gestion d'erreur...). b Les modes de transmissions (synchrone/asynchrone, par paquets, srie/parallle, codage NRZ/Manchester...). Le protocole (TCP/IP, FIP, MODBUS...).

Les systmesDfinition : Un systme regroupe une population d'entits diffrentes, fonctionnant indpendamment et connectes entre elles (en rseau), afin de participer une fonction globale.

Les Bauds et les bits par secondeDfinition : Un baud correspond un nombre d'tats lectriques par seconde. Dfinition : Le dbit ou le nombre d'infos transmises chaque seconde sur le rseau s'exprime en bits par seconde. Dfinition : La valence est le rapport entre le dbit en Bits/s et la vitesse en Bauds.Un des paramtres importants dans le choix du cble est la bande passante. Celleci est lie la vitesse de modulation exprime en Bauds. Une erreur courante consiste exprimer les Bauds en bits par seconde. Ce paramtre intresse surtout l'utilisateur. Cette confusion vient du fait que la valence est 1. Une valence de 2 indique que le dbit est doubl pour une mme vitesse de communication.

E70510

U

5V 2,5 V t 0 1 0 0 1 1 0

U

5V 2,5 V t 00 11 10 01 00 10

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Les liaisons BC 20 mA - RS232 RS422 - RS485

ArchitecturesDfinition : Une boucle de courant 20 mA est une liaison multipoints (le nombre de points dpend des types d'metteurs/rcepteurs), via un cble de 4 fils. Dfinition : Une liaison RS232 est une liaison point point, via un cble de trois fils minimum. Dfinition : Une liaison RS422 est une liaison point point, via un cble de quatre fils minimum pour fonctionnement en full duplex. Dfinition : Une liaison RS485 est une liaison multipoints (32 maxi.), via un cble de 2 fils minimum pour fonctionnement en half duplex. (raccordement sur SubD9 conseill, longueur maxi. 3000 m 1200 Bds, & 300 m 9600 Bds, topologie en bus). (raccordement sur un SubD9 ou 25 pts, longueur maxi. 15 m 19200 Bds).

(raccordement sur SubD9 conseill, longueur maxi. 1200 m 19200 Bds).

(raccordement sur SubD9 conseill, longueur maxi. 1200 m 19200 Bds, topologie en bus).

Les topologies :E52323 E52324 E52325

Bus

Anneaux

Etoiles

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E52437

Point Point

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Les liaisons BC 20 mA - RS4232 RS422 - RS485 (suite)

E52338

Ce mode de transmission utilis sur certains quipements permet de meilleures performances que le mode RS232C. Bien que ce mode de transmission prsente une bonne immunit aux parasites, il n'est pas toujours la solution idale. En effet, la boucle de courant n'est pas normalise. Caractristiques gnrales : b Nombre maxi de charges sur le bus : dpend des types d'metteurs/rcepteurs. b Topologie standard : "Multipoints" de type bus 4 ls. b Vitesse de transmission : 300/600/1200 Bds. b Niveaux lectriques : 0 mA/ 20 mA. b Lignes de contrles : Non. b Longueur du bus : 3000 m de 300 1200 Bds. Dpend directement du type de cble et de la tension d'alimentation du bus (12 ou 24 V).

La boucle de courant 20 mALa boucle est parcourue par un courant de 20 mA obtenu partir de la tension d'alimentation (12 ou 24 V). Dans le cas d'une ligne normale (20 mA : tat de repos de la ligne), la perte par poste connect est d'environ 1,5 V. b Les metteurs des postes esclaves sont le plus souvent en srie avec les rcepteurs du poste matre (ligne normale, 20 mA au repos) :E TD + R +RD + + R TD E + R TD E + R TD E -

-

+

-

+

-

Matre

Esclave

Esclave

Esclave

b Les metteurs des postes esclaves peuvent tre en parallle avec les rcepteurs du poste matre. L'tat de repos de la ligne est alors 0 mA :E52339

+ R

-

+ R

-

+ R

-

E

TD + + TD

+ E TD E

+ TD E

R

+RD

Remarques : b Convention de signe : "+" pour courant entrant, "-" pour courant sortant. b Lgende : E : metteur, R : rcepteur.

Matre

Esclave

Esclave

Esclave

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Caractristiques gnrales : b Niveaux lectriques + 15 V. b Lignes de contrles : possibles (RTS, CTS , DCD, etc...) mais pas systmatique 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).

La liaison RS232La connexion physique DB25-DB2513 DB25 Femelle RS-232-C 1

E52326

25

14

Cble srie DB25 DB25 Ordinateur DTE Interface DCE

1

DB25 Mle RS-232-C

13

14

25

Dfinition : DTE (Data Terminal Equipement) reprsente le terminal ou l'ordinateur . Dfinition : DCE (Data Communication Equipement) reprsente le modem (ou l'imprimante). b Reliez deux quipements de types opposs (DTE-DCE) l'aide d'un cble direct PIN-to-PIN. b Reliez deux quipements de types semblables l'aide d'un cble spcial : v DTE-DTE, utilisez un cble nul-modem, v DCE-DCE, utilisez un cble nul-terminal. Sur un ordinateur, le port srie est gnralement de type DB9 ou DB25 mle. Le port parallle 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 dfinit pas de faon prcise le "sexe" du connecteur. Elle vise plutt normaliser la fonction et l'utilit des broches des connecteurs ainsi que la tension applique. Dfinition : La communication parallle est la : transmission de huit (8) lments binaires simultanment (octet). Les huit s(8) bits de l'octet ou byte sont tous envoys simultanment sur le mdium de communication. Le raccordement d'une imprimante un ordinateur est souvent ralis par un cble parallle connecteurs "DB25". La longueur maximale d'un cble parallle est de 30 mtres. Un cble parallle trop long pourrait fausser les donnes de transmission en raison du bruit lectrique et de la dformation des ondes carres (bits 1 et 0). Dfinition : La communication srie est la transmission de bits lun la suite de l'autre. Cette mthode est utilise lorsque la distance est trop grande pour relier deux quipements l'aide d'une connexion parallle. Il est important de mentionner que le raccordement entre un ordinateur et un modem est ralis par une connexion srie. Les manufacturiers respectent gnralement le standard de raccordement "RS-232-C". La longueur maximale recommande d'un cble srie est de 30 mtres, mais il est possible d'utiliser des longueurs suprieures en respectant certaines caractristiques lectriques dictes par la norme "RS-232-C"

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La connexion physique DB9-DB2513E70511

DB25 Femelle RS-232-C

1

25

14

Cble srie DB9 DB25 Ordinateur DTE Interface DCE

5

DB9 Mle

1

9

6

Certains terminaux et ordinateurs peuvent possder un connecteur srie "RS-232-C" de type DB9. Sur la figure ci-dessus, la connexion srie "RS-232-C" est ralise l'aide d'un cble srie DB9 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

Brochage du DB9

E52487

1 6 2 7 3 8 4 9 5

CD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI SG

dtection de porteuse donnes prtes rception de donnes demande pour mettre transmission de donnes prt mettre terminal prt indicateur de sonnerie xxxxxxx du signal

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Le cblage standard

E52329

1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DTE

Protective ground Transmitted data Received data RTS CTS DSR Signal ground DCD (RLSD) DTR RI

1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DCE

DIRECT DB25-DB25

Le cble nul-modem

E52330

GRND Transmitted data Received data RTS CTS DSR Signal ground DCD (RLSD) DTR RI

1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DTE

Protective ground

1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DTE


NUL-MODEM(asynchrome)

Le cble nul-terminal

E52331


1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DCE

Protective ground

1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 DCE


NUL-TERMINAL(asynchrome)

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Le contrle de flux RTS/CTS ou XON/XOFFLa mthode hardware est recommande. Elle utilise la signalisation des broches RTS/CTS de l'interface srie RS-232 pour informer le DTE d'arrter de transmettre. Cette mthode est la plus scuritaire et la plus utilise. La mthode software ncessite que le modem envoie deux codes ASCII bien distincts au terminal pour l'informer d'arrter (Xoff) ou de continuer (Xon) transmettre : v XON Ctrl-Q ASCII 11 Hex. v XOFF Ctrl-S ASCII 13 Hex. Tous les PC IBM et compatibles permettent le contrle de flux par RTS/CTS. Le problme survient avec les ordinateurs Apple qui ne le supportent pas ncessairement.

Dfinition : Le contrle de flux permet au rcepteur d'ordonner au terminal l'arrt de la transmission lorsque sa mmoire tampon a atteint 90% de sa capacit. Il existe deux types de contrle, hardware et software.

L'existence du contrle de flux, quelle que soit la mthode utilise, permet d'augmenter le dbit de transmission du terminal (DTE) une vitesse suprieure celui du dbit du modem sur la ligne.

Le modem peut signaler en tout temps au DTE d'attendre un certain temps si ses buffers sont pleins (et vice-versa).

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Une liaison RS485 possde les caractristiques gnrales suivantes : b Nombre maxi de charges sur le bus : 32 (pour Zc = 120 et Umc = -7 V 12 V). b Topologie standard : chanage des diffrents points de connexions. b Topologies possibles : v point point, v "Multipoints" de type bus (2 ls ou 4 ls), v "Multidrop" (1 metteur et plusieurs rcepteurs), v 1 rcepteur et plusieurs metteurs. b Topologie dconseille : en toile. b Distance mini. entre 2 points : 27 cm. b Longueur maxi. d'une drivation : 1m (suivant ISO/IEC 8482). b Vitesse de transmission : 4800/9600/ 19200 Bds. b Type de protocole : Modbus/Jbus dans notre cas. b Scurit ncessaire : tude plus approfondie du rseau pour ajuster les diffrents paramtres. b Dbit ncessaire l'utilisation : optimisation des liaisons en fonction du besoin, 10 Mbits/s max. b Lignes de contrles : non.

La liaison RS485Style de connecteur : b Un connecteur "SubD 9 points" est prconis 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 Temprature ambiante et de stockage : respectez les caractristiques des produits et des cbles. b Compatibilit CEM : v respectez les rgles de mise en uvre, v les produits doivent tres conformes aux directives "CE". Caractristiques Electriques : b Niveaux lectriques : + 5V (en diffrentiel). b Emetteur : tension min de sortie 1,5 V / 54 , b Rcepteur : sensibilit mini. + 0,2 V. b Type de mdium : Paire torsade blinde. b Impdance caractristique du mdium : Zc = 120 . b Tension maxi en mode commun : -7 V 12 V (pour Zc = 120 ). b Courant maxi de sortie d'un metteur : 250 mA. b Charge et polarisation de la ligne : oui. b Rsistances de charge = 120 , b Rsistances de polarisation = 470 . Remarque : un compromis sur la variation maximale de la tension de mode commun permet de pouvoir : b Utiliser un cble d'impdance caractristique de plus faible valeur. b Connecter plus de charges sur le bus (ex. : pour 50 points de connexions, Umc = -1 5 V). Le bulletin TSB89 spcifie que si le temps de transition du plus rapide metteur de la ligne est suprieur deux fois le temps de propagation sur cette mme ligne (dans un sens), la connexion n'est pas de la transmission (SIC). Les rsistances de charge ne sont pas ncessaires.

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Les normes EIA 485A (revision of March 98) et TSB89 (application guidelines for TIA/EIA485-A)Raccordements et reprages :A Rc A' A/A'

E52332

B

B'

B/B' T R

G C

R C' G

C/C'

Lgende : b G = Gnrateur. b A & B = Points de connexions du Gnrateur. b C = Point commun du Gnrateur. b R = Rcepteur. b A' & B' = Points de connexions du Rcepteur. b C' = Point commun du Rcepteur. b T = Transmetteur. b A/A' & B/B' = Points de connexions du Transmetteur. b C/C' = Point commun du Transmetteur. b Rc = Rsistance de charge. Etats lectriques :AE52333

B C

La ligne "A" de l'metteur sera ngative par rapport la ligne "B" pour un "1" binaire (OFF). La ligne "A" de l'metteur sera positive par rapport la ligne "B" pour un '0" binaire (ON).

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E52334

Binary 1 (OFF)Vob

Binary 0 (ON)VOH

Voa

VOL

OV (Diff)

Voa Vob

Temps de transition du signal :A 50 pF G + 20% B C 50 + 1% Vt

E52335

1.1 VssE52336

0.9 Vss

Vss

OV (Diff)

0.1 Vss tf

tui

tr

Vss = | Vt - Vt* | Contraintes sur la forme du signal : b tr & tf < 0.3 x tui. b Entre deux transitions (aprs tr et avant tf), la valeur de Vt ou Vt* ne doit pas tre en dehors de Vss + 10%. b A aucun moment, Vt ou Vt* ne doit excder 5 V.

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Les interfaces

Les PC de bureau sont tous quips d'au moins un port srie (COM1) qui est rgi par la norme RS232C. Il est ncessaire d'avoir un botier d'adaptation (interface RS232/ RS485) des niveaux lectriques. Dans certains cas, comme pour les PC dits "industriels", lorsqu'une carte supportant le standard RS485 peut tre installe, le botier d'adaptation n'est pas ncessaire.

RS232/RS485Dfinition d'une interface RS232/RS485 : b RS232 : v conformit la norme EIA, v cble de raccordement au PC < 20 m, v vitesse de transmission compatible avec le port du PC, v gestion des signaux de contrle de ux / de prsence : - 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 slection du type d'interface (DTE/DCE) est possible, choisir DCE. b RS485 : v conformit la norme EIA, v cble de raccordement < 1200 m, v vitesse de transmission compatible avec le matriel, v possibilit de polarisation de la ligne (Rp), v possibilit de charge de la ligne (Rp), v gestion 2 ls ou 4 ls, v conformit du format des donnes (start, stop, parit...), v possibilit de supporter 32 modules (au moins) sur sa ligne.

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Les interfaces (suite)

Pour des communications sur de longues distances, utiliser le rseau tlphonique existant est une solution simple. Ceci ncessite lutilisation de MODEMS.

Les ModemsNanmoins, il n'est pas possible de transmettre directement des bits sur une ligne tlphonique (sauf RNIS). Une conversation tlphonique 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 des variations de tension continue et ne peut donc tre vhicule directement. Il faut donc utiliser un modem qui permet de "MOduler et DEModuler" ces mmes bits de faon analogique. Il existe quatre types de modulations : Dfinition : Un modem ou MODulateur DEModulateur est un appareil permettant de transformer des signaux numriques en signaux analogiques et inversement. b Modulation d'amplitude.

E52341

b Modulation de frquence.

E52342

b Modulation de phase (synchronisation).

E52343

b Modulation combine (ex.: d'amplitude et de phase).

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E52488

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Les compagnies de tlphones acheminent chez leurs clients des paires de cbles reprsentant chacune un numro de tlphone bien distinct. Chacune de ces lignes tlphoniques est relie la centrale tlphonique sur un ordinateur spcialis appel "change ou PABX". Cet ordinateur est donc conu pour tablir la communication entre l'appelant et l'appel. Les ordinateurs traitent les informations uniquement sous forme binaire soit 1 et 0. Pour les changes tlphoniques ils doivent : b Dcoder les chiffres composs. b Etablir la communication entre deux abonns. b Convertir les conversations analogiques sous forme numrique (1 et 0). b Traiter les donnes numrises. b Puis re-moduler en signaux analogiques.

E52340

PABX1001101011100

A/D

D/A

appellant CPU

appel

Dfinition : b PABX : Public Automatic Branch eXchange. b A/D : Convertisseur Analogue Digital. b D/A : Convertisseur Digital Analogue. b CPU : Central Processing Unit. b Appelant : L'usager composant le numro de tlphone. b Appel : L'usager recevant l'appel tlphonique.

Le lien ddi et le modem. Une connexion tablie sur une ligne tlphonique par intermdiaire d'un change lectronique (PABX) est dite temporaire car elle reprsente un simple appel tlphonique que chacun peut effectuer tous les jours. Une fois la communication termine, la ligne est relche et redevient libre. Un logiciel spcifique est alors ncessaire afin de pouvoir paramtrer le module, prendre la ligne, grer la ligne, etc... Le lien ddi est une connexion tablie point point. Cette connexion n'est pas ralise par l'entremise d'un change tlphonique. Elle est permanente et ncessite des composants autres que le tlphone 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 utilis l'intrieur d'un btiment, dans un lieu priv, lorsque l'on effectue des transmissions sur des grandes distances, ou dans certains cas d'environnement perturb. Les connexions RNIS (ou ISDN = Integrated Services Digital Network)/. Dfinition : Le RNIS (Rseau Numrique Intgration de Services) est un rseau tlphonique fonctionnant de manire numrique jusqu'au niveau de l'usager. Ses caractristiques le qualifient pour le transport de volumes modrs de donnes numriques, des distances moyennes, entre les entreprises. Dans cette application, le RNIS remplacera progressivement le tlphone analogique. Les futurs concurrents du RNIS sont les technologies DSL et le cble. Ce type de connexion numrique n'utilise pas de modems, il ncessite un Terminal Adapter ou une autre carte spcialise. Ces quipements, bien qu'ils puissent se configurer trs souvent de manire similaire aux modems, possdent des caractristiques supplmentaires et diffrentes selon les modles.

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Caractristiques gnrales : b Modem industriel ou bureautique (selon utilisation). b Analogique/Numrique (selon connexion rseau tlphonique). b Vitesse de transmission adaptable (sur rseau tlphonique). b Commandes AT supportes pour lutilisation et le paramtrage. b Prsence dune entre RS232 (vitesse compatible avec MODBUS). b Prsence dune entre contact sec pour dclenchement dun appel. b Conformit aux directives CEM.

Dfinition : il ne faut pas confondre la vitesse de modulation du Modem et la vitesse du port COM de l'ordinateur. La vitesse du Modem reprsente le taux de transfert du DCE, et la vitesse du port COM reprsente le taux de transfert du DTE. La vitesse de communication du Modem peut tre modifie en cours d'change en fonction de la charge du rseau tlphonique. Pour les vitesses leves, il est conseill d'utiliser le contrle de flux "hardware" RTS/CTS.

Conseils d'installationHardware : b En principe, un modem est livr avec un cble de raccordement tlphonique et un cble de raccordement srie au PC/Mac/terminal. b Pour un modem PCMCIA, se rfrer aux instructions du fournisseur pour l'installation. b Branchez le cble tlphone sur la prise LINE (et non pas PHONE) du modem (d'autres termes sont parfois utiliss). b Branchez le cble srie 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 Gnralement, le logiciel livr avec le modem ne permet pas de faire de tests. Il est donc conseill de se procurer un mulateur de terminal pour faire les premiers tests de fonctionnement. b Pour un modem PCMCIA, un driver est livr avec une notice d'installation. Se rfrer galement aux installations des drivers sur le systme d'exploitation du PC. Connexion srie avec le modem : b Aprs avoir mis le modem sous tension : v contrlez que le modem a pass ses tests et se trouve en mode READY (prt fonctionner selon les LEDs allumes), v congurez l'mulateur de terminal (ou le terminal) avec le baud rate maximum support 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 contrlez si le modem rpond OK. Si tel est le cas, la liaison Pc/Mac/terminal et modem fonctionne dj (sans vritable test du owcontrol cependant). Connexion avec la ligne tlphonique : b Comme votre mulateur communique maintenant avec le modem : v tapez ensuite la commande ATDP161 [ENTER], v le modem compose le numro puis vous devez entendre l'horloge parlante dans le haut-parleur du modem, v la liaison modem ligne tlphonique est en ordre, v vous pouvez ensuite procder de mme avec un numro de CARPE (ou autre prestataire de services) pour faire le test avec des donnes, v ce stade, si tout fonctionne, vous avez dj accompli une partie de votre installation. Si les impulsions de taxation ne sont pas filtres (dans le modem, par un filtre externe ou en le demandant sa Direction des Tlcommunications), le modem est perturb, surtout s'il n'y a pas de correction d'erreur.

Les problmes de connexion srie les plus courants sont la vitesse mal adapte et le cble qui n'est pas complet pour supporter le flow-control hardware.

Les problmes de connexion tlphonique les plus courants sont : b Un cble tlphonique inadapt ( la norme Suisse par exemple). b La prise tlphonique murale n'est pas cble correctement. b La prise tlphonique est raccorde : v sur une double prise avec 2 tlphones, v la prise "verte" Fax / Tlphone, v sur un central d'abonn.

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Selon l'application, il est utile de connatre les paramtres du modem et comment les affecter. Les commandes commenant toutes par AT (Hayes compatible) diffrent suivant le modem. Les modems qui utilisent le jeu de puces de Rockwell ont des commandes identiques. Il est prfrable de dcrire les fonctions plutt que les commandes spcifiques. Les paramtres du Modem sont : b La correction derreur. b La compression des donnes. b Le contrle de ux.

Paramtres du modem : b La correction d'erreur permet d'viter des erreurs de transmission sur le rseau tlphonique parfois perturb. La norme V.42 (de l'ITU) est plus rapide et meilleure que le MNP-4 (de Microcom). b La compression des donnes permet d'acclrer le transfert des donnes qui ne sont pas dj comprimes. La norme V.42bis (de l'ITU) permet un taux de compression pouvant aller jusqu' 4:1 et reconnat les donnes dj comprimes, alors que le MNP-5 (de Microcom) offre un taux de 2:1. b Le contrle de ux : si les modems lents se contentent du ow-control software, connu sous XON/XOFF dans les manuels, les modems rapides doivent travailler avec le ow-control hardware, avec les lignes de contrle RTS/CTS. Si certains modems permettent le panachage des deux modes, cela n'est pas recommand. Quelques commandes AT communes :ATD Pour composer le numro, suivi d'un T pour la slection par frquences (DTMF) ou, plus rarement, D pour les impulsions (sur les anciens centraux tlphoniques). Exemple : ATDT 6939332 [ENTER] +++ permet, condition d'observer une pause, avant et aprs la commande, d'une seconde, de revenir en mode commande et, par exemple, de raccrocher avec ATH. Permet d'enregistrer le profil actuel en mmoire. C'est ce profil qui sera activ lors de la mise sous tension du modem ou avec la commande ATZ. Il faut noter que sur certains modles, il est possible d'enregistrer plusieurs profils. Permet de visualiser les paramtres actifs du modem. Permet de remettre tous les paramtres du modem selon la configuration d'usine. Permet de rgler le volume du haut-parleur, alors que ATMn slectionne son mode de fonctionnement. Permet de mettre la valeur n dans le registre r. Il est possible de connatre le contenu du registre avec la commande ATSr?. Permet de dterminer le nombre de sonneries avant que le modem rponde. Si la valeur est 0, le modem ne rpondra pas. En Suisse, au minimum deux sonneries avant de dcrocher (selon l'OFCOM). Permet de dfinir le temps pendant lequel le modem attend une porteuse avant de raccrocher et de signaler NO CARRIER. Cette valeur est gnralement comprise entre 45 et 60 (en secondes).

AT&W

AT&V AT&F ATLn ATSr=n ATS0=n

ATS7=n

Nota : Seul le manuel de rfrence du modem fait foi, les exemples donns pouvant parfois tre diffrents . Les messages :OK ERROR CONNECT Signifie que la commande est comprise. Signifie que tout ou partie de la commande est errone. Signifie que la liaison est tablie. Ce message est souvent complt par des informations sur la vitesse et le protocole (correction d'erreur et/ou compression). Signifie que le modem ne peut pas composer le numro, la tonalit n'tant pas prsente. Signifie que la porteuse a t perdue, soit que le modem distant a raccroch, soit que notre modem n'a pas reu de porteuse l'appel (par exemple lorsqu'une personne dcroche et dit "All !"). Signifie que personne ne dcroche l'autre bout, soit que le numro est faux, soit que l'quipement distant est en panne (cela peut arriver !). Signifie que toutes les lignes sont occupes et qu'il faut refaire une tentative un peu plus tard ou avec un autre numro.

NO DIALTONE NO CARRIER

NO ANSWER BUSY

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Le cble reliant le modem la prise du tlphone respecte gnralement la norme internationale de raccordement. Cette norme est diffrente de celle utilise en Suisse.Modem USAE52344

Le bon cbleLe cble de la liaison srie entre le modem et le PC/Mac/terminal (DTE) doit comporter tous les signaux ncessaires. b DB-25 et DB-25 : Nota : Exemple gnral utilis dans la majorit 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

a ab

b 1 Ligne PTT 2 3

a

b

PHONE

LINE PSTN

T+T 83 a b 1 Ligne PTT 2 3 T+T 83

ab Tlphone CH

b DB-9 et DB-25 : Nota : Le connecteur DB-9 est frquemment utilis 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 utilis sur les Macintosh. DTEDTE (Mini-DIN8) 1 DTR 2 DSR 3 TD 4&8 5 RD 7 DCD SHIELD MODEM (DB-25)

(RTS & DTR) (CTS) Transmitted Data (TD) (Ground) Received Data (DCD)

4 & 20 5 2 7 3 8 1

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Le protocole Modbus

Diffrence des trames ASCII ou RTUDfinition : ASCII, Amrican Standard Code for Information Interchange. Dfinition : RTU, Remote Terminal Unit. Ces deux formats de trames peuvent tres utiliss dans le protocole MODBUS, mais sont incompatibles entre eux. Environ 95% des modules communicants sur MODBUS utilisent des trames "RTU".Certains quipements permettent le choix entre ces deux formats : b Le format RTU permet pour une mme vitesse de transmission un plus fort dbit de donnes. b Le format ASCII offre une "souplesse" plus importante sur les timing inter-octet (jusqu' 1 seconde) et constitue une vritable transmission asynchrone.

Diffrences des protocoles MODBUS ou MODBUS+Dfinition : Le protocole MODBUS utilise des trames dont le dbut et la fin sont standards. L'adresse est place en dbut de trame. Dfinition : Le protocole MODBUS+ utilise des trames avec des dlimiteurs de dbut et de fin spcifiques au rseau. L'adresse destinataire est intgre au protocole.b Pour le protocole MODBUS, les rcepteurs lisent ladresse et reconnaissent ainsi quel est le module concern par le message. Ils connaissent aussi la longueur du message ce qui permet de dtecter les messages "tronqus". b En MODBUS + l'adresse MODBUS est convertie par l'metteur en une adresse de nud et de chemin d'accs sur le rseau.

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 "1", les @ JBus commencent "0".

Modbus / JbusStructure de la trameN d'esclave Code fonction Longueur trame CRC Dtection des trames *

Jbus1 255 1 16 (sauf 9 & 10) 255 Octets max. CRC16 silence > 3 caractres

Modbus

1 247 1 24 261 Octets max. CRC16 silence > 1,5 ou > 3,5 caractres * Cette diffrence ne pose pas de problme des dbits suprieurs 1200 bits/s car ces temps sont infrieurs au temps de traitement de l'quipement (temps de retournement). Fonctions standard F1 Lecture de n bits @ 0 to FFFF Lecture de n bits @ 1 to 9999 (1 < n < 2000) F2 Lecture de n bits @ 0 to FFFF Lecture de n bits @ 10001 to (1 < n < 2000) 19999 F3 Lecture de n mots @ 0 to Lecture de n mots @ 40001 FFFF (1 < n < 125) to 49999 F4 Lecture de n mots @ 0 to Lecture de n mots @ 30001 FFFF (1 < n < 125) to 39999 F5 Ecriture de 1 bit @ 0 to FFFF Ecriture de 1 bit @ 1 to 9999 F6 Ecriture de 1 mot @ 0 Ecriture de 1 mot @ 40001 to to FFFF 49999 F7 Lecture rapide de 8 bits Lecture du status d'exception utilisateur (8 bits) Signale des dfauts sur l'quipement F15 F15 Ecriture de n bits @ 0 to Ecriture de n bits @ 1 to 9999 FFFF F16 Ecriture de n mots @ 0 to Ecriture de n mots @ 40001 FFFF to 49999

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Le protocole Modbus (suite)

Le protocole MODBUS permet de lire ou d'crire un ou plusieurs bits, un ou plusieurs mots, le contenu du compteur d'vnements ou celui des compteurs de diagnostic.

Structure de la trame Jbus Fonctions de diagnostic (sous-fonctions)F8 Lecture des compteurs de diagnostics (01) Donne = 0000=>pas de rponse mise donne = FF00 reset des compteurs (02-03-04-0A) Identiques (0B) Comptabilise les trames sans erreur de CRC (0C-0D) Identiques (0E) Non incrment sur une diffusion (0F) Comptabilise le nombre de diffusions reues (10-11) Identiques (12) Comptabilise les erreus de caractres (format, parit etc...) F11 Compteur dvnement. Incrment sur une diffusion. Dans la rponse, le 1er mot est toujours 0 F12 Historique des 64 derniers changes. Dans la rponse, le 1er mot est toujours 0.

ModbusLecture des compteurs de diagnostics Rponse pas de RAZ compteurs

Identiques Comptabilise toutes les trames Identiques Incrment sur une diiffusion Comptabilise le nombre de non rponses de lesclave Identiques Comptablilise les overrun

Compteur dvnement. Non incrment sur une diffusion. Dans la rponse, le 1er mot est 0 ou FFFF (status) Historique de 64 derniers changes. Dans la rponse, le 1er mot est 0 ou FFFF (status). Identiques Erreur pendant le traitement de la requte Non implment

Codes dexception(01-02-03-05-07-08) Identiques (04) Equipement non prt (09) Chevauchement de zone mmoire

Fonctions tendues (sous-fonctions)F13 Commandes programme (01 - 02) Identiques (03 - 04) Adresse sur 24 bits Extension d'adresse (25) identique identique (26) Octet de donne = 00 or 80h Octet de donne = 06h F14 identique Identique Commandes programme Identiques Adresse sur 16 bits + 8 bits pour le numro de page

Remarque : la fonction 13 possde 43 sous-fonctions, Jbus en utilise seulement 6.

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E52348

Les changes sont raliss l'initiative du matre et comportent une demande du matre et une rponse de l'esclave.

Caractrisation des changesMatre Demande

Rponse

Esclave 1

Esclave 2

Esclave 3

E52349

Toutes les trames changes ont la mme structure.N esclaveE52350

Les commandes de diffusion sont obligatoirement des commandes d'criture. Il n'y a pas de rponse mise par les esclaves.

Code fonction

Zone de donnes

Zone de contrle

Matre

CRC 16

Diffusion

Les demandes du matre sont adresses soit : b A un esclave donn (identi par son numro dans le premier octet de la trame de demande). b A tous les esclaves (diffusion).

Esclave 1

Esclave 2

Esclave 3

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Tout change comporte deux trames, une demande du matre et une rponse de l'esclave. Sauf pour la diffusion (criture seulement) ou l'change est constitu d'une trame du matre.

Chaque trame contient quatre types d'informations : b Le numro de l'esclave (1 octet) : v le numro de l'esclave spcie l'esclave destinataire (1 255). Si ce numro est zro, la demande concerne tous les esclaves, il n'y a pas de message de rponse. b Le code fonction (1 octet) : v il permet de slectionner une commande (lecture, criture, bit, mot) et de vrier si la rponse est correcte. b Le champ information (n octets) : v il contient les paramtres lis la fonction : adresse bit, adresse mot, valeur de bit, valeur de mot, nombre de bits, nombre de mots. b Le mot de contrle (2 octets) : v il est utilis pour dtecter les erreurs de transmission.

Diagramme d'occupation du support de transmission

E52351

Analyse de la rponse et prparation de l'change suivant

Matre

D R

D

Esclave N1

Esclave Nn

R

Support physique

Echange i-1

Echange i

Temps Echange i+1

D

Demande Attente Temps de retournement

R

Rponse Diffusion Excution par l'esclave

Remarque : les dures de DEMANDE, REPONSE, DIFFUSION, ATTENTE, TRAITEMENT sont lies la fonction ralise.

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Les principes utilissSynchronisation des changesTout caractre reu aprs un silence suprieur 3 caractres est considr comme un dbut de trame.

Fin du bit stopE52352

Dbut du bit start

Silence 3 caractres

Caractre

Caractre

Nota : Respectez un silence sur la ligne entre deux trames d'au moins trois caractres.

Le contenu des trames qui suivent est donn en hexadcimal.

Prsentation des tramesPrsentation des trames de demande et de rponse b Demande

E52353

N esclave (1 FF) 1 octet

Code fonction 1 octet

Informations

Mot de contrle

n octets

2 octets Lorsque le message est reu par l'esclave ce dernier lit le mot de contrle et accepte ou refuse le message. Information ncessaire la demande adresse bits, mots valeur bits, mots nombre de bits, nombre de mots.

Ce code permet de slectionner les commandes disponibles.

b Rponse


Code fonction 1 octet

Informations

Mot de contrle

n octets

2 octets

Valeur des bits ou des mots lus, valeur des bits ou des mots crits, nombre de mots ou nombre de bits, diagnostic.

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Chaque module possde une adresse unique sur le rseau, comprise entre 1 et 255 (1 et FF en hexadcimal). La valeur de cette adresse est code sur un octet, la valeur 0 est interdite car rserve la diffusion.

L'adressageLe mode d'adressage diffre suivant les modules : b Par roue codeuse : v la roue n1 donne le poids fort des adresses, v la roue n2 donne les poids faibles. b Par clavier ; le principe reste le mme, mais la mthode peut diffrer : v paramtrage en une seule fois, v ou paramtrage en deux oprations (poids fort/poids faible). Dans tous les cas, se reporter la notice de mise en uvre des modules.

Le protocole JBUS possde14 fonctions : Les trames de demande et de rponse ont une taille maximale de 255 octets.

Les fonctionsFonctions JBUS : b Fonction 1 ; Lecture de n bits de sorties ou internes. b Fonction 2 ; Lecture de n bits d'entres. b Fonction 3 ; Lecture de n mots de sorties ou internes. b Fonction 4 ; Lecture de n mots d'entres. 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 changes. b Fonction 11 ; Lecture du compteur d'vnement. b Fonction 12 ; Lecture du buffer trace. b Fonction 13 ; Lecture/criture adresse > FFFFh ou commande programme (tlchargement, ...). b Fonction 14 ; Diagnostic associ aux commandes programmes. b Fonction 15 ; Ecriture de n bits. b Fonction 16 ; Ecriture de n mots.

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E52357

Le matre met une demande en indiquant : b Le numro d'esclave. b Le code fonction. b Les paramtres de la fonction. Il calcule et met le contenu du mot de contrle (CRC 16). Lorsque l'esclave reoit le message de demande, il le range en mmoire, calcule le CRC et le compare au CRC 16 reu : b Si le message reu est incorrect (ingalit des CRC 16), l'esclave ne rpond pas. b Si le message reu est correct mais que l'esclave ne peut le traiter (adresse errone, donne incorrecte...), il renvoie une rponse d'exception.MatreE52356

Contrle des messages reus par l'esclaveContenu d'une rponse exception.


1

CRC 16 PF * 1 octet 1 octet 2 octets Code d'exception : 1. - Code fonction inconnu 2. - Adresse incorrecte 3. - Donne incorrecte 4. - Automate non prt 5. - Acquittement 7. - Non acquittement 8. - Dfaut d'criture 9. - Chevauchement de zone Code fonction reu et bit de poids fort 1. pf *

Esclave N esclave Fonction Zone de donnes CRC 16 Calcul du CRC

Exemple : b Demande.

E52358

Comparaison CRC 16

1

9

0

0

0

0 pf * PF* CRC 16

b Rponse.

E52359

Important : dans le CRC 16, loctet de poids faible (pf) est transmis en premier.

1

89

1 pf * PF* CRC 16

Remarque : Les rponses d'exception 5 et 7 sont relatives aux fonctions JBUS 13 et 14.

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Dfinition : Un bit est une unit lmentaire d'information ne pouvant prendre que deux valeurs distinctes : 1 ou 0 . Les "bits" reprsentent le langage qu'utilisent les ordinateurs pour fonctionner. Elles correspondent aux niveaux lectriques suivant dans l'ordinateur : b "bit 0" = 0 volt. b "bit 1" = 5 volts. Important : Lorsque les "bits" sont transmis sur un port srie , ils correspondent aux niveaux lectriques suivants : b "bit 0"= +3 +15 V. b "bit 1"= -3 -15 V. Dfinition : Un octet ou un byte est un groupe comprenant huit (8) lments binaires. Un "octet" ou "byte" est donc un ensemble de huit (8) "bits" reprsentant un tout appel " mot binaire". Remarque : PF = Poids Forts et pf = poids faibles.

E52360

b Fonction 1 : lecture de N bits de sortie ou bits internes b Fonction 2 : lecture de N bits d'entre. b Le nombre de bits lire doit tre y 2000.

Lecture de n bits : fonction 1 ou 2b Demande.

N esclave

1 ou 2

Adresse du 1er bit lire : PF * pf * 2 octets

Nombre de bits lire : 1 n 2000 2 octets

CRC 16 pf* PF * 2 octets

1 octet

1 octet

b Rponse.

E52361

N esclave

1 ou 2

Nombre d'octets lus 1 octet

1 er octet lu

Dernier octet lu

CRC 16 pf * PF*

1 octet

1 octet

n octets

2 octets

Dtail d'un octet :Dernier bit transmis 1 er bit transmis

E52355 E52362

Nota : Les bits non utiliss dans l'octet sont mis zro.

Exemple : Lecture des bits 204 211 de l'esclave n 1. b Demande.

01

01

02 04

01 0ECRC 16

b En hexadcimal, le nombre de bits lire de 204 211 se dtaille comme suit : v 0204, 0205, 0206, 0207, 0208, 0209, 020A, 020B, 020C, 020D, 020E, 020F, 0210, 0211, v soit 14 valeurs ou 0E en hexadcimal. b Rponse.

E52363

01

01

02

10101001

00101110

20B

204

211

20C

CRC 16

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b Fonction 3 : lecture de mots de sortie ou bits internes. b Fonction 4 : lecture de mots d'entre. b Le nombre de mots lire doit tre y 125.E52364

Remarque : le "mot" reprsente ici 2 octets soit 16 bits.

Lecture de n mots : fonction 3 ou 4b Demande.

N esclave

3 ou 4

Adresse du 1er mot lire : PF * pf *

Nombre de mots lire n 125 : PF * 2 octets

CRC 16 pf * pf * PF*

1 octet

1 octet

2 octets

2 octets

b Rponse.Nombre d'octets lus 1 octet Valeur 1 er mot PF * 2 octets pf * Valeur du dernier mot PF * pf *

E52365

N esclave

3 ou 4

CRC 16 pf * PF*

1 octet

1 octet

2 octets

2 octets

Exemple : Lecture des mots 805 80A de l'esclave n 2. b Demande.

E52366

02

03

0805

0006

CRC 16

b Rponse.

E52367

02

03

OC

XXXX

YYYY

CRC 16 Valeur du mot 80A Valeur du mot 805

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La trame de rponse est identique la trame de demande.E52368

Ecriture d'un bit : fonction 5b Demande.

N esclave

5

Adresse du bit PF * pf *

Valeur du bit

0

CRC 16 pf * PF*

1 octet

1 octet

2 octets

1 octet

1 octet

2 octets

bit forc 0_ bit forc 1_ b Rponse.

crire 0 crire FF

E52368

N esclave

5

Adresse du bit PF * pf *

Valeur du bit

0

CRC 16 pf * PF*

Nota : Si le numro d'esclave est 00, tous les esclaves excutent le forage sans mettre de rponse.

Exemple : Forage 1 du bit 210 de l'esclave n 2.

E52369

02

05

02 10

FF

00

CRC 16

La trame rponse est identique la trame demande.E52370

Ecriture d'un mot : fonction 6b Demande.

N esclave

6

Adresse du mot PF * pf *

Valeur du mot PF * 2 octets pf *

CRC 16

pf *

PF*

1 octet

1 octet

2 octets

2 octets

b Rponse.

E52370

N esclave

6

Adresse du mot PF * pf *

Valeur du mot PF * pf *

CRC 16

pf *

PF*

Nota : Si le numro d'esclave est 00, tous les esclaves excutent le forage sans mettre de rponse. Exemple : Ecriture de la valeur 1000 dans le mot d'adresse 810 de l'esclave n1.

E52371

01

06

810

1000

CRC 16

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Les adresses des 8 bits concerns sont fixes par l'esclave.E52372

Lecture rapide de 8 bits : fonction 7b Demande.

N esclave

7

CRC 16 pf * PF*

1 octet

1 octet

2 octets

b Rponse.

E52373

N esclave

7

XXXXXXXX

CRC 16

1 octet

1 octet

1 octet

2 octets

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A chaque esclave sont affects des compteurs d'vnements (ou compteurs de diagnostic) : b Il y a au total 9 compteurs par esclave. b Ces compteurs sont des mots de 16 bits.

Lecture des compteurs de diagnostic : fonction 8b Demande/rponse.

E52489

N esclave

8

Code SS Fonction 1 octet

Donnes

CRC 16

1 octet

1 octet

2 octets

2 octets

FonctionL'esclave doit envoyer l'cho de la demande (contrle de la transmission) Remise zro des compteurs de diagnostic, annulation du mode dconnect et reconfiguration du coupleur. Pas de rponse mise. Remise zro des compteurs de diagnostic et du buffer trace. Lecture du registre de diagnostic de l'esclave.

Code sous fonction00

DonnesXYZT

Remarques :X, Y, Z, T, fixs par l'utilisateur

01

0000

01 02

FF00 XXXX Lors de la demande XXXX vaut 0000. Lors de la rponse XXXX est le contenu du registre de diagnostic (fix par l'utilisateur). XY fix par l'utilisateur : code ASCII du caractre de fin de trame

Modifie le caractre dlimiteur de fin de trame (en mode ASCII). Par dfaut, ce caractre est LF (OA).

03

XY00

Mode dconnect l'esclave est forc ne plus rpondre(utiliser la sous-fonction 1 pour activer l'esclave) Remise zro des compteurs de diagnostic Lecture du nombre total des : v trames reues sans erreur CRC (CPT 1) v trames reues avec erreur CRC (CPT 2) v nombre de rponses d'exception (CPT 3) v trames adresses la station (CPT 4) - (hors diffusion) v demandes de diffusion reues (CPT 5) v rponses NAQ (CPT 6) v rponses de l'esclave non prt (CPT 7) v caractres non traits (CPT 8)

04

0000

0A

0000

0B

XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1) XXXX(1)

0C 0D 0E 0F10 11 12

(1) Lors de la demande XXXX vaut 00 00. Lors de la rponse, xxxx est le contenu du compteur concern.

Schneider Electric

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Ce compteur permet, depuis le matre, de savoir : b Si l'esclave a correctement interprt la commande (compteur d'vnements incrment). b Si l'esclave n'a pas interprt la commande (compteur non incrment).

Lecture des compteurs d'vnement : fonction 11Chaque esclave possde un compteur d'vnements. Le matre lui aussi possde un compteur d'vnements. Ce compteur est incrment chaque trame correctement reue et interprte par l'esclave (sauf la commande spcifique de le

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Guide Modbus