SOLIDWORKS

1. Exercices de transcodage (7 points)

Transcodez (en justifiant) les nombres ci-dessous en binaire :

681(10) = 1010101001(2)

456(16) = 100 0101 0110(2) (1110 en décimal)

FAC1(16) = 1111 1010 1100 0001(2) (64193 en décimal)

Transcodez (en justifiant) les nombres ci-dessous en hexadécimal :

255(10) = FF(16) 11111111(2)

1001 1110 1101 0011(2) = 9ED3(16) (40659 en décimal)

Transcodez (en justifiant) les nombres ci-dessous en décimal :

1001 1001 1001(2) = 2457(10)

A01(16) = 2561(10)

BTS

LYCEE FERNAND RENAUDEAU CHOLET

UF4-M2

LES SYSTEMES DE NUMERATION

Configuration Modbus

Affichage prix de l’essence

DEVOIR

ELECTROTECHNIQUE

GE Durée 2h

Génie électrique

Nom :

4

Devoir numération AFFICHAGE PRIX DE L'ESSENCE UF4-M2.docxPage 1/8

1. Configuration de la communication MODBUS (4 points)

Deux automates programmables industriels (API) pilotent chacun 4 pompes. L’API 1 assure le pilotage de P11, P12, P13, P14 et l’API 2 assure le pilotage de P21, P22, P23, P24. Ces 2 automates sont reliés par liaison Ethernet. Un terminal de communication (IHM) permet de connaître l’état de ces équipements.

Les pompes sont pilotées par des démarreurs Tesys U qui comprennent la protection magnéto-thermique, le contacteur et un module (LULC033) a été ajouté à chaque « Tesys U » pour échanger des données avec l’automate programmable (API). La communication par le protocole Modbus est retenue et la « configuration usine » des modules de communication LULC033 n’a pas été modifiée.

PROTOCOLE MODBUS

La communication par Modbus permet l'échange de données entre tous les équipements connectés sur le bus. Le protocole Modbus est un protocole créant une structure hiérarchisée (un maître et plusieurs esclaves). Une liaison multipoints relie entre eux maître et esclaves. Les automates utilisent la technique "maître-esclave", dans laquelle un équipement (le maître) a l'initiative des transactions en émettant une demande (requête).

L'équipement à qui s'adresse la requête (esclave) émet vers le maître la réponse à sa requête. Le maître gère seul l'ensemble des échanges, deux types de dialogues sont possibles :

• le maître échange avec un esclave et attend sa réponse,

• le maître échange avec l'ensemble des esclaves sans attente de réponse.

Chaque esclave doit avoir une adresse qui lui est propre. Les paramètres qui doivent préalablement être configurés sur chaque équipement sont la vitesse de transmission et la parité. Les trames sont de deux types : mode RTU ; mode ASCII. C’est le mode RTU qui est utilisé par défaut sur les équipements utilisés : les données échangées sont sur 8 bits.1 bit de départ 8 bits de données 1 bit de parité 1 bit d’arrêt

1 bit de départ

8 bits de données

1 bit de parité

1 bit d’arrêt

Format d’une trame de type RTU

(L’adressage commencera par @0.1.x la valeur indiquée en x permettra de spécifier l’esclave. Cette valeur est configurée grâceà 5 commutateurs )

2.1(2 points) Indiquer les paramètres de la configuration Modbus de l’API. Justifier brièvement votre réponse.

Les paramètres de la configuration Modbus sont la vitesse de transmission et la parité.

La configuration usine des esclaves (LULC033) n’est pas modifiée (Voir paragraphe de présentation) et est donnée dans le tableau ci-dessus.

Le maitre (l’API) doit avoir la même configuration que les esclaves : 19200 bits/s avec parité paire.

Désormais le module LULC033 reconnait automatiquement (par échange de trames) la vitesse de transmission et la parité du maitre. (information non communiquée dans le problème posé).

2.2 (2 points) Chaque commutateur DIP est composé de 5 « Switchs » permettant 32 possibilités d’adressage. En observant les exemples page 3/8, indiquer la position des « switchs » afin de configurer les adresses suivantes : l’esclave 1 reçoit l’adresse 11 ; l’esclave 2 reçoit l’adresse 12 ; l’esclave 3 reçoit l’adresse 21 ; l’esclave 4 reçoit l’adresse 22.

2. Panneau d’affichage (9 points)

L’étude portera sur un panneau d’affichage des prix de carburants.

Elle illustre le besoin de communiquer des informations et met en évidence les fonctions traitement des données, transcodage, adaptation et affichage.

3.1 : Analyse (1 points)

Le traitement est entièrement numérique, on utilise uniquement des 0 et des 1. Cependant, les afficheurs du panneau sont décimaux !

1.1) (0,5pt) Etablissez la table de correspondance entre les informations binaires et les informations décimales d’un afficheur.

Afficheur

B3

B2

B1

B0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

On utilisera le codage BCD pour stocker le prix du carburant dans le mot %MW10 (Nota : On ne traite pas l’affichage du point décimal).

%MW10,

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Prix carburant

€

Dixième d’€

Centième d’€

Millième d’€

Le BCD consiste à coder en binaire chaque chiffre du code décimal (de 0 à 9) sur quatre bits (1 quartet).

Combien de quartets sont nécessaires à la traduction d’un prix complet à 4 chiffres (digits), le mot pour contenir le prix des carburants comprendra combien de bits?

Chaque chiffre (digit) nécessite 1 quartet donc il faudra 4 quartets pour définir le prix soit un mot de 16 bits.

3.2 : Transcodage (5.5 points)

L’automate programmable traitant les données travaille avec des mots dont la taille est de deux octets (1 octet est codé sur 8 bits). Les prix affichés sur le panneau sont indiqués en euros. On ne traite pas l’affichage du point décimal. Le schéma de câblage et le programme est donné page suivante.

1) (0,5(BCD)+1pt(binaire) +1pt(Hexa)) Quel est le prix maximum que l’on pourrait afficher ? Donnez la valeur binaire contenue dans le mot %MW10 ? Transcodez cette valeur en décimal.

%MW10,

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Prix carburant en €

9

9

9

9

Prix carburant en BCD %MW10

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

Poids binaire

215

214

213

212

211

210

29

28

27

26

25

24

23

22

21

2x

Valeur décimale de chaque poids binaire

32768

16384

8192

4096

2048

1024

512

256

128

64

32

16

8

4

2

1

Prix carburant codé en Binaire %MW100

0

0

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

Prix carburant en hexadécimal %MW100

270F

2) (0,5(BCD)+1pt(binaire) +1pt(Hexa)) Donnez la valeur binaire contenue dans le mot %MW10  correspondant au tarif du « sans plomb 98 : 1€149 ». Indiquez leur valeur en hexadécimal.

%MW10,

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Prix sans plomb 98  en €

1

1

4

9

Prix sans plomb 98 en BCD %MW10

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

Poids binaire

2x

Valeur décimale de chaque poids binaire

32768

16384

8192

4096

2048

1024

512

256

128

64

32

16

8

4

2

1

Prix sans plomb 98 codé en Binaire %MW100

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

Prix sans plomb 98 en hexadécimal %MW100

047D

3) (0,5 pt) Quel est l’intérêt d’utiliser un code hexadécimal par rapport au code binaire ?

L’hexadécimale est une écriture condensée du binaire, il y a moins de caractère à écrire pour des grands nombres.

3.3 : Addition binaire (2,5 points)

Le baril de pétrole subissant une augmentation, les prix à la pompe évoluent également, ce qui donne :

Sans plomb 98 : + 6 cts d’euros

1) (0,5pt(augmentation en binaire) + 1,5 pt(addition binaire)) Effectuez l’opération en binaire pour obtenir le nouveaux prix.

2) (0,5 pt) Exprimez le nouveau prix dans le code hexadécimal.

%MW10,

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Poids binaire

2x

Valeur décimale de chaque poids binaire

32768

16384

8192

4096

2048

1024

512

256

128

64

32

16

8

4

2

1

Prix sans plomb 98 codé en Binaire %MW100

(recopier réponse Q 3.2.2)

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

Augmentation sans plomb 98 en m€

60

Augmentation sans plomb 98 en binaire

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

Nouveau prix sans plomb 98 en Binaire (somme binaire)

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

Prix sans plomb 98 en hexadécimal %MW100

04B9

Schéma de principe câblage AFFICHEUR -AUTOMATE

(AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTRIELQ0.2.0 à 3Q0.2.8 à 11Q0.2.4 à 7Q0.2.12 à 154TranscodageBCD/7 SEGMENTSABCFEGDABCFEGD7ABCFEGDABCFEGD4TranscodageBCD/7 SEGMENTS74TranscodageBCD/7 SEGMENTS74TranscodageBCD/7 SEGMENTS7%MW10,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0Affectation de chaque bit du mot %MW10 aux sorties Q0.2.0 à Q0.2.15)

Programme UNITY PRO

%MW100 : prix en Euros codé en décimal

%MW10 : prix en Euros codé en BCD