Modbus TCP

- Exercices MODBUS TCP -
Sommaire
MODBUS TCP......................................................................................................2
Rappels...........................................................................................................2
Architecture du réseau....................................................................................3
Architecture d'un service de messagerie Modbus TCP.....................................4
Communication TCP........................................................................................5
Exemple : requête du client.............................................................................7
Exercice n°1...........................................................................................7
Taille maximale des ADU et PDU......................................................................7
Exercice n°2...........................................................................................7
Étude de cas : Système d'Exploitation du Tramway.........................................8
Exercice n°3.........................................................................................11
Exercice n°4.........................................................................................12
Exercice n°5.........................................................................................12
Exercice n°6.........................................................................................12
Exercice n°7.........................................................................................13
Exercice n°8.........................................................................................13
Exercice n°9.........................................................................................14
Exercice n°10.......................................................................................14
Exercice n°11.......................................................................................14
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MODBUS TCP
Rappels
Modbus (marque déposée par Modicon) est un protocole de communication utilisé pour des
réseaux d'automates programmables (API). Il fonctionne sur le mode maître / esclave(s). Il
est constitué de trames contenant l'adresse de l'automate concerné, la fonction à traiter
(écriture, lecture), la donnée et le code de vérification d'erreur appelé contrôle de
redondance cyclique sur 16 bits ou CRC16.
Les trames sont de 2 types :
•mode RTU (Remote Terminal Unit) : les données sont sur 8 bits
•mode ASCII : les données sont codées en ASCII (il faut deux caractères pour
représenter un octet, exemple 0x03 sera codé '0' et '3')
Le protocole Modbus peut être implémenté :
•sur une liaison série asynchrone de type RS-422 ou RS-485 ou TTY (boucle de
courant), avec des débits et sur des distances variables : on parle Modbus série ou
Modbus maître/esclave ;
•sur TCP/IP et Ethernet : on parle alors de Modbus TCP ;
•sur Modbus+ : Modbus Plus est un réseau à passage de jetons à 1 Mb/s, pouvant
transporter les trames Modbus et d'autres services propre à ce réseau.
Remarque : selon des études récentes, Modbus TCP serait le protocole Ethernet Industriel
le plus utilisé au monde. Modbus TCP est la variante "encapsulée" dans TCP/IP du protocole
Modbus.
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Architecture du réseau
Le protocole MODBUS permet une communication entre toutes ses variantes au sein de
toutes les architectures de réseaux :
Légende :
•PLC : Programmable Logic Controller
•HMI : Human Machine Interface (Interface Homme-Machine ou IHM)
•I/O : Input/Output (Entrée/Sortie)
•Device : équipement, appareil
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Architecture d'un service de messagerie Modbus TCP
Évidemment la communication Modbus TCP est basée sur le modèle client/serveur. Un
équipement Modbus peut donc intégrer à la fois un module client et un module serveur,
mais cela n'est pas obligatoire. Un équipement peut très bien n'intégrer qu'un seul de ces
deux rôles.
Parmi les principales fonctions implémentées par un service de messagerie Modbus TCP
figurent l'établissement et la terminaison des communications, ainsi que la gestion des
flots de données (contrôle de flux) parcourant les connexions TCP établies.
La communication entre un client et un serveur Modbus requiert la mise en place d'un
système de gestion des connexions TCP. Deux options sont envisageables :
•soit c'est l'application qui se charge de cette tâche (programmation par sockets et
gestion des mécanismes TCP/IP),
•soit cette gestion est réalisée au travers d'un module dédié, baptisé TCP Connection
Management, inclus au niveau de la couche TCP Management de l'architecture
composant Modbus. Dans ce cas, la gestion des connexions devient totalement
transparente pour l'application, qui se contente d'envoyer et recevoir les messages
Modbus.