Laison série Modbus

BTS Electrotechnique Liaison série Modbus

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LIAISON SERIE MODBUS

1. INTRODUCTION AU BUS DE TERRAIN MODBUS : .................................................................................... 2
1.1. Généralités : .................................................................................................................................................. 2
1.2. Principe général : .......................................................................................................................................... 2
2. LIAISON SERIE RS485 : .................................................................................................................................... 3
2.1. Transmission série asynchrone : ................................................................................................................... 3
2.2. Transmission série synchrone : ..................................................................................................................... 3
2.3. Câblage liaison Modbus RS485 : ................................................................................................................. 3
2.4. Liaison symétrique : ..................................................................................................................................... 4
2.5. Différences majeures avec la norme RS232 : ............................................................................................... 4
3. LES TYPES DE TRANSMISSIONS : ................................................................................................................. 5
3.1. Transmission simplex : mono-directionnel .................................................................................................. 5
3.2. Transmission half-duplex : bi-directionnel alterné ....................................................................................... 5
3.3. Transmission full-duplex : bi-directionnel simultané ................................................................................... 5
4. LES SUPPORTS PHYSIQUES : ......................................................................................................................... 6
4.1. Les principaux supports utilisés.................................................................................................................... 6
4.2. Quelques standards électriques en paire torsadée. ........................................................................................ 6
5. TRAME MODBUS : ............................................................................................................................................ 7
5.1. Principe général : .......................................................................................................................................... 7
5.2. Trame MODBUS RTU (Remote Terminal Unit Û Unité Terminale Distante) : ........................................ 7
5.3. Transmission d"un message : ........................................................................................................................ 8
5.4. Trame MODBUS ASCII : ............................................................................................................................ 8
6. PARAMETRAGE DE LA COMMUNICATION MODBUS : ............................................................................ 8

RS485 maître
RS485 esclave 1

RS485 esclave 2
EXEMPLE
D"ARCHITECTURE
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1. INTRODUCTION AU BUS DE TERRAIN MODBUS :

1.1. Généralités :
Le bus Modbus répond aux architectures Maître/Esclave. Il a été créé par la société Modicon
pour interconnecter les automates programmables. Ce protocole a rencontré beaucoup de
succès depuis sa création du fait de sa simplicité et de sa bonne fiabilité.
- Historique :
o 1979 : Création de MODBUS par MODICON (Modular Digital Controller).
o 1994 : Modicon fusionne avec Schneider (Telemecanique / April / Square D).
o 2003 : Transfert de compétences Schneider à MODBUS-IDA.
o 2004 : Pré-Standard international IEC62030.
o 2004 : MODBUS/TCP leader mondial (840000 noeuds).
o 2005 : MODBUS adopté en tant que standard chinois.

- Domaines d"utilisation :
o Manufacturier, Infrastructures, Energie, Bâtiment.

- Applications :
o Echanges automate Û périphérie décentralisée.
o Echanges supervision Û automate.

1.2. Principe général :
Le bus est composé d"une station Maître et de stations esclaves. Seule la station Maître peut
être à l"initiative de l"échange (la communication directe entre stations Esclaves n"est pas
réalisable). Le maître peut s"adresser aux esclaves individuellement ou envoyer un message de
diffusion générale à tous les esclaves. Les esclaves renvoient un message (réponse) aux
requêtes qui leur sont adressées individuellement. Les requêtes de diffusion générale
n"attendent pas de réponses en retour.




Le bus Modbus RS485 peut accueillir 32 noeuds : 1 maître et jusqu"à 31 esclaves.
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2. LIAISON SERIE RS485 :

2.1. Transmission série asynchrone :
En environnement industriel on préfère utiliser la transmission Série asynchrone plus simple à
mettre en oeuvre et moins coûteuse. La ligne peut ne comporter qu"un fil; on en utilise en
général 3: émission; réception; masse.
Les éléments binaires d"informations (bits) d"un mot ou caractère sont alors envoyés
successivement les uns après les autres (sérialisation) au rythme d"un signal d"horloge. Le
récepteur effectue I"opération inverse: transformation Série / parallèle à partir de son horloge
ayant la même fréquence que celle de l"émetteur.


2.2. Transmission série synchrone :
Pour une transmission synchrone, c"est la réception du signal d"horloge sur un fil séparé ou
contenu dans les données (code Manchester) qui lance exploitation des données par le
récepteur.


2.3. Câblage liaison Modbus RS485 :
RS485 est une liaison série, de type asynchrone, différentielle qui permet un débit élevé
(jusqu"à 10 Mégabits/secondes) sur une distance importante (jusqu"à 1200 mètres).

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2.4. Liaison symétrique (ou différentielle) :
Une liaison symétrique comporte deux conducteurs
actifs par sens de transfert. L"émetteur possède un
amplificateur différentiel qui va transmettre les états
logiques à la double ligne de transmission sous forme de deux tensions V+ et V- ou V- et V+
selon le niveau logique.
Le récepteur est un montage à amplificateur opérationnel, il n"est donc concerné que par la
différence de tension entre les deux fils de ligne.

La liaison symétrique ou différentielle permet de transmettre des données sur de grandes
distances à des vitesses élevées. Elle est peu sensible aux parasites induits, ceux-ci affectent
les deux fils de la ligne et se trouvent inhibés par l"entrée différentielle du récepteur.


Sensibilité aux champs magnétiques : Les câbles
torsadés sont moins sensibles aux champs magnétiques
car les tensions induites par les variations de flux
s"annulent mutuellement.

2.5. Différences majeures avec la norme RS232 :
La norme RS485, contrairement à la norme RS232, ne définit que les caractéristiques
électriques de la couche physique. Les principales différences sont le medium de
communication (une paire torsadée), un mode de tensions différentielles, et la possibilité de
travailler en réseau (et non en mode point à point).