SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 PAGE 1 / 10 GÉNIE ÉLECTRIQUE TERMINALE Durée : 2h BARRIÈRE SYMPACT : CONNEXION AU RÉSEAU LOCAL ET COMMANDE À DISTANCE

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1 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 PAGE 1 / 10 GÉNIE ÉLECTRIQUE TERMINALE Durée : 2h BARRIÈRE SYMPACT : CONNEXION AU RÉSEAU LOCAL ET COMMANDE À DISTANCE Centres d'intérêt abordés : Thématiques : CI12 Communication et réseaux I12 La communication de l'information CI9 Acquisition et conditionnement des informations I4 Transformation d'une grandeur physique à mesurer en une grandeur mesurable par capteur à sortie analogique Activités proposées : Compétences attendues : 1 Connexion de la barrière au réseau local Etablir les liaisons physiques entre les éléments Configurer les logiciels de façon à établir la communication Identifier la nature de l'information à communiquer 2 Acquisition de la position de la lisse Identifier la grandeur physique à mesurer et la nature de l'information délivrée par le capteur Justifier un choix de capteur Ressources matérielles : Ressources documentaires : Barrière SYMPACT Kit Ethernet : passerelle MODBUS/TCP, câble de liaison série RJ45/DB9, 1 câble RJ45 croisé Dossier technique de la barrière (environnement multimédia) PRÉSENTATION Ce TP comporte deux parties qui permettront de : - connecter la barrière au réseau local et de réaliser sa commande à distance par le protocole de dialogue MODBUS, - analyser le fonctionnement du capteur de position de la lisse.

2 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 2 / 10 ANALYSE THÉORIQUE (À FAIRE AVANT LE TP) 1 IDENTIFICATION DES PARAMÈTRES DE LA LIAISON ENTRE LE PC ET LA BARRIÈRE POUR UNE CONNEXION DIRECTE PC / BARRIÈRE Nommer le constituant de la barrière auquel est relié le PC? Quel est le port de communication du PC utilisé pour la liaison avec la barrière? Quelle est la nature de la transmission des informations sur ce port (série ou parallèle)? ANALYSE EXPÉRIMENTALE 2 MISE EN OEUVRE DE LA CONNEXION DIRECTE PC / BARRIÈRE Effectuer le branchement entre le PC et la barrière selon le synoptique ci-dessus. A partir du bureau, ouvrir l environnement multimédia de la barrière proposé en ressource. Sélectionner le menu "LE PILOTAGE BARRIERE". Connecter le PC au le variateur de vitesse de la barrière en agissant sur le bouton "Connexion" (choix du port série : COM1). Procéder au chargement de la configuration "Parc privé". Agir successivement sur les boutons de montée et de descente et observer le fonctionnement de la barrière FAITES VÉRIFIER LE FONCTIONNEMENT PAR LE PROFESSEUR.

3 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 3 / 10 3 CONNEXION DE LA BARRIÈRE AU RÉSEAU LOCAL Cette deuxièrne partie à pour objectif de connecter la barrière au réseau local et de réaliser sa commande à distance par le protocole de dialogue MODBUS. Sur le bureau, ouvrir l'environnement SYMPACT réseau. 3.1 CONNEXION AU RÉSEAU Sélectionner le menu "ETABLIR LA CONNEXION" et réaliser les différentes étapes du processus : Relier la passerelle MOXA au variateur de vitesse de la barrière et au réseau local. L'adresse IP de la passerelle MOXA est déja affectée. Les paramètres du protocole de transmission sont aussi configurés. Pour localiser la passerelle MOXA et identifier son adresse IP, on utilise le logiciel Modbus Gateway Configurator, accessible par le bureau : Utiliser la commande : Locate gateway / Broadcast search et relever les informations suivantes : - Nom du modèle : - Adresse IP : Relever le nom du PC utilisé : et son adresse IP : Saisir l'adresse IP de la passerelle MOXA et établir la connexion. FAITES VÉRIFIER LA CONNEXION PAR LE PROFESSEUR. Sélectionner le menu "ACCÉDER À LA BARRIÈRE À DISTANCE" et saisir le code d'accès : SYMPACT. Commander l'ouverture et la fermeture de la barrière avec une fréquence de pilotage de 15 Hz. Relever la valeur du courant Im mesuré dans le moteur : 3.2 SYNTHÈSE Compléter, à la page suivante, le synoptique de connexion de la barrière au réseau local en identifiant les éléments qui le constituent : PC, passerelle MOXA, HUB (concentrateur) et câbles. Noter l'addresse IP de la passerelle et du PC que vous utilisez.

4 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 4 / 10 nom : adresse IP : (PC utilisé) nom : nom : nom : adresse IP : Quelle est la fonction de la passerelle MOXA? La barrière peut-elle être commandée à distance par un autre PC que celui utilisé actuellement? Quels sont les avantages de la connexion de la barrière au réseau local par rapport à une liaison directe? Que faut-il pour que la barrière puisse être commandée via le réseau internet?

5 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 5 / 10 4 COMMUNICATION MODBUS ENTRE LE PC ET LE VARIATEUR ATV PRÉSENTATION DU PROTOCOLE DE COMMUNICATION MODBUS ENTRE LE PC ET LE VARIATEUR ATV-28 Le protocole Modbus est un protocole de dialogue basé sur une structure hiérarchisée entre un maître et plusieurs esclaves. Une liaison multipoints (RS-485) relie maître et esclaves. Deux types de dialogue sont alors possibles : - le maître parle à un esclave et attend sa réponse, - le maître parle à l'ensemble des esclaves, sans attente de réponse (diffusion générale). Il ne peut y avoir sur la ligne qu'un seul équipement en train d'émettre. Aucun esclave ne peut envoyer un message sans une demande préalable du maître. Le dialogue entre les esclaves est impossible. Le maître envoie un message constitué de la façon suivante (TRAME MODBUS) : - adresse de l'esclave concerné, pour établir la liaison avec lui, - instruction, - donnée, - contrôle, calculé sur l'ensemble du message et destiné à assurer l'intégrité de l'échange. L'esclave répond par un message du même type. L'adresse de l'esclave est un numéro compris entre 1 et 31 codé en hexadécimal sur 1 octet. Le numéro 0 indique que tous les esclaves sont concernés (diffusion générale). L'instruction (fonction MODBUS) est codée sur 1 octet. Par exemple, le code 03 envoyé vers un ATV-28, correspond à une demande de lecture de N mots. Exemple de trame MODBUS : Demande de lecture par le maître (PC) du mot W450 (consigne de fréquence FrH) sur l'atv-28 de la barrière (esclave N 1) : 03 C2 00 de lecture de N mots 450 est converti en hexadécimal 1 mot 4.2 ENVOI ET RECEPTION DE TRAMES MODBUS ENTRE LE PC ET LE VARIATEUR ATV-28 Sélectionner le menu "ENVOYER ET RECEVOIR DES TRAMES MODBUS/TCP". Envoyer une demande de lecture du mot W450 (consigne de fréquence) sur l'atv-28 de la barrière (esclave N 1). Relever la trame réceptionnée : 03 de lecture de N mots Nombre d'octets lus Consigne de fréquence x 0,1 Hz (codé en hexa.) Convertir la consigne de fréquence en base 10 et comparer à la valeur appliquée précédemment :

6 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 6 / 10 Pour commander directement la montée ou la descente de la barrière, il faut écrire une valeur particulière dans le registre de commande "DRIVECOM" de l'atv-28. Ce registre est constitué de 16 bits. On donne la définition de deux bits spécifiques du registre : - le bit 11 commande le sens de rotation du moteur : 0 sens normal (ici montée), 1 inversion de sens. - le bit 14 commande l'arrêt rapide du moteur lorsqu'il est à 1. Compléter dans le tableau suivant l'état du bit 14 et du bit 11 pour obtenir les différentes commandes puis convertir l'information en héxadécimal : Commande réalisée Bits du registre "DRIVECOM" Monter Codage en hexadécimal Descendre Arrêter Dans l'onglet Mots usuels variateur ATV28, relever l'adresse du registre DRIVECOM : - en décimal : - en hexadécimal : Noter le code de l'instruction pour écrire un mot dans l'atv-28 : Ecrire et envoyer la trame pour commander la descente de la barrière : d'écriture d'un mot Registre de commande (codé en hexa) Action : Descendre Ecrire et envoyer la trame pour commander la montée de la barrière : d'écriture d'un mot Registre de commande (codé en hexa) Action : Monter Ecrire et envoyer la trame pour commander l'arrêt de la barrière : d'écriture d'un mot Registre de commande (codé en hexa) Action : Arrêter

7 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 7 / 10 Certains des registres de l'atv-28 sont situés à des adresses successives. En particulier le registre dans lequel est envoyé la consigne de fréquence LFR est juste après le registre de commande. Il est donc possible d'accéder à ces registres simultanément en utilisant une instruction d'écriture de 2 mots. Noter le code de l'instruction pour écrire N mot dans l'atv-28 : Calculer la valeur à charger dans le registre LFR pour avoir une fréquence de pilotage de 10Hz : Ecrire et envoyer la trame pour commander la descente de la barrière avec une fréquence de pilotage de 10Hz : d'écriture de N mots Adresse du 1er mot (registre de commande) Nombre de mots Nombre d'octets Action : Monter fréquence 10 Hz 5 ANALYSE DU FONCTIONNEMENT DU CAPTEUR DE POSITION DE LA LISSE 5.1 DÉFINITION DU RÔLE DU CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE A partir de l'environnement multimédia, sélectionner le menu : "LE PRODUIT" "Synoptiques Partie Commande". Visualiser les synoptiques de : - la version lente (parc privé), - la version didactisée (qui s'apparente à configuration autoroutière). Dans quelle version le capteur de position angulaire est-il utilisé? Quel est le nom de l'information délivrée par le capteur? Vers quel constituant de la barrière cette information est-elle dirigée? Pourquoi a-t-il besoin d'être informé de la position de la lisse?

8 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 8 / IDENTIFICATION DES CARACTÉRISTIQUES DU CAPTEUR DE POSITION A partir de l'environnement multimédia, sélectionner le menu :"LES CONSTITUANTS" "Partie Opérative". Survoler l'image et cliquer sur le capteur pour accéder à sa documentation technique. A l'aide de ce document, indiquer la course angulaire utile du capteur en degrés : Vérifier que cette valeur est suffisante par rapport à la course angulaire de la lisse : 5.3 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Le capteur utilise un pricipe électrique pour convertir la grandeur physique à mesurer en une information exploitable par le variateur. Expliquer ce principe de conversion : Encadrer le capteur sur le schéma électrique :

9 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 9 / 10 Quelle est la nature de l'information reçue par le variateur? Sur quelle entrée du variateur est-elle appliquée? A l'aide de la documentation du capteur et du schéma électrique, déterminer les valeurs de la tension reçue par l'entrée analogique du variateur pour les positions 0 et 90 : 5.4 MESURE DE L'INFORMATION DÉLIVRÉE PAR LE CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE Pour établir la fonction de transfert du capteur associé à la lisse, on ne peut pas mesurer directement la valeur de la tension reçue sur l'entrée du variateur. Il est seulement possible de lire son image numérique stockée dans le registre AI2 du variateur. Dans l'environnement Barrière en réseau, sélectionner le menu "ENVOYER ET RECEVOIR DES TRAMES MODBUS/TCP". Dans l'onglet Mots usuels variateur ATV28, relever l'adresse du registre "A2IR" : - en décimal : - en hexadécimal : Ecrire et envoyer une demande de lecture du registre AI2 (image de la position de la lisse) sur l'atv-28 de la barrière lorsque la barrière est en position verticale (angle 90 ) : de lecture de N mots Registre AI2 1 mot Relever la trame réceptionnée : de lecture de N mots Nombre d'octets lus Image de la position de la lisse (codé en hexa.) Reporter la valeur du registre AI2 (en hexadécimal) dans le tableau donné à la page suivante.

10 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 7 page 10 / 10 Répéter la mesure pour les angles 45 et 0 et compléter le tableau en relevant pour chaque angle la valeur du registre AI2 (en hexadécimal). Convertir cette information en décimal. Tracer la fonction de transfert : AI2 (décimal) en fonction de l'angle : A2I 8000 Angle (en ) 0 Registre AI2 hexadécimal Décimal Angle (en ) Commenter l'allure de la caractéristique :