Routine Modbus pour automate OMRON

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1 Cat STA N 22 SYSMAC MDB_ESCL / MDB_MAIT Routine Modbus pour automate OMRON CONDENSÉ OMRON

2 Sommaire 1. INTRODUCTION LE PROTOCOLE MODBUS LE CALCUL DE CRC16 (MODE RTU) PRINCIPE DES ROUTINES MDB MAÎTRE/ESCLAVE MDB_ESCL Principe Mise en œuvre de la routine MDB_ESCL Exemple de trames Temps d'exécution Débbugage MDB_MAIT Principe Exemple de trame Mise en œuvre de la routine MDB_Mait RECOMMANDATIONS IMPORTANTES Câblage Protocole Adressage Port de communication... 9 Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 2 11/10/002

3 1. Introduction Les routines Modbus MDB_ESCL et MDB_MAIT ont été développées pour les automates OMRON muni d'un port RS232C et disposant des instructions SEND et RECV (CQM1, SRM1, C200HS, série Alpha et CS1). 2. Le protocole Modbus Modbus est un protocole du type maître-esclave. Les échanges se font à l'initiative du maître et comportent une demande du maître et une réponse de l'esclave. Les demandes du maître sont soit adressées à un esclave, soit adressées à tous les esclaves. Les commandes de diffusion sont obligatoirement des commandes d'écriture. Il n'y a alors pas de réponse émise par les esclaves. Toutes les trames échangées ont la même structure: N d'esclave 00 à FF Code fonction 00 à 10 Données Adresse, qté Contrôle de trame CRC le calcul de CRC16 (mode RTU) Le CRC16 (Cyclic Redundancy Check sur 16 bits) réalise une série de décalage à droite et de OU exclusif avec le polynôme A001 (hex) avec chacun des octets de la trame. Modbus effectue un codage binaire et non ASCII comme le protocole Sysmac-Way. Les octets sont transmis directement sans conversion ASCII. Le numéro d'esclave par exemple "01" sera envoyé tel que ( ) tandis qu'une trame ASCII Sysmac-Way enverra 2 octets correspondant au code ASCII codé BCD des caractères "0" et "1" soit 48 et 49 ( et ). C'est pourquoi, il n'est pas possible de visualiser sur un terminal ASCII comme l'hyper- Terminal de Windows, le trame Modbus reçu puisque chaque paire d'octet sera convertit suivant la table des codes ASCII et la plupart du temps le caractère ASCII correspondant au code ne pourra pas être visualisé car il s'agit de caractères de contrôle (ex: 13 exécute un retour chariot à l'affichage). Particularité: Le CRC16 est le seul mot à être envoyé octet de poids faible en premier. Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 3 11/10/003

4 3. Principe des routines MDB maître/esclave 3.1. MDB_ESCL Principe MDB_ESCL permet de lire et écrire les DM 0 à 999. Les zones mémoires IR90 à IR98 et DM1000 à DM1320 sont utilisées pour le traitements des trames Modbus. Fonctions implémentées: 03 Lecture de n mots (125 mots maxi) 04 Lecture de n mots 06 Ecriture de 1 mot Le code fonction 10 (écriture de plusieurs mots) n'a pas été implémenté car la taille de cette commande varie avec le nombre de mots à écrire. MDB_ESCL ne traite que les commandes de 8 octets permettant ainsi de contrôler et d'exécuter la commande en un tour de scrutation. La trame reçu est copiée dans les DM 1301 à 1304 (8 octets) DM1301 DM1302 DM1303 DM1304 Esclave Code Adresse (Hex) Qté CRC B D3 Lorsque le nombre d'octet en attente de lecture dans le buffer de réception n'évolue plus, MDB_ESCL lance une temporisation dont l'échéance indique que la trame est complète (silence de fin de trame Modbus). MDB_ESCL extrait puis contrôle le CRC de la trame reçu dans le même tour de scrutation. Après vérification du numéro d'esclave, MDB_ESCL exécute la demande puis prépare la trame de réponse, calcule le CRC16 (une scrutation par octet puisqu'on ne connaît pas à l'avance la longueur de la réponse) puis renvoi la réponse. L'exécution de la commande sera très rapide (1 tour de scrutation) en revanche la réponse à une lecture sera transmise après plusieurs tours de scrutation correspondant au nombre d'octets. La réponse est préparée entre les DM1001 et DM1299. Le buffer RS232C peut transmettre 255 octets maximum, ce qui autorise la lecture de 125 mots maxi (7D) au delà l'automate ne réponds pas. Le sous programme 4 extrait à chaque tour de scrutation un octet de la trame réponse à partir du DM1200, envoi l'octet au sous programme de calcul de CRC puis le décale d'un octet. Le sous programme n 1 exécute les décalages et les OU exclusif s nécessaires au calcul de CRC16. Initialisé au départ à #FFFF, le résultat est concaténé dans le canal 94 pour chaque octet de la trame consigné dans le canal 96. Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 4 11/10/004

5 Mise en œuvre de la routine MDB_ESCL Ecrire le numéro d'esclave dans l'octet de poids fort du DM1000. exemple: esclave n 1 DM1000=0100 Modifier les réseaux 1,2,4,10 et 21 en fonction de l'automate et du port utilisé: Automate et port utilisé Buffer de Destination Paramètre port de communication réception RXD/TXD Protocole (DMp) Format (DMf) CQM1/SRM1 RS232C AR09 #0000 DM 6645 DM 6646 CQM1/SRM1 Périphérique AR10 #1000 DM 6650 DM 6651 C200HS/E/G/X RS232C IR265 #0000 DM 6645 DM 6646 C200HS/E/G/X Périphérique IR266 #1000 DM 6650 DM 6651 C200HS/E/G/X Com A IR284 #0100 DM 6555 DM 6556 C200HS/E/G/X Com B IR285 #0200 DM 6550 DM 6551 Sélectionner le protocole ASCII libre dans le DM du Protocole DMp = 1001 Sélectionner un format de communication comportant 8 bits de données (sans quoi les octets supérieur à 7F ne pourront pas être transmis). Ex: 9600,Paire,8,1 DMf= Exemple de trames Lecture de mots (code 03 ou 04) demande: Esclave code adresse quantité CRC16 01à FF 03 ou à 3E à 007D P. faible + P. fort réponse: Esclave code Nbre d'octets Valeur du 1 er DM CRC16 01à FF 03 ou à FA 0000 à FFFF P. faible + P. fort Exemple: Lecture de 2 mots DM0003 et DM0004 de l'esclave 01 demande: CB réponse: ABCD (DM0003=ABCD DM0004=1234) Ecriture d'un mot (code 06) demande: Esclave code adresse Valeur du mot CRC16 01à FF à 3E à FFFF P. faible + P. fort réponse: identique à la demande La réponse est un écho de la demande indiquant la prise en compte par l'automate de la valeur contenue dans la demande. N.B: si le n esclave = 00, tous les automates exécutent l'écriture sans émettre de réponse. Exemple: Ecriture (ABCD) dans le mot DM0001 de l'esclave 01 demande: AB CD 66 AF réponse : AB CD 66 AF Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 5 11/10/005

6 Temps d'exécution Dès réception d'une trame, le CRC est contrôlé dans le même tour de scrutation puisque sa longueur est connue d'avance (8 octets). Ecriture L'écriture d'un mots s'effectue dès la réception de la trame avec l'instruction TXD. La réponse est renvoyée immédiatement dans le même tour de scrutation. Lecture La réponse à une commande de lecture varie suivant le nombre de mots à lire (1 à 125). Pour calculer le CRC de la réponse, MDB_Escl extrait un octet à chaque tour de scrutation. Pour lire 10 mots il faudra donc 10 tours de scrutation Débbugage MDB_ESCL sauvegarde les drapeaux d'exécution et d'erreur du canal 92 dans le DM1300. Pour faciliter le débbugage, transférez le DM1300 dans un mots utilisé par une carte de sortie afin de visualiser rapidement le fonctionnement de la routine. L'octet de poids faible contient les drapeaux de bonne exécution et l'octet de poids fort les drapeaux d'erreur. DM1300 Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 6 11/10/006

7 3.2. MDB_Mait Principe MDB_Mait calcul le CRC16 et génère une trame Modbus maître en un seul tour de scrutation. Ceci implique que la taille de la trame est connue à l'avance (8 octets). En revanche, le CRC de la réponse de l'esclave (si l'on souhaite le vérifier) nécessite autant de tour de scrutation que d'octets contenus dans la réponse puisque sa taille n'est pas connue à l'avance. Par conséquent, si la lecture ne concerne qu'un mot, les réponses étant de taille identique (8 octets) il est alors possible d'effectuer le contrôle de la trame en un seul tour de scrutation en utilisant la même routine que pour l'envoi de trame. Dans ce cas, des modifications de programme sont à prévoir. Réponse de l'esclave: Lorsque l'ar9 est différent de 0 (une trame MODBUS comporte au minimum 5 octets) le nombre d'octets est sauvegardé dans l'ir91 et la temporisation DM215 est initialisé *. A l'échéance, la totalité est transférée dans les DM0 DM1.... Les trames Modbus contrairement à SYSMAC-WAY ne sont pas délimitée par un caractère spécifique mais par un silence. Le drapeau IR92.14 commande la vérification du CRC16. A chaque tour de scrutation deux octets (poids fort puis poids faible) sont envoyés au sous programme de calcul du CRC et si le résultat diffère de celui de la réponse (pointé par l'ir96) dans ce cas le drapeau IR92.00 (Erreur_CRC) est activé. * La valeur de présélection du DM215 correspond aux nombre de tours de scrutation pendant lesquels la valeur de l'ar9 ne change pas (silence de fin de trame). Fonctions supportées: MDB_Mait est limité aux commandes comportant 6 octets de données + 2 octets pour le CRC16, ce qui correspond aux fonctions de base du protocole MODBUS. Code 01 Lecture de n bits 02 Lecture de n bits 03 Lecture de n mots 04 Lecture de n mots 05 Ecriture de 1 bit 06 Ecriture de 1 mot 08 Lecture et RAZ du compteur d'erreur Affectations mémoire: IR000.01: envoi de la trame IR092.00: Erreur de CRC16 (en réception) IR90 à IR99: réservé (Modbus3G) DM 0 à 200: réponse de l'esclave DM 201 à 204: trame à envoyer Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 7 11/10/007

8 Exemple de trame La trame maître doit être écrite dans les DM201 à 203 (6 octets) DM201 DM202 DM203 DM204 Esclave code Adresse Quantité/donnée CRC16 01à FF 01 à à FFFF 0001 à 007D P. faible + P. fort Lorsque la trame est complète, la commande déclenche-la série d'appels au sous-programme de calcul de CRC16* puis injecte le résultat dans le DM204. * Attention: Le CRC16 est le seul mot à être envoyé octet de poids faible en premier Mise en œuvre de la routine MDB_Mait Après transfert du programme MDB_Escl, modifier les réseaux 2, 3 et 8 en fonction de l'automate et du port utilisé: Automate et port utilisé Buffer de Destination Paramètre port de communication réception RXD/TXD Protocole (DMp) Format (DMf) CQM1/SRM1 RS232C AR09 #0000 DM 6645 DM 6646 CQM1/SRM1 Périphérique AR10 #1000 DM 6650 DM 6651 C200HS/E/G/X RS232C IR265 #0000 DM 6645 DM 6646 C200HS/E/G/X Périphérique IR266 #1000 DM 6650 DM 6651 C200HS/E/G/X Com A IR284 #0100 DM 6555 DM 6556 C200HS/E/G/X Com B IR285 #0200 DM 6550 DM 6551 Sélectionner le protocole ASCII libre dans le DM du Protocole DMp = 1001 Sélectionner un format de communication comportant 8 bits de données (sans quoi les octets supérieur à 7F ne pourront pas être transmis). Ex: 9600, Paire, 8, 1 DMf = 0603 Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 8 11/10/008

9 4. Recommandations importantes Câblage Les voyants de communication en façade des automates permettent un diagnostique rapide du bon fonctionnement des interfaces ainsi que du câblage. Lorsque l'on sélectionne le protocole libre (et non Sysmac-Way) l'automate ne gère pas le signal RTS. C'est pourquoi, dans le cas ou des convertisseurs RS232C/485 ou 422 sont utilisés, veillez à ne pas utiliser les signaux RTS pour permettre à l'interface de se retourner. Le retour à la haute impédance doit se faire automatiquement Protocole L'interrupteur 5 du bloc de 6 dip-switch en façade des automates omron permet de ne pas tenir compte des DM de paramétrage et d'imposer une communication Sysmac-Way avec un numéro d'esclave égal à zéro Adressage Les automates de la série CxxH utilisent les DM1000 à 1999 pour le paramétrage des cartes spéciales. MDB_ESCL utilise les DM 1000 à 1315 correspondant aux zones réservées aux carte spéciales n 0,1,2 et 3. En cas d'utilisation de ces zones, modifiez le réseaux 17 contenant l'opération d'addition et remplacez #1000 par le nouvel offset Port de communication Certains parasites véhiculés par le signal de masse peuvent provoquer un blocage du port de communication. Dans ce cas, il est conseillé d'ajouter au programme une commande de remise à zéro du port utilisé. Port RS232C CQM1/SRM1/C200HS/E/G/X: IR Port périphérique CQM1/SRM1/C200HS/E/G/X: IR Port Com A: IR Port Com B: IR Jean-Pierre VISKOVIC/STA Page 9 11/10/009