Les bases du protocole Modbus

1
Les bases du protocole Modbus

• Etre capable daborder la mise en œuvre du
  protocole Modbus sur différents supports
  physiques de type liaison série, Ethernet TCP-IP,
  ou Modbus Plus

D
Syntaxe des principales requêtes
Classes dimplémentation
C
Les principaux codes fonction
B
Origines et principes de fonctionnement
A
Durée 40 min.
Expert, Pédagogie Philippe WARIN Réalisation
Schneider-Electric
2
ORIGINES ET PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT
D
Syntaxe des principales requêtes
Classes dimplémentation
C
Les principaux codes fonction
B
Origines et principes de fonctionnement
Origines et principes de fonctionnement
A
3
- Les origines
1978
Modbus est un protocole de messagerie
Créé en 1978 par Modicon
Ouvert et simple à mettre en oeuvre
Largement diffusé dans lindustrie
4
- Modbus et le modèle OSI
Modbus repose sur le modèle de communication
client/serveur
5
- Modbus dans les architectures réseaux
Modbus peut être utilisé dans plusieurs
architectures réseaux
6
- Modbus fonctionne suivant le concept Client /
Serveur
Client
Serveur
7
- PDU Protocol Data Unit
Format de message unique et indépendant des
couches basses.
PDU Protocol Data Unit
octet
Le format des champs Adresse et Contrôle
derreur dépend du support réseau utilisé
8
- Déroulement dune transaction sans erreur
Requête
Client
Serveur
Réponse
9
- Déroulement dune transaction avec erreur
Requête
Client
Serveur
Réponse
10
- Fonctionnement détaillé coté serveur
Attente réception requête
Réception
Validation code fonction
Invalide
Code dexeption 1
Valide
Validation adresse données
Invalide
Code dexeption 2
Valide
Validation valeurs données
Invalide
Code dexeption 3
Valide
Execution de la fonction
Invalide
Code dexeption 4, 5 ou 6
Valide
Envoi de la réponse Exeception
Envoi de la réponse Modbus
11
LES PRINCIPAUX CODES FONCTION
Syntaxe des principales requêtes
D
Classes dimplémentation
C
Les principaux codes fonction
Les principaux codes fonction
B
Origines et principes de fonctionnement
A
12
Les 3 catégories de codes fonction
Codes fonction
Public
127
Public
Validés par lorganisation Modbus.org
Documentés publiquement
110
Définis par lutilisateur
Avec garantie dunicité
100
Public
Définis par lutilisateur
72
Définis par lutilisateur
Implémentable sans laccord de lorganisation
Modbus.org
65
Sans garantie dunicité
Public
Réservés
Utilisés par certaines compagnies et non
disponibles
1
13
Les 4 types de variables accessibles
Discrete Inputs
Coils
Input Registers
Holding Registers
Chevauchement possible des tables. 65 536
variables maximum.
14
- Codes fonction public daccès aux variables
15
- Autres codes fonction public
16
CLASSES DIMPLEMENTATION
D
Syntaxe des principales requêtes
Classes dimplémentation
Classes dimplémentation
C
Les principaux codes fonction
B
Origines et principes de fonctionnement
A
17
- Classes dimplémentation Transparent Ready
18
- Règles et vocabulaire
3 classes dépendant du niveau des
fonctionnaltés implémentée.
Imbrication modèle Poupées russes
Basic
Regular
Extended
Appartenance à une classe si et seulement si
toutes les caractéristiques obligatoires sont
supportées
Un équipement peut aussi supporter des
caractéristiques dune classe supérieure.
19
- Classes de messagerie
Classes de messagerie identiques pour Client et
Serveur
Accès aux registres uniquement
CF 03 Read Holding Registers CF 16 Write
Multiple Registers
Basic
Basic Accès aux bits si nécessaire et au
diagnostic si liaison série
CF 01 Read Coils CF 02 Read discrete
inputs CF 15 Write Multiple Coils CF 08
Diagnostic
Regular
Extended
Regular Accès aux fichiers
CF 20 Read File Record CF 21 Write File Record
Write Single Register et Write Single Coil sont
fortement recommandée pour les serveurs
(compatibilité anciens produits).
20
- Classes de Device Management
Classes de Device Management identiques pour
Client et Serveur
Accès Vendor Name, product code et version
CF 43 Read Device Identification Sous code 14
Accès Niveau 1
Basic
Basic Accès Vendor URL, Product Name,
Model name, User application name
Regular
CF 43 Read Device Identification Sous code 14
Accès Niveau 2
Extended
Regular Accès objets privés dépendant
du produit
CF 43 Read Device Identification Sous code 14
Accès Niveau 3
21
SYNTAXE DES PRINCIPALES REQUETES
D
Syntaxe des principales requêtes
Syntaxe des principales requêtes
Classes dimplémentation
C
Les principaux codes fonction
B
Origines et principes de fonctionnement
A
22
- Read Holding Registers
Requête
1 octet
2 octets
2 octets
Code Fonction 03
Nombre de registres à lire
Adresse du premier registre
Réponse
1 octet
2 octets
2 octets
2 octets
Nombre doctets lus
Code Fonction 03
Valeur du premier registre
Valeur du dernier registre
23
- Write Multiple Registers
Requête
2 octets
2 octets
1 octet
2 octets
2 octets
1 octet
Code Fonction 16
Nombre de registres à écrire
Adresse du premier registre
Nombre doctets à écrire
Valeur du premier registre
Valeur du dernier registre
Réponse
1 octet
2 octets
2 octets
Adresse du premier registre
Code Fonction 16
Nombre de registres écrits
24
- Write Single Register
Requête
2 octets
1 octet
2 octets
Code Fonction 06
Adresse du registre
Valeur du registre
Réponse
2 octets
1 octet
2 octets
Code Fonction 06
Adresse du registre
Valeur du registre
25
- Read Coils
Requête
1 octet
2 octets
2 octets
Code Fonction 01
Nombre de sorties digitales à lire
Adresse de la première sortie digitale
Réponse
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
Nombre doctets lus
Code Fonction 01
Valeur du premier octet
Valeur du dernier octet
26
- Read Discrete inputs
Requête
1 octet
2 octets
2 octets
Code Fonction 02
Nombre dentrées digitales à lire
Adresse de la première entrée digitale
Réponse
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
Nombre doctets lus
Code Fonction 02
Valeur du premier octet
Valeur du dernier octet
27
- Write Multiple Coils
Requête
1 octet
1 octet
1 octet
2 octets
2 octets
1 octet
Code Fonction 15
Nombre de sortie digitales à écrire
Adresse de la première sortie digitale
Nombre doctets à écrire
Valeur du premier octet
Valeur du dernier octet
Réponse
1 octet
2 octets
2 octets
Adresse de la première sortie digitale
Code Fonction 15
Nombre de sortie digitales écrites
28
- Read Device Identification
Requête
Niveaux daccès 1 Basic 2
Regular 3 Extended 4
Individual
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
Code Fonction 43
Sous code fonction 14
Niveau daccès
Adresse de objet identification
Réponse
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
1 octet
Code Fonction 43
Sous code fonction 14
Niveau daccès
Classe dimplémentation dupportée
Réponse fractionnée
Si fractionné adresse prochain objet
Nombre dobjets identification
1 octet
1 octet
n octets
Adresse objet m
Longueur objet m
Valeur de lobjet m