Développement d'une plate-forme Modbus

Introduction

Ce projet s'intéresse à la mise en œuvre d'un réseau de type Modbus. Malgré les avantages du protocole WorldFIP pour l'étude des réseaux temps-réel, celui-ci est de moins en moins utilisé. L'objectif du projet est donc le remplacement du réseau WorldFIP par un réseau ModBus sur une des plate-forme utilisées en TP RLI. Parallèlement, une réflexion sur la conservation ou le remplacement des autres éléments de la plate-forme devra être menée. Malgré ce changement de réseau, le principe global de la plate-forme de TP reste inchangé au précédent. Il nécessite au minimum deux ordinateurs et offre deux modes de fonctionnement : une communication directe entre les deux ordinateurs via Modbus et un mode simulation de commande de processus. Pour ce dernier mode, un des ordinateurs est utilisé comme simulateur de processus et l'autre comme unité de commande, Modbus faisant l'interface entre eux.

Cahier des charge:

Pour ce projet, les principaux travaux à mener concernent :

-La sélection des éléments logiciels et matériels à conserver ou à renouveler,

-La sélection des équipements Modbus à commander,

-La mise en place de ces équipements,

-La mise en œuvre d'un exemple de commande à travers Modbus.

-Développer une application simulant un processus.

-De développer une interface d'acquisition de signaux.

Analyse des différentes taches du projet:

Matériel nécessaire suite à notre analyse:

-2 ordinateurs portable (jouant le rôle du maitre et de l'esclave)

-Un coupleur modbus de type 750-315

-Modules d'entrée et sorties digitale WAGO (respectivement 750-402 750-504)

-Un module de fin WAGO (750-600)

-Un boitier USB/RS 485

-Un arduino mega servant de connexion entre le PC esclave et le reseau Modbus

-Un ecran LCD (color LCD Shield) compatible arduino utilisé comme interface d'entrée sortie.

Seul le coupleur Modbus 750-315 a été commandé auprés du fournisseur WAGO ainsi que l'arduino MEGA. Le reste des équipements étaient déjà présent à Polytech'lille.

Avancement de notre projet:

Etape 1:

-Comprehension du fonctionnement d'un réseau Modbus et du protocole RTU

-Commande et réception du matériel

Etape 2:

-câblage du coupleur WAGO avec les entrées et sorties.

-Programation de l'arduino avec l'écran LCD Shield.

-Test de la communication avec le WAGO (pilotage des entrée et sortie via modbus doctor (freeware) )

Etape 3:

-Découverte de labview et commande du wago via labview

-programation du arduino pour recevoir et émettre des données sur les PIN digital et afficher les états de ses PIN sur l'écran LCD

GANTT pour la suite du projet:

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Janvier -- Février :

travaux réalisés:

-Commande des composants électronique -Conception et réalisation d'une carte électronique avec Altium -Réalisation du maitre sur Labview -Réalisation d'un esclave sur Labview (Chaine de mise en bouteilles) -Réalisation du programme Arduino -Étude et utilisation d'un simulateur d'esclave modbus (WinModbus)

Résultats obtenus: communication entre un maitre et deux esclaves via Modbus

La partie commande sous labview: (PC maître) -Envoi et réception de trames Modbus avec l’esclave1 et l’esclave2. -Bonne réactivité et synchronisation. -Commande du système de mise en bouteilles (esclave1). -Affichage des trames Modbus reçues par la maitre.

La partie opérative de l’esclave 1 sous labvieW (Chaine de production de mise en bouteilles): -Envoi et réception des données avec l’arduino. -Bonne réactivité du système. -Simulation du système optimisé en mode automatique. -Mode manuel opérationnel.

L’interface d’acquisition arduino MEGA: -Envoi et réception de données avec le WAGO. -Envoi et réception de données avec l’esclave1. -Bonne synchronisation entre les données WAGO et esclave1. -Affichage sur l’écran LCD des données qui circulent.

La partie électronique (entre le coupleur WAGO et l’arduino): -Schéma théorique réalisé et approuvé. -Typon et soudage des composants réalisé -Conversion 24 VDC à 5VDC fonctionnelle -Problème de la conversion 5VDC à 24VDC

La simulation de l’esclave 2: -Simulateur d’esclave Modbus testé et approuvé. -Bon fonctionnent avec la partie commande sous labview.