Un didacticiel rapide sur l'automate Rockwell : ControlLogix en tant que serveur Modbus TCP

Dans le monde de l'automatisation industrielle, les contrôleurs logiques programmables d'Allen-Bradley (PLC) de Rockwell Automation sont une référence pour la fiabilité et les performances avancées. La série CONTRICLOGIX est conçue pour les systèmes complexes à grande échelle qui exigent la précision et l'évolutivité. L'intégration de ces PLC avec les périphériques Modbus améliore leur connectivité, permettant une communication transparente avec des équipements tiers - et même d'autonomiser les opérations d'envoyer des données précieuses du PLC au cloud , permettant une meilleure surveillance à distance et une maintenance proactive.

Ce guide montre comment configurer le CONTRICLOGIX 5580 L85E PLC en tant que serveur ModBUS TCP , en utilisant l'instruction complémentaire du serveur Modbus TCP (AOI). Suivez pour répondre efficacement à vos besoins d'automatisation tout en conservant les normes de fonctionnement et de fiabilité les plus élevées.

Introduction aux automates Modbus et Rockwell Automation/Allen-Bradley

Qu’est-ce que Modbus ?

Modbus est un protocole de communication largement utilisé développé en 1979 par Modicon, qui fait désormais partie de Schneider Electric. Il permet une communication transparente entre les appareils des systèmes d'automatisation industrielle , servant de pont pour le partage de données sur les réseaux. Conçu pour la simplicité et la polyvalence, Modbus est fondamental dans de nombreuses configurations d'automatisation.

À la base, Modbus fonctionne comme un protocole maître-esclave (ou client-serveur dans Modbus TCP), dans lequel un seul appareil, appelé maître, initie la communication en demandant des données à un ou plusieurs appareils esclaves. Cette configuration est idéale pour la surveillance et le contrôle en temps réel d'équipements tels que des capteurs , des actionneurs et des automates.

Le protocole prend en charge plusieurs modes de communication, ce qui le rend adaptable à une variété d'environnements :

• Modbus RTU : Un protocole optimisé pour la communication série sur les réseaux RS-485 ou RS-232.
• Modbus TCP : Conçu pour exploiter les réseaux Ethernet, offrant une communication plus rapide et plus fiable pour les systèmes industriels modernes.

Sa simplicité et sa conception ouverte ont fait de Modbus un choix populaire pour l'interopérabilité entre les appareils de différents fabricants. Cette facilité d'intégration garantit un fonctionnement fluide dans des systèmes complexes, qu'il s'agisse de transmettre des données de base ou d'orchestrer des processus d'automatisation complexes.

En utilisant Modbus, les opérations industrielles accèdent à une norme de communication robuste et flexible, parfaite pour connecter une large gamme d'appareils.

Comprendre le protocole Modbus TCP

Modbus TCP est un protocole largement utilisé pour la communication entre appareils sur des réseaux IP. Développé à l'origine pour la communication série, Modbus a évolué pour répondre aux exigences de l'automatisation industrielle moderne en tirant parti des réseaux Ethernet. Cette évolution a donné naissance à Modbus TCP, qui offre une communication plus rapide et plus fiable entre les appareils.

Dans l'automatisation industrielle, Modbus TCP est essentiel pour permettre un échange de données transparent entre divers composants, notamment les automates programmables (PLC), les systèmes de contrôle et autres équipements d'automatisation. En utilisant Ethernet, Modbus TCP garantit que les données sont transmises rapidement et efficacement, ce qui est crucial pour la surveillance et le contrôle en temps réel.

Pourquoi choisir un automate Allen-Bradley ControlLogix ?

Les automates Allen-Bradley ControlLogix sont réputés pour leurs performances, leur fiabilité et leur flexibilité dans l'automatisation industrielle. Faisant partie d'une marque dont l'héritage remonte à 1903, les produits Allen-Bradley sont devenus la pierre angulaire des entreprises nécessitant des solutions de contrôle avancées et évolutives.

La série ControlLogix se distingue comme un choix de premier plan pour les systèmes complexes à grande échelle, offrant une puissance de traitement inégalée et des capacités d'intégration transparentes. Ces automates sont conçus pour gérer des tâches exigeantes, ce qui en fait un favori dans les industries où la précision et la vitesse sont essentielles.

Les automates Allen-Bradley sont programmés avec Studio 5000 , une suite logicielle conviviale qui simplifie la programmation et améliore l'efficacité du développement. De la logique à relais au texte structuré, le logiciel fournit les outils nécessaires pour créer facilement des processus d'automatisation complexes.

Voici pourquoi le système de contrôle ControlLogix reste un choix fiable :

• Puissance de traitement : conçue pour exécuter sans délai des applications à grande échelle et gourmandes en données.
• Fiabilité : Du revêtement conforme pour protéger la carte à l'utilisation de matériaux de qualité industrielle, les automates ControlLogix sont conçus pour résister aux environnements industriels difficiles, garantissant un fonctionnement constant et des temps d'arrêt réduits.
• Flexibilité : prend en charge plusieurs protocoles de communication et langages de programmation, permettant une intégration transparente avec divers systèmes.
• Fonctions de sécurité : inclut des options de sécurité pour les opérations critiques, garantissant que les systèmes peuvent fonctionner en toute sécurité dans toutes les conditions.

Pour les organisations qui privilégient la qualité, l'innovation et la performance , l'automate ControlLogix fournit une solution d'automatisation complète. L’utilisation de ces produits élimine dans une large mesure le travail manuel, apportant aux entreprises des niveaux d’efficacité essentiels pour rester compétitives dans n’importe quel contexte industriel. Même si les produits Allen-Bradley peuvent être proposés à un prix plus élevé que ceux d'autres marques, leur capacité à offrir une valeur à long terme et un coût total de possession réduit en fait un investissement indispensable pour les entreprises qui souhaitent garder une longueur d'avance dans le paysage concurrentiel actuel.

Types de contrôleurs logiques programmables Allen-Bradley

Les automates Allen-Bradley, fabriqués par Rockwell Automation , sont conçus pour répondre à un large éventail de besoins en automatisation industrielle. Des contrôleurs compacts pour les petits systèmes aux solutions hautes performances pour les opérations complexes, la variété d'automates garantit qu'il existe un modèle adapté à chaque application.

MicroLogix

Compacte, économique et parfaite pour les tâches d'automatisation à petite échelle, la série MicroLogix est idéale pour les entreprises à la recherche de solutions abordables mais fiables . Malgré sa taille compacte, il offre des capacités de programmation et convient aux tâches d'automatisation industrielle

CompactLogix

Posités comme une option de milieu de gamme, CompactLogix PLCS offre un équilibre d'évolutivité et de performances. Ils sont conçus pour les applications de complexité moyenne et peuvent gérer des tâches d'automatisation plus importantes par rapport à Micrologix. Avec la prise en charge des instructions Ethernet / IP et complémentaire, CompactLogix est un choix polyvalent pour les entreprises en croissance.

ContrôleLogix

Série phare pour les systèmes complexes à grande échelle, les automates ControlLogix offrent une puissance de traitement, une flexibilité et une modularité . Ces contrôleurs sont conçus pour les applications exigeantes qui nécessitent une intégration transparente , une communication en temps réel et des fonctionnalités de sécurité . Grâce à la prise en charge de Modbus TCP, les automates ControlLogix sont à la pointe des technologies d'automatisation industrielle . La série ControlLogix représente une amélioration significative par rapport aux modèles précédents, offrant une puissance de traitement améliorée et des fonctionnalités de sécurité avancées.

PLC-5

Série héritée, les contrôleurs PLC-5 étaient connus pour leur fiabilité et leur conception robuste , ce qui en faisait un incontournable de l'automatisation pendant des décennies. Même s'ils ne constituent plus le choix idéal pour les nouveaux projets, de nombreuses installations les utilisent encore pour des opérations critiques, en particulier dans les applications nécessitant Data Highway Plus .

SLC500

Autre série héritée, les automates SLC 500 servaient d'options de milieu de gamme avant l'introduction de CompactLogix. Bien qu'ils soient désormais pour la plupart remplacés, ces automates étaient réputés pour leur durabilité et leur facilité d'utilisation , ce qui en faisait un outil précieux pour les professionnels de l'automatisation en période de pointe.

Module MVI56-MCM comme pont Modbus pour les automates Allen-Bradley

Dans cet article, nous explorerons comment les AOI de Rockwell simplifient les tâches d'automatisation, notamment en permettant la communication Modbus. Cependant, les AOI ne constituent pas le seul moyen d’obtenir la fonctionnalité Modbus. Les ingénieurs en automatisation s'appuient souvent sur des modules tiers tels que le MVI56-MCM pour combler le fossé entre les automates Allen-Bradley et les appareils compatibles Modbus.

Un AOI est comme un code réutilisable dans le développement de logiciels. Imaginez que vous écrivez une application logicielle et que vous disposez d'un bloc de code qui effectue une tâche spécifique. Au lieu de réécrire ce bloc à chaque fois que vous en avez besoin, vous l'encapsulez dans une fonction ou un module que vous pouvez appeler partout où vous en avez besoin. Un AOI est essentiellement l’équivalent PLC de cette fonction réutilisable.

Dans le passé, les automates Rockwell Allen-Bradley n'incluaient pas d'AOI natif pour la communication Modbus TCP. Les ingénieurs en automatisation devaient souvent s'appuyer sur des modules d'extension tiers, tels que le MVI56-MCM de ProSoft Technology, pour activer la prise en charge du protocole Modbus pour les automates ControlLogix. Ces modules servaient de traducteurs de protocole dédiés et géraient la communication Modbus en externe, comblant ainsi le fossé entre l'automate Allen-Bradley et les appareils compatibles Modbus.

La communication entre l'automate et le module MVI56-MCM s'est effectuée via le fond de panier ControlLogix, un bus de communication partagé qui connecte tous les modules du rack automate. Le module a été configuré dans le programme API ControlLogix (à l'aide de RSLogix 5000 ou Studio 5000) en tant que module d'E/S générique, et l'échange de données a été réalisé à l'aide du mappage de mémoire d'entrée/sortie (E/S).

Du côté Modbus, le MVI56-MCM a fait office de maître/esclave Modbus RTU ou de client/serveur Modbus TCP, en fonction de l'application et de la configuration. Il gérait la communication Modbus de manière indépendante, gérant des tâches telles que l'interrogation des appareils Modbus, la gestion des requêtes et le formatage des données dans des trames compatibles Modbus.

Côté automate, le MVI56-MCM présentait les données Modbus sous forme de blocs mémoire prédéfinis accessibles via le programme automate. Les ingénieurs pouvaient lire et écrire dans ces blocs de mémoire à l'aide de la logique PLC.

Exigences

Exigences matérielles

• Automate ControlLogix L85E
• Module EtherNet/IP EN2T ou EN2TR
• Châssis à 10 emplacements pour automate et module EtherNet/IP
• Câble Ethernet

Configuration logicielle requise

• Studio 5000 (anciennement RsLogix 5000) version 20 ou supérieure
• Modbus TCP AOI v2.04
• RSLinx
• Client ModbusX

Guide étape par étape

Étape 1 : Installer Studio 5000

Téléchargez et installez Studio 5000 à partir du Centre de compatibilité des produits et de téléchargement Rockwell . fonctionnalités de programmation requises .

Étape 2 : configurer le projet Studio 5000

1. Ouvrez Studio 5000 et cliquez sur « Nouveau projet ». Dans la nouvelle fenêtre, sélectionnez « Logix » dans le volet de gauche, puis sélectionnez « ControlLogix 5580 Controller » ⟶ « 1756-L85E ControlLogix 5580 Controller ».

   

2. Dans la nouvelle fenêtre, sélectionnez « Logix » dans le volet de gauche, puis sélectionnez « ControlLogix 5580 Controller » ⟶ « 1756-L85E ControlLogix 5580 Controller ».

   

3. Définissez le champ de révision en fonction de votre version de Studio. Puisque nous utilisons le 32, nous utilisons ce numéro. Configurez le châssis et l'emplacement en fonction de votre configuration matérielle et cliquez sur « Terminer ».

   

4. Ajoutez un module EtherNet/IP (EN2T dans notre cas) :

Cliquez avec le bouton droit sur le fond de panier dans l'arborescence de configuration IO et cliquez sur « Nouveau module ».

Recherchez le module EN2T et cliquez sur « Créer ».

Entrez l'adresse IP, le numéro d'emplacement et le nom du module.

Étape 3 : Téléchargez AOI et configurez la tâche

1. Accédez à ce lien Rockwell et téléchargez le fichier intitulé « Instructions du module complémentaire Modbus TCP pour les contrôleurs ControlLogix et CompactLogix, AOI version 2.04.00 ».

2. De retour dans Studio 5000, faites un clic droit sur 'Tâches' ⟶ 'Nouvelle tâche'. Nommez la tâche, assurez-vous que son « type » est périodique et définissez la période. Rockwell recommande que le taux soit de 10 ms ou plus (des taux plus lents réduiront la charge du contrôleur et réduiront les performances, tandis que des taux plus rapides augmenteront les performances mais ajouteront une charge significative au contrôleur).

3. Créez un programme dans la nouvelle tâche. Faites-le en faisant un clic droit dans la tâche ⟶ 'Ajouter' ⟶ 'Nouveau programme'. Nommez-le.

4. Nous allons maintenant créer une nouvelle routine au sein de ce nouveau programme. Faites cela en faisant un clic droit sur le programme ⟶ 'Ajouter' ⟶ 'Nouvelle routine'. Nommez-le.

5. Ouvrez la routine, faites un clic droit sur le côté gauche de la routine et cliquez sur 'Import Rungs'. Une pop-up apparaîtra, recherchez le dossier dans lequel vous avez téléchargé l'AOI (dans le fichier 'Logic'), sélectionnez le fichier 'raC_Opr_NetModbus TCPServer _Rung.L5X'. L'AOI Modbus TCP sera ajouté à la routine.

6. Après avoir ajouté la routine, faites un clic droit sur la balise AOI et appuyez sur « Monitor Server_01 ». Définissez ici l'emplacement et l'adresse IP du module EtherNet/IP. Dans notre cas, « 1 » est l'emplacement et « 192.168.1.13 » est l'adresse IP du module. Les autres paramètres restent tels quels.

7. La dernière étape consiste maintenant à vérifier qu'il n'y a pas d'erreurs dans le projet, puis à le télécharger sur l'automate. En cas de succès, l'automate agira comme un serveur Modbus TCP. Dirigez-vous vers l'onglet « Communication ». Sélectionnez « Qui est actif ».

8. Une nouvelle fenêtre apparaîtra pour RSLinx. Sélectionnez votre contrôleur et appuyez sur « Télécharger ». Le contrôleur ira en « En ligne » ou vous pourrez le modifier comme indiqué sur l'image.

Étape 4 : tester la communication Modbus avec ModbusClientX

Pour vérifier que votre automate fonctionne correctement en tant que serveur Modbus TCP, utilisez l'outil ModbusClientX pour interroger l'automate pour les données Modbus.

1. Ouvrez ModbusClientX et sélectionnez Modbus TCP.
2. Saisissez l'adresse IP de l'automate et cliquez sur « Connecter ».

3. Cliquez sur « Lire de 0 à 9 » pour récupérer les 10 premières valeurs de données stockées de Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[0] à Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[9]. Ici, nous déplaçons simplement 3 registres de la logique vers ModbusClientX.

Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[0] = 40000
Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[1] = 40001
…
Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[9] = 40009

4. Retournez dans Studio 5000. Si les valeurs envoyées depuis l'automate apparaissent dans ModbusClientX, cela confirme une lecture réussie des données.

FAQ

Les automates utilisent-ils Modbus ?

Oui, les automates utilisent couramment Modbus pour la communication dans l'automatisation industrielle. Modbus permet un échange de données transparent entre les appareils, tels que les capteurs, les actionneurs et les systèmes de contrôle, garantissant ainsi l'interopérabilité même entre les appareils de différents fabricants. De nombreux automates, y compris la série Allen-Bradley ControlLogix, prennent en charge Modbus TCP, qui exploite Ethernet pour une communication rapide et fiable, ce qui en fait un choix privilégié pour les systèmes industriels modernes en réseau.

Rockwell est-il le même qu'Allen-Bradley ?

Rockwell est la société mère d'Allen-Bradley, une marque renommée sous son égide. Allen-Bradley se spécialise dans la fabrication d'automates programmables (PLC), de systèmes de contrôle industriels et de produits d'automatisation. Alors qu'Allen-Bradley se concentre sur le matériel et les solutions, Rockwell supervise le portefeuille plus large, comprenant les logiciels, les services et les technologies d'automatisation avancées, ce qui rend les deux étroitement liés mais pas identiques.

À quoi sert ControlLogix ?

ControlLogix est une gamme d'automates programmables (PLC) hautes performances d'Allen-Bradley, conçus pour gérer des systèmes d'automatisation industrielle complexes à grande échelle. Il est utilisé pour contrôler et surveiller les processus, les machines et les lignes de production avec précision et évolutivité. Les automates ControlLogix sont idéaux pour les applications nécessitant une intégration transparente, une communication en temps réel et des fonctionnalités de sécurité avancées, ce qui en fait un choix privilégié dans des secteurs tels que la fabrication, l'énergie et la logistique. Leur conception modulaire et leur prise en charge de plusieurs protocoles de communication, notamment Modbus TCP, améliorent la flexibilité et l'efficacité dans les environnements d'automatisation exigeants.

Que sont les automates Allen-Bradley ?

Les automates Allen-Bradley sont des contrôleurs logiques programmables avancés développés par Rockwell, conçus pour automatiser et optimiser les processus industriels. Connus pour leur fiabilité et leur flexibilité, ces automates vont des automates compacts comme la série MicroLogix pour les tâches à petite échelle aux solutions hautes performances comme la série ControlLogix pour les grands systèmes complexes. Les automates Allen-Bradley prennent en charge une variété de protocoles de communication, notamment EtherNet/IP et Modbus TCP, garantissant une intégration transparente avec divers équipements et réseaux industriels. Avec des performances robustes et des capacités de programmation étendues, ils constituent la pierre angulaire de l’automatisation moderne.

Quelle est la différence entre Rockwell Automation et Allen-Bradley ?

Rockwell Automation est la société mère, un leader mondial des solutions d'automatisation industrielle et de transformation numérique. Allen-Bradley est une marque phare de Rockwell, spécialisée dans les produits matériels tels que les automates programmables (PLC), les systèmes de commande de moteur et les composants industriels. Alors que Rockwell englobe un large portefeuille, comprenant des logiciels et des services, Allen-Bradley se concentre sur la fourniture de matériel de haute qualité pour les systèmes d'automatisation. Ensemble, ils fournissent des solutions complètes pour les opérations industrielles du monde entier.

Qu’est-ce que ControlLogix 5580 ?

Le ControlLogix 5580 est un automate programmable (PLC) hautes performances d'Allen-Bradley, qui fait partie de la série ControlLogix. Il est conçu pour les tâches d'automatisation industrielle complexes qui nécessitent une puissance de traitement avancée, une communication en temps réel et des fonctionnalités de sécurité améliorées. Avec des capacités Ethernet intégrées et la prise en charge de protocoles tels que Modbus TCP et EtherNet/IP, le 5580 offre une gestion plus rapide des données et une évolutivité améliorée du système. Sa conception modulaire permet une intégration transparente avec diverses applications industrielles, ce qui en fait un choix privilégié pour les environnements d'automatisation exigeants.

A quoi sert le logiciel Studio 5000 ?

Studio 5000 est l'environnement de développement intégré (IDE) pour la programmation et la configuration des automates programmables (PLC) Allen-Bradley, y compris les séries ControlLogix et CompactLogix. Il rationalise le développement de systèmes d'automatisation industrielle en prenant en charge plusieurs langages de programmation, tels que le diagramme à contacts (LD) et le texte structuré (ST). Studio 5000 est utilisé pour concevoir, simuler et gérer des applications de contrôle, permettant une configuration transparente du matériel, de la communication et des fonctionnalités de sécurité avancées. Son interface intuitive améliore l'efficacité, ce qui en fait un outil essentiel pour les projets d'automatisation industrielle modernes.

ControlLogix prend-il en charge Modbus TCP ?

Oui, les automates ControlLogix prennent en charge Modbus TCP grâce à l'utilisation d'AOI ou de modules dédiés comme le MVI56-MCM. Cela leur permet de communiquer avec des appareils compatibles Modbus sur les réseaux Ethernet. En activant Modbus TCP, les automates ControlLogix peuvent échanger des données en temps réel avec des équipements tiers, ce qui les rend hautement adaptables à divers systèmes d'automatisation industrielle.

Quel protocole l’automate Allen-Bradley utilise-t-il ?

Les automates Allen-Bradley prennent en charge une variété de protocoles de communication pour garantir une flexibilité et une intégration transparente dans les environnements industriels. Ceux-ci incluent EtherNet/IP pour la communication Ethernet haut débit, DeviceNet pour la mise en réseau au niveau des appareils, ControlNet pour le contrôle en temps réel, les E/S distantes pour les systèmes d'entrée/sortie distribués et les protocoles série RS-232/RS-485. Cette prise en charge diversifiée des protocoles rend les automates Allen-Bradley adaptables à un large éventail de besoins d'automatisation.

Qu'est-ce que le protocole Modbus TCP ?

Modbus TCP est un protocole de communication basé sur Ethernet utilisé dans l'automatisation industrielle pour échanger des données entre des appareils tels que des automates, des capteurs et des systèmes de contrôle. Il étend le protocole Modbus traditionnel en exploitant TCP/IP pour une communication plus rapide et plus fiable sur les réseaux Ethernet. Modbus TCP fonctionne sur un modèle client-serveur, permettant un partage transparent de données en temps réel entre divers équipements. Sa simplicité, son évolutivité et sa compatibilité avec les appareils de plusieurs fabricants en font un choix standard pour les systèmes industriels modernes.