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Télégestion d`une ligne de métro par réseau d`automates Majdi

1. H 66 ENIS BEMAI Page 4 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN PUE m al Pe Liste des Figure 1 Emplacement g ographique de la ligne 22 sese 8 Figure 2 Architecture du syst me existant 10 Figure 3 Carte ANSALDO manquant 11 Figure 4 Architecture du nouveau r seau de communication 12 Figure 5 Topologie Bus iore te entente Ree nes ne ERR RES ETE DRY eb Rede Red UR ER Tes 15 Figure 6 Topologie Anneau s 16 Figure 7 Topologie Etoile re eto ott ee E edv neu MA e ONERE TER UR RA E REO ee 16 Figure 8 Communication entre deux quipements de donn es 18 Figure 9 Cycle de fonctionnement d un automate 20 Figure 10 Dialogue maitre esclave he enne 22 Figure 11 Echange maitre vers 1 esclave 23 Figure 12 Dialogue maitre vers tous les esclaves 23 Figure 13 D lais de silence entre question r ponse 25 Figure 14 Modem ETIC MDM 192 00 c cece ecee cee II e me e eme hee s
2. 15 Mh Peet a OU RE EMI UE EE ME IMEEM EUER 15 POI Rx 15 3 Les types EIC MS IQ LE ste sens 16 A Les supports de DOO HESS En adore MUSEI AE KLAR EAQUE ULLA AOE AAAA 17 5 Mode de transmissions Leeds 17 5 1 Transmission pole iaai 17 5 2 Transmission s rnelle a ne NR DEMNM See eee 17 6 Communication s rielle entre deux quipements de donn es sn 18 6 1 Les automates programmables industriels 2 5 aa na ito ba dut dU aii XR ERR UI Ee 18 6 1 1 Domaines d emploi des automates quee cicuta cia iustisd isa uRu Loss E uta Bp D EEUU unbU dia 19 6 1 2 Nature des informations trait es par l automate nes 19 OL JSSIF CIMTO ee ore creer eet et PImeedeam eee dE 19 62e moden ates senate nace eee cana UO LT 20 T Protocoles de comimunicati n less sense renn anne nds Gn 21 T1 Protocolo PEOPER aoctor a E MU RM P NM EM DM MEE 21 T 2 Protocole gem 22 Fede Protocole MODBUS 52 259 5 nn D nm 22 7 3 2 Echange ma tre Vers un COSCIAVE LE TA eta E Da e E M RM EU dE 23 7 3 3 Echange Ma tre vers tous les esclaves asses ee peni prati uadit d dad n nd diee 23 Zo Trame d change guesion r ponse eee 23 ENIS BEMAI Page 2 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 7 3 5 Format g n ral TOR trame aste saos taches hiat rene ra rene SE tea a ere ete 24 7 3 6 Support de transmission En ee ee 25 8 IMAGES d comimn
3. Commande partiel 2 9el3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Commande partiel 5 l6 Entr es TOR Etat interrupteurs 5 IL1 96l7 IL2 96l8 IL3 VIO IL4 110 IP12 96H 1 Etat Sectionneurs 4 S13 96112 S31 9el13 S24 Vel1 4 S42 96115 Pr sence tension 3 TV1 96116 TV2 9617 TV34 96118 Alarmes 9 17 96119 18 96120 19 96121 20 96122 21 123 22 9624 23 96125 24 96126 25 96127 25 extension 8 Total Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture Q2 IL2 ouverture Q3 IL2 fermeture Q4 IL3 ouverture Q5 IL3 fermeture Q6 IL4 ouverture Q7 IL4 fermeture Q8 IP12 ouverture Q9 IP12 fermeture Q10 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1 ouverture dis Q100 IL1 fermeture dis Q101 IL2_ouverture_dis Q102 IL2_fermeture_dis Q103 IL3_ouverture_dis Q104 IL3 fermeture dis 260105 ENIS BEMAI Page 79 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN D signation Nombre IL4 ouverture dis Q106 IL4 fermeture dis Q107 IP12 ouverture dis IP12 fermeture dis Mn monique Adresse Commande Locale
4. ENIS BEMAI Figure 38 Conception de l armoire par AutoCAD Page 65 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Conclusion amp Perspectives Cette exp rience de quatre mois a t enrichissante aussi bien sur le plan technique qu humain Elle m a permis d am liorer mes connaissances dans le domaine d automatisme de d couvrir le milieu professionnel via la contribution l un des projets de grande importance au sein de la soci t Ce stage a t d autant b n fique qu il m a permis d voluer dans un cadre de travail et de c toyer des professionnels qui ont facilit mon insertion et int gration par leur soutient et esprit de communication tr s avanc s Le monde de l automatisation est en croissance continue dont le but est d atteindre la satisfaction des clients La porte est grande ouverte une multitude d applications accessibles depuis un automate Ces applications sont trop vari es dont le but est d offrir le maximum de services aux utilisateurs L objectif de ce projet tait l tude et la conception d un r seau d automates pour la t l gestion de la ligne 22 du m tro du Sahel Le cahier des charges impos par la soci t a t enti rement achev En effet j ai d velopp un r seau d automates communiquant via des modems en r seau Modbus Le travail a d but avec une phase de recherche et de documentation sur la solution la plus adapt e Cette phase m
5. Introduction Dans ce chapitre on pr sentera le logiciel de programmation des automates sa structure et ses composants Ensuite on num rera les diff rents entr s sorties des diff rentes stations Puis on pr sentera la structure du programme et on mettra l accent surtout sur le bloc principal de communication CommReq Enfin on donnera une id e sur le c blage des automates et la conception des armoires supportant le mat riel 1 Logiciel de programmation Afin de programmer les automates on a utilis le logiciel professionnel Proficy Machine Edition de la firme GE Fanuc 1 1 Pr sentation Proficy Machine Edition de GE Fanuc constitue une perc e dans les logiciels d automatisation poss dant une IHM interface homme machine un contr le de d placement et un contr le multi cibles dans un environnement de d veloppement int gr Cet environnement offre une interface utilisateur commune une fonction d dition glisser d poser ainsi qu un vaste ensemble d outils de d veloppement Proficy Machine Edition comprend tous les composants logiciels d automatisation dont l utilisateur a besoin pour r duire la complexit de programmation de configuration de mise en service de supervision et d entretien 32 Figure 23 Proficy Machine Edition ENIS BEMAI Page 42 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 1 2 Composants du logiciel In
6. 5 Mode de transmissions L information peut tre achemin e en s rie ou en parall le La transmission parall le est utilis e pour tout change rapide entre l unit centrale d un ordinateur et tous ses circuits internes et certains p riph riques se trouvant proximit de la machine Par contre la transmission s rie est largement utilis pour la communication entre des quipements se trouvant loign s les uns des autres 2 5 1 Transmission parall le Les bits d un octet sont transmis simultan ment Utilis pour des courtes distances chaque canal ayant tendance perturber ses voisins la qualit du signal se d grade rapidement 5 2 Transmission s rielle La liaison n cessite en g n ral 3 fils mission r ception et masse Les bits d un octet sont transmis les uns la suite des autres REMARQUE Notre travail va tre concentr principalement sur les liaisons s ries ENIS BEMAI Page 17 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN On distingue deux types de transmission s rie Transmission s rie synchrone Les informations sont transmises de fa on continue Un signal de synchronisation est transmis en parall le aux signaux de donn es Transmission s rie asynchrone Les informations peuvent tre transmises de facon irr guli re cependant l intervalle de temps entre 2 bits est fixe Des bits de synchronisation START STOP encadr
7. 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1 ouverture dis IL1_ fermeture dis IL2 ouverture dis IL2 fermeture dis IP12 ouverture dis IP12 fermeture dis IP34 ouverture dis IP34 fermeture dis ENIS BEMAI Page 75 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Entrees TOR ENIS BEMAI D signiation Mn monique Majdi SLIMEN Adresse Commande Locale 1 Commande local Slt Commandes partielles 5 Commande partiel 1 9612 Commande partiel 2 13 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 I5 Commande_partiel_5 I6 Etat interrupteurs 5 IL1 9ol7 IL2 96l8 IL3 SIO IL4 110 IP12 9o 1 Etat Sectionneurs 4 S1 969112 S2 9ol13 S3 9614 S4 96115 Pr sence tension 4 TV1 96116 TV2 9617 TV3 96118 TV4 l19 Alarmes 9 17 120 18 el21 19 122 20 2123 21 96124 22 95125 23 9 126 24 90127 25 95128 25 extension 8 Total Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture Q2 IL2 ouverture Q3 IL2 fermeture Q4 IL3 ouverture Q5 IL3 fermeture 96Q6 IL4_ ouverture 9 Q7 IL4 fermeture Q8 IP12 ouverture Q9 IP12 fermeture Q10 25 extension 3 Total sorties TOR 13 Sorties commander a
8. effectuer Il est form d un ensemble de registres Ces registres sont charg s partir des blocs de la fonction BLKMOV WORD L adresse du bloc de commande est sp cifi e pour l entr e IN de la fonction CommReq Cette adresse peut tre toute zone m moire mot R AI ou AQ La longueur du bloc de commande d pend de la quantit de donn es envoy es Le bloc de commande de la fonction CommReq en Modbus RTU Master est compos essentiellement de sept mots de base auxquels on ajoute d autres mots li s directement la fonction ex cut e Les sept premiers mots du bloc de commande de configuration de la fonction CommReq se pr sentent comme suit tableau 16 34 ENIS BEMAI Page51 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Adresse Valeur Description Mot 1 Selon type de commande Longueur du block de commande Mot 2 0 Mode sans attente Mot 3 Voire annexe Type du registre d tat Mot 4 gt 0 Adresse du registre d tat 1 Mot 5 0 Non utilis Mot 6 0 Non utilis Mot 7 65520 8000 8001 8002 ou 8003 Type de fonction Tableau 16 Les sept premiers mots de la fonction CommReq Les informations n cessaires au bloc de commande peuvent tre plac es dans la zone m moire d sign e en utilisant une fonction de programmation appropri e Pour notre travail on a besoin que des fonctions Jnitialisation du port 65520 Envoie de re
9. 0 See page 9 Status Word Address 1 Word 5 0 Ignored WAIT Mode time out values are unused WAIT Mode time out values are unused Command Port Setup Protocol Modbus ATU Word 9 Mode Master New for Modbus ATU Word 10 Data Rate Word 11 O NONE 1 ODD 2 EVEN Parity Word 12 O HARDWARE 1 NONE Flow Control Word 13 O Ignored SNP Turnaround Delay Word 14 0 LONG 8 Seconds Response message time out the specified 1 MEDIUM 2 Seconds value must be greater than the sum of the E longest receive to transmit delay for all slaves 2 STANDARD 500 Milliseconds pus the longest response message 3 SHORT 200 Milliseconds transmission time at the current data rate Word 15 1 Ignored Bits per Character Modbus ATU requires 8 bits Word 16 0 Ignored Stop Bits Modbus ATU forces 1 stop bit Word 17 O Ignored Port Interface not soltware configurable in VersaMax or IC693CPUS63 Port 1 HS 232 Port 2 RS 485 Word 18 0 Ignored Half Duplex Mode Modbus ATU Master and Slave always disable the port receiver while transmitting effectively operating in 2 wire mede Word 19 0 65 535 0 to 6 5535 seconds Character gap time out in 100 microsecond 0 Default units See the description below Word 20 0 to 6 5535 seconds ATS Drop Delay in 100 microsecond units O Default See description below Words O Ignored The required minimum Port Setup
10. 28 96155 25 extension 20 Total 75 Tension STEG V1 R1 Tension sec T1 V2 9oR4 V3 R7 Al R10 A2 R13 Commande Disjoncteurs 6 DB1_ouverture 9eQ1 DB1 fermeture Q2 DB2 ouverture Q3 DB2_fermeture Q4 DU1 ouverture 9 Q5 DU2 fermeture Q6 Commande interrupteurs 10 IM1 ouverture Q7 IM1 fermeture 9 Q8 IM2 ouverture 96 Q9 IM2 fermeture 96Q10 IM3 ouverture 96Q11 IM3 fermeture 96Q12 IM4 ouverture Q13 IM4 fermeture Q14 IMBC ouverture Q15 IMBC_fermeture Q16 Commande Sectionneurs 12 SB1 ouverture Q17 SB1 fermeture Q18 SB2 ouverture Q19 SB2 fermeture Q20 SUM1_ ouverture Q21 SUM1 fermeture Q22 SUMA ouverture Q23 SUM2 fermeture Q24 SMP1 ouverture Q25 SMP1 fermeture Q26 SMP2 ouverture 96 Q27 SMP2 fermeture 96 Q28 2596 extension 28 Total sorties TOR 36 Sorties commander a distance DB1 ouverture dis Q100 DB1_fermeture_dis Q101 ENIS BEMAI Page 81 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN DB2 ouverture dis 96 Q102 DB2 fermeture dis 96 Q103 DU1 ouverture dis Q104 DU2 fermeture dis Q105 IM1_ouverture_dis Q1 06 IM1_fermeture_dis Q107 IM2 ouverture dis 96 Q108 IM2 fermeture dis Q109 IM3 ouverture dis Q110 IM3_fermeture_dis Q111 IM4_ouverture_dis Q112 IM4_fermeture_dis Q113 IMBC_ouverture_dis Q114 IMBC_fermeture_dis Q115 SB1 ouverture dis Q116 SB1_fermeture_dis Q117 SB2_ouverture_dis Q118 SB2_fermeture_dis Q119 SUM1_
11. AB Fle Edt Search Project Target Variables View Insert Data Debug Took Window Help Dx ELLE iB X5 kJfooeoeoenost thd TRAPS ORM f a t g fe PLE LD Instructions M J EF ed conmey write ok A F E Advanced Math 7 4 Tagell l Bt Operations l Data Watch Lists Il Cols c fii Hardware Configuration a 4 0 Contacts l i i Main Rack Il Control J D Logic Conversions Fed Il E Counters l MAN Ih Data hove T Cominit i Data Table I T Read l 4 Meth T Write Ix H E Program Flow l E a Reference View Tables ll F Relational py Default Tables Tine l E Supplemental Files Il son I l v BB a TL a 1 yms i Valable Target um loco Supported 1 Mane 100002 l mn a A l Normally Open contact Passes Description power when the associated RUE m I 00 vals ON rue 1 TD Mm ogged in with no server ST Tis ana agr dits lars Yo wits etic foa mn me For Help press Ft Rung3 fne Adniristrator LOCAL Feedback Zone Data Watch Figure 24 Interface graphique de Proficy ENIS BEMAI Page 44 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Navigator permet d acc der aux diff rents composants de l automate tel que le processeur les diff rents entr es sorties compteurs rapides et diff rents racks Il permet aussi d acc der aux diff rents t
12. Os Os OUT 30210 080 OF Oe O ue b N M D O O O Factory set DIP Switches do not reset nm RS 232 ge Serial Port 1 Expansion Removable Connector Fos DIN Rail Rel Ter Output Terminals on al elease Removable Terminal Strips Figure 20 Composition de VersaMax ENIS BEMAI Page 39 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Comme indiqu sur la figure 20 l automate VersaMax contient un port RS 232 sur un connecteur RJ 45 figure 21 27 Connector for Analog 4 Input Terminals Port 3 lt Connector K y pad Figure 21 Port RS 232 dans VersaMax Malheureusement ce port pr sente un probl me qui a des connexions manquantes comme indiqu sur la figure 22 8 SG Signal Ground 6 10V 10VDC Output 5 l le RD Received Data NC RS Request to Send Figure 22 Connexions aux bornes du port RS 232 Pour r soudre ce probl me on a install un module optionnel comportant un port RS 485 30 ENIS BEMAI Page 40 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Chapitre I Programmation et C blage p ENIS BEMAI Page 41 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN
13. Extension 8 4 7 5 8 7 8 8 Total 40 16 32 23 35 32 24 35 12 Commandes 14 8 6 8 6 10 10 10 2 interrupteurs N Extension 3 2 4 2 3 3 3 3 2 Ms Total 17 8 12 8 13 13 13 13 4 Tableau 14 Entr es Sorties pour les postes ENIS BEMAI Page 48 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 3 Programme de communication Comme d j mentionn avant on a utilis le Ladder Diagram pour la programmation dans le logiciel Proficy Machine Edition L automate maitre est situ la station H Bourgiba de Monastir Il g re tous les autres automates esclaves situ s sur deux les lignes Ligne Monastir Sousse Skanes Sahline Sous Station Electrique Zone Industrielle Sousse et Sousse Sud Ligne Monastir Mahdia Facult S paration Khsibet Moknine et Baghdadi L automate maitre fait la lecture cyclique des automates il copie leurs tats dans des zones m moires sp cifiques S il y a changement ou si on veut agir sur un esclave il y a d clanchement d une commande pour l automate en question 3 1 La fonction CommReg 3 1 1 Pr sentation La fonction CommReq est la fonction la plus importante pour tablir les communications entre les automates C est le noyau de communication On peut gr ce cette fonction configurer les ports pour diff rents op rations On peut aussi acc der aux diff rents registres de configurations pour r gl
14. Page 54 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN V Initialisation du port par CommReq Code fonction 65520 Cette fonction nous permet de configurer le port de communication Les param tres que nous avons utilis s sont Type de m moire utiliser R Protocole Modbus RTU Mode Master Vitesse de communication 2400 bit s Parit impaire Control de flux mat riel Temps de r ponse maximal 200ms Temps entre r ception et mission 161 us par d faut Temps entre mission et r ception 460us par d faut 34 Les registres du bloc de commande sont charg s par la fonction BLKMOVE WORD comme indiqu sur la figure 28 1 paf chargement des blocs de cde de latet Commreg FST_SCN ELEMOY WORD pd M etta 1 whenth 1 IN1 Qh RUN 200 0 IN4 0 INE 65520 Figure 28 Chargement des registres du bloc de commande ENIS BEMAI Page 55 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 3 2 2 Etape 2 Lecture des entr es de chaque automate esclave sur le r seau Une fois I initialisation de la communication est ex cut e avec succ s on effectue la lecture cyclique des entr es de chaque automate esclave sur le r seau Le programme effectue l tape de lecture en permanence compar e celle d criture Puisque cette tape ne se d clenche que si une command
15. e Etat Sectionneurs 10 z wv Etat Disjoncteur 4 vo ND 5 Pr sence tension 5 E Alarmes 20 25 extension 20 Total 75 A Tension STEG 1 vo 5 Tension sortie T1 1 3 Tension sortie T2 1 ourant sortie lt C ie TI 1 N d Courant sortie T2 1 5 Total 5 Commande Disjoncteurs 6 Commande Interrupteurs 10 D Mur Commande Sectionneurs 12 E 2 z un 25 extension 28 Total sorties TOR 36 Tableau 13 Entr es Sorties de la S S Electrique ENIS BEMAI Page 47 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 2 3 Rel ve des entr es sorties pour les stations Apr s l num ration des entr es sorties de la sous station lectrique on a rassembl dans ce tableau les entr es et les sorties des autres stations Le nombre des entr es et des sorties pour les stations est r duit par rapport la sous station lectrique Il varie d une station une autre selon le nombre d quipements interrupteur sectionneurs d tecteur de tension On a aussi pris compte des futures extensions Sousse Zone Les A roport Facult Section de Ksibet Moknine Baghdadi Sud Industrielle Sahline Skanes S paration Commande 1 1 1 1 1 1 1 1 1 locale Commandes 8 2 7 3 5 4 5 5 1 partielles Etats 7 2 4 2 5 4 5 5 2 interrupteurs N 3 Etats 4 0 3 2 4 4 3 4 0 E sectionneurs z Pr sence 3 2 2 2 4 4 2 3 5 tension Alarme 9 5 8 8 8 8 8 9 3
16. 1 Commande local l1 Commandes partielles 10 Commande_partiel_1 l2 Commande partiel 2 9el3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Commande partiel 5 l6 Commande partiel 6 9el7 Commande partiel 7 18 Commande partiel 8 19 Commande partiel 9 l10 Commande partiel 10 9el11 Entrees TOR Etat interrupteurs 5 IM1 96112 IM2 113 IM3 9614 IM4 96115 IMBC 96116 Etat Sectionneurs 10 SU5 96117 SU6 96118 SU7 96119 SU8 120 SB1 96121 SB2 96122 SUM1 123 SUM2 96l24 SMP1 96125 SMP2 96126 Etat Disjoncteur 4 DB1 96127 DB2 96128 DU1 96129 DU2 130 Pr sence tension 5 pr sence_alimentation 9el31 TVF1 9el32 TVF2 l33 TVF3 9el34 TVF4 135 Alarmes 20 26136 9el37 26138 139 el40 9el41 9el42 W143 olojo NIDIA A 9el44 ENIS BEMAI Page 80 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 12 96l45 13 96l46 14 96147 15 96148 16 9ol49 17 150 18 151 19 96152 20 9ol53 27 96154
17. 8 l9 Entr es TOR Etat interrupteurs 5 IL1 110 IL2 96H 1 IL3 96112 IL4 l13 IP41 Vel1 4 Etat Sectionneurs 3 S13 96115 S31 96116 S24 9617 Pr sence tension 2 TV1 96118 TV2 119 Alarmes 9 17 96l20 18 96121 19 96122 20 123 21 9624 22 96125 23 96126 24 96127 29 96128 25 extension 8 Total Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture Q2 IL2 ouverture Q3 IL2 fermeture Q4 IL3 ouverture Q5 IL3 fermeture Q6 IL4 ouverture Q7 IL4 fermeture Q8 IP41_ouverture Q9 IP41 fermeture Q10 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1 ouverture dis Q100 IL1 fermeture dis Q101 ENIS BEMAI IL2_ouverture_dis Q102 IL2_fermeture_dis Q103 Page 72 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN IL3 ouverture dis 960104 IL3 fermeture dis Q105 IL4 ouverture dis Q106 IL4 fermeture dis Q107 IP41 ouverture dis IP41 fermeture dis D signation Nombre Mn monique Adresse Commande Locale 1 Commande local Slt Commandes partielles 3 Commande partiel 1 96l2 Commande partiel 2 I3 Commande partiel 3 96l4 Etat interrupteurs IL 1 9615 IL2 92616 IP41 I7 Etat Sectionneurs 13 18 S31 Vl9 Pr
18. Automate Synoptique Figure 4 Architecture du nouveau r seau de communication ENIS BEMAI Page 12 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Dans le premier chapitre afin de bien connaitre l environnement du projet on a fait une tude pr liminaire sur les r seaux de terrain les diff rents topologies les types les constituants les modes et supports de transmission On a met l accent sur les types de protocoles de communication Dans le deuxi me chapitre tout en respectant le cahier des charges on a d finit le mat riel n cessaire Suite une phase d tude technique et financi re du mat riel on a fait les d cisions finales concernant les choix Dans le troisi me chapitre on a pr sent le logiciel de programmation des automates On a met l accent sur la structure et les outils utilis s dans notre programme On a donn une id e sur le c blage du mat riel et la conception des armoires qui vont le support s ENIS BEMAI Page 13 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Chapitre Les r seaux de terrains ENIS BEMAI Page 14 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Introduction Dans de chapitre on va faire une description pr liminaire des r seaux de terrain les diff rents topologies les types les constituants les modes et supports de transmission 1 Pr sentation Les
19. Le maitre envoie une demande et attend une r ponse Deux esclaves ne peuvent dialoguer ensemble Le dialogue maitre esclave peut tre sch matis sous une forme successive de liaisons point point figure 10 11 Question R ponse a Figure 10 Dialogue maitre esclave 7 3 1 Adressage Les abonn s du bus sont identifi s par des adresses attribu es par l utilisateur L adresse de chaque abonn est ind pendante de son emplacement physique Les adresses vont de 1 64 et ne doivent pas obligatoirement tre attribu es de mani re s quentielle Deux abonn s ne peuvent avoir la m me adresse ENIS BEMAI Page 22 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 7 3 2 Echange ma tre vers un esclave Le maitre interroge un esclave de num ro unique sur le r seau et attend de la part de cet esclave une r ponse figure 11 Question Maitre R ponse Figure 11 Echange ma tre vers 1 esclave 7 3 3 Echange Maitre vers tous les esclaves Le maitre diffuse un message tous les esclaves pr sents sur le r seau ceux ci ex cutent l ordre du message sans mettre une r ponse figure 12 Question LU Jl Figure 12 Dialogue ma tre vers tous les esclaves 7 3 4 Trame d change question r ponse La question Elle contient un code fonction indiquant l esclave adress quel type d action est demand
20. Le tableau suivant montre les connexions dans le bornier du modem tableau 17 20 pur wer MR M cic EN NN RE EN c MALE Tableau 17 Bornier 10 points pour ETIC REMARQUE Pour une liaison de quelques m tres il n est en g n ral pas n cessaire d adapter la ligne RS485 Pour des distances plus importantes afin d viter les r flexions du signal il faut placer aux 2 extr mit s du bus RS485 une r sistance de terminaison de ligne RS485 Le sch ma du connecteur RJ 45 de l automate qui contient la liaison RS 485 est donn sur la figure 35 Le port est install comme tant un port optionnel comme nous l avons indiqu dans le chapitre II 30 ENIS BEMAI Page 61 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Signal Ground 5VDC Output 8 SG 6 NC IN Figure 35 Connecteur RJ 45 de l automate en liaison RS 485 ot e Received Data Recei 5 Conception des armoires lectriques La derni re t che ex cut e tait la conception des armoires qui supporteront le mat riel Pour cela on a utilis le logiciel professionnel AutoCAD lectrique 5 1 Proc dure de c blage Il y a 3 grandes r gles respecter au niveau de la r alisation d une armoire Respecter la couleur des fils et leurs section afin de recompter la nature de la tension qui circule alternatif continu 24V 230V 400V Respecter le rep rage des fils et de
21. Les donn es contiennent des informations compl mentaires dont l esclave a besoin pour ex cuter cette fonction Le champ octets de contr le permet l esclave de s assurer de l int gralit du contenu de la question Tableau 1 N d esclave Code fonction Information sp cifique concernant Mot de contr le la demande Tableau 1 7rame de question en Modbus ENIS BEMAI Page 23 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN La r ponse Elle sera de la forme suivante Tableau 2 Tableau 2 Trame de r ponse en Modbus Si une erreur apparait le code fonction est modifi pour indiquer que la r ponse est une r ponse d erreur Les donn es contiennent alors un code code d exception permettant de connaitre le type d erreur Le champ de contr le permet au maitre de confirmer que le message est valide Tableau 3 Code fonction Code d exception Mot de contr le Tableau 3 Trame de r ponse erron e en Modbus 7 3 5 Format g n ral d une trame Deux types de codage peuvent tre utilis s pour communiquer sur un r seau Modbus Tous les quipements pr sents sur le r seau doivent tre configur s selon le m me type Type ASCII Chaque octet composant une trame est cod avec 2 caract res ASCII 2 fois 8 bits comme indiqu dans le tableau suivant 1 caract re 2 caract res 2 caract res n caract res 2 caract res 2 caract res Tableau 5 Trame Modbus co
22. Me epp Base Band Modem BB M 384 User Guide General 1 General BBM 384D Introduction The MuLogic BBM 384 series is a family of Base Band Modems for communication over unloaded unconditioned local area telephone cable or twisted pair cables in point to point tandem multipoint network and ring network configurations The modems support synchronous as well as asynchronous communications on 2 wire half duplex or 4 wire full duplex lines at data rates up to 38 4 kbps The modem is available in 3 versions BBM 384D Standard desktop housing BBM 384S Rugged steel desktop housing BBM 384R Rack card for use in a 19 4HE card frame The BBM 384 is compliant with ITU T recommendations V 24 and V 28 The modem supports Local Analogue Loop loop 3 and Local Digital Loop loop 2 according ITU T recommendation V 54 Page 1 1 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates User Guide General Base Band Modem BBM 384 SE 2 4 eeee e BBM 3845 BBM 384R Characteristics of the BBM 384 series Page 1 2 The BBM 384 baseband modem uses a differential two phase modulation technique which offers very short end to end data delay latency times Short data delay can be relevant for time critical master slave communication in SCADA systems A statistical compromise equaliser can be inserted either in the transmit or in the receive path The shape of the equalisation is auto
23. a conduit plut t une phase de choix du mat riel en fonction des contraintes techniques et financi res Ensuite nous avons entam la phase de d veloppement des programmes de communication Enfin nous avons fait la conception des armoires lectriques qui supporteront le mat riel En conclusion ce projet de fin d tudes m a permis d enrichir mes connaissances ce qui va approfondir mon exp rience et m aider mieux r ussir une prochaine carri re professionnelle Le projet peut tre exploit dans les processus industriels ayant des sites loign s tels que le domaine p trolier et l industrie de phosphate ENIS BEMAI Page 66 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Bibliographie e 1 Yves Coutu et Jamali Hassen Communication Num riques et R seaux Edition 1998 e 2 Eric Magarotto Cours d informatique industrielle Edition 2004 e 3 Philipe Le Burn Automates programmable industrielle e 4 IEC 61131 3 e 5 J Auvray Systemes lectroniques Edition 2000 2001 e 6 Daniel Battu Techniques d ing nieur Modem Structures et caract ristiques 7211 e 7 Daniel Battu Techniques d ing nieur Modem interfaces et normes 7213 e 8 Daniel Battu Techniques d ing nieur Modem Techniques de modulations et fonctions compl mentaires 7212 e 9 EUROTHERM CONTROLS INC Modbus and ELBISYNCH Digital Communication Handbook e 10 Guide d exploitation de T l m canique
24. automates Majdi SLIMEN COMMREQ Function Block Format Modbus RTU Master communications use standard COMMREQ function blocks to originate Modbus RTU queries and optionally for port configuration The Modbus RTU port on the PLC CPU is specified by rack slot and task ENABLE COMMREQ Function Block Parameters IN Reference address of a COMMREQ command data block for example 96R00101 Itis the location of Word 1 in the command data blocks defined on the next page SYSID The CONST value that specifies the CPU rack slot address IC693CPU363 1 rack 0 slot 1 IC200CPUxxx 0 rack O slot 0 TASK The CPU internal task number for the Modbus RTU port 19 Port 1 on IC693CPU363 and IC200C PU xxx 20 Port 2 on IC693CPU363 and IC200CPUxxx COMMREQ Function Block Output FT Fault ON whenever The IN parameter reference address or any part of the data block it specifies is an invalid reference OR The SYSID and TASK parameters specify an address that does not support COMMREQs For VersaMax CPUs only the COMMREQ status word location specified in the data block is invalid The ON state indicates that the COMMREQ did not complete successfully If the COMMRE specified a Modbus ATU query message it was NOT sent from the port Modbus RTU Master Communications April 2003 ENIS BEMAI Page 84 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN COMMREQ Command Data Block The first seven words of t
25. comme p le touristique figure 1 Il est donc n cessaire de garantir un transport moderne dans cette zone Figure 1 Emplacement g ographique de la ligne 22 Les statistiques effectu es par la SNCFT montrent le trafic norme de voyages et de voyageurs sur cette ligne Vue l importance de cette ligne la SNCFT a lanc un appel d offre pour l informatiser ENIS BEMAI Page 8 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 1 Pr sentation du probl me 1 1 Besoins du SNCFT Afin de g rer le trafic de la ligne lectrifi e 22 du M tro SAHEL et effectuer sa maintenance et d intervenir en cas de d faillance la SNCFT propri taire a besoin de contr ler et de superviser l tat de chaque segment de la ligne telle que la pr sence tension la pr sence courant tats des sectionneurs alarmes Tout cela doit tre s effectuer dans un intervalle de temps relativement court pour assurer la satisfaction des clients La ligne 22 s tale sur une distance de 100 Km partitionn en deux tranches de 50 Km chacune Elle comporte les 11 postes r partis comme suit Poste H Bourgiba poste principale de contr le et supervision situ en Monastir centre ville Postes en ligne Monastir Sousse Skanes Sahline Sous Station Electrique Zone Industrielle Sousse et Sousse Sud Postes en ligne Monastir Mahdia Facult S paration Khsibet Moknine et Baghdadi Les agents
26. du SNCFT doivent commander distance toute cette ligne et isoler n importe quel segment en cas de pr sence de d faut pour une eventuelle intervention sur terrain pour la maintenance 1 2 Syst me existant La solution en court d exploitation consiste contr ler et transmettre l tat de la ligne lectrifi e gr ce des cartes analogiques de la marque ANSALDO ELECTRIC assurant la communication entre les sites et le poste g n ral Chaque carte transmet un ensemble d informations provenant des capteurs et d actionneurs install s dans ce poste L ensemble est bas sur un r seau d armoires de t l commandes li es Dans le poste g n ral de H Bourgiba existe un automate qui g re tout le processus Ce dernier est li un PC pour la supervision ENIS BEMAI Page 9 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates L architecture de l installation en cours d exploitation peut se pr senter comme suit de EN Armoire Armoire T l commande he 7 T l commande Poste de la Facult Tableau FON Synoptique FON 5 KM Poste de S paration Tableau rmaire Synoptique T l commande m Poste de Ksibet E A E A ue 9 5 KM 14 5 KM Poste de Bagdadi E A Armoire E A ue T l commande ELA rmoire ELA T l commande Poste de Moknine Tableau rmaire Synoptique T l commande T Z Poste de Skanes fe Tableau fe Synoptique 5 5 KM Poste
27. est noter que les sorties du poste de H Bourgiba sont les entr es des autres postes et vice versa ENIS BEMAI Page 45 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 2 1 Types d entr es et des sorties 2 1 1 Entr es On peut diviser les entr es en deux types TOR et Analogiques Entr es TOR La commande locale L op rateur sur site peut pendant une intervention d entretien isoler sa station en commande locale D o le superviseur pr sent au poste g n ral ne peut pas commander le site en commande locale Commande partielle Elle permet l op rateur d isoler une partie de la station pour y intervenir De cette fa on le reste de la station est la disposition du superviseur en commande distante Etats des interrupteurs Les interrupteurs H T d livrent leurs tats ouvert ferm En les r cup rant on peut s assurer que la commande tait bien mise et re ue Etats des sectionneurs Pareil aux interrupteurs Etats des disjoncteurs Pareils aux interrupteurs Pr sence tension Cette information est d livr e par un transformateur faible puissance indiquant la pr sence de tension sur la ligne en question Une telle information est fondamentale pour la d tection des d fauts au niveau de la ligne lectrifi e Alarmes Il existe 28 types d alarme r cup rer qui diff rent d une station une autre La diversit permet de mieux sp cifier les a
28. est g n ralement un modem Le modem est la contraction de modulateur d modulateur Un modem effectue une adaptation de ligne par modulation d modulation C est tort que l on parle de modem bande de base 4 ENIS BEMAI Page 20 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Un modem est caract ris par Larapidit de modulation Letype de modulation phase amplitude fr quence Le mode de synchronisation synchrone asynchrone Le mode d exploitation half full duplex Le mode de raccordement jonction avec le coupleur ligne 2 ou 4 fils ou r seau t l phonique commut Interface avec l ETTD Soncomportement lors de la connexion appel r ponse automatique 7 7 Protocoles de communication Communiquer consiste transmettre des informations mais tant que les interlocuteurs ne lui ont pas attribu un sens il ne s agit que de donn es et pas d information Les interlocuteurs doivent donc non seulement parler un langage commun mais aussi maitriser des r gles minimales d mission et de r ception des donn es C est le r le d un protocole de s assurer de tout cela Les protocoles les plus utilis s dans la transmission des informations dans les r seaux de terrain sont les protocoles Profibus SNP et Modbus 5 7 1 Protocole Profibus Profibus Process Field Bus est le nom d un type de bus de terrain invent par Siemens et devenu peu
29. km pat oa os 06 os 3 TG Km Tableau 9 Port d ETIC par nombre de modem et du diam tre de c ble ENIS BEMAI Page 31 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 2 2 MuLOGIC BBM 384 MuLOGIC BBM 384 est un modem de base pour le fonctionnement synchrone et asynchrone des d bits de donn es allant de 225 bps 38 4 Kbps Il fournit des donn es fiables sur des c bles paire torsad e Le modem est con u pour fonctionner dans une vari t de configurations r seau comme point point et multipoint Le BBM 384 peut avoir un port arrivant 50 km avec des c bles en cuivre ayant comme diam tre 0 5 mm La v ritable distance obtenue pour une application sp cifique varie selon le taux de transfert des donn es et le diam tre du fil utilis 17 Figure 15 Modem MuLOGIC MDM 192 La modulation est de type diff rentiel biphas standard et alternatif Le fonctionnement est synchrone et asynchrone en topologie point point ou multipoint La transmission est de type hlaf duplex sur des lignes de 2 ou 4 fils ou full duplex sur des lignes de 4 fils Le BBM 384 supporte les protocoles Modbus RTU et SNP Il contient un seul port RS 232 diam tre 0 5 mm diam tre 0 9 mm Tableau10 Port du BBM en fonction du d bit et diam tre du c ble ENIS BEMAI Page 32 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 2 3 Westerm
30. ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 3 1 1 Caract ristiques du PACSystems RX3i Processeur grande vitesse et technologie brevet e pour un d bit plus rapide sans goulot d tranglement processeur C l ron de 300 MHz pour une programmation avanc e et une meilleure performance Deux types de connecteurs bus sur fond de panier par emplacement slot e Haute vitesse bas sur le bus PCI pour un d bit rapide compatible avec les nouveaux modules d E S Connecteur compatible avec les E S existantes de l automate S ries 90 30 10 Mo de m moire programme automate donn es configuration mais aussi possibilit d y stocker des fichiers documentation sur la machine Word Excel PDF CAD et autres fichiers afin de r duire le temps d indisponibilit et d am liorer le d pannage Supports de communication ouverts incluant Ethernet GENIUS Profibus DeviceNet et port s rie Prise en charge les signaux d E S e discrets de haute densit e analogiques universels TC RTD jauge de contrainte tension et courant configurable par canal e analogiques isol s e analogiques de haute densit e compteur haute vitesse et modules d axes E S avec des caract ristiques tendues pour un traitement plus rapide des diagnostics avanc s et des interruptions configurables Insertion chaud des modules anciens et nouveaux modules 24 VCC isol disponible pour les modules d E S et barre de m
31. sence tension TV1 96110 TV2 9o 1 Alarmes 96112 113 96114 9615 966 96117 968 Entrees TOR 25 extension Total Commande Interrupteurs IL1_ouverture IL1_fermeture IL2_ouverture IL2_fermeture IP41 ouverture IP41_fermeture 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1_ouverture_dis IL1_fermeture_dis IL2_ouverture_dis IL2_fermeture_dis IP41_ouverture_dis IP41_fermeture_dis ENIS BEMAI Page 73 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Entrees TOR ENIS BEMAI D signation Nombre Mn monique Majdi SLIMEN Adresse Commande Locale Commande local l1 Commandes partielles Commande partiel 1 l2 Commande partiel 2 9el3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Commande partiel 5 l6 Commande partiel 6 9el7 Commande partiel 7 l8 Etat interrupteurs 4 IL1 VIO IL2 110 IL3 l1 1 IL4 96112 Etat Sectionneurs 3 S13 96113 S31 Vel1 4 S24 96115 Pr sence tension 2 TV3 96116 TV4 9617 Alarmes 8 17 96118 18 96119 19 96120 20 96121 21 96122 22 123 23 A124 24 96125 25 extension 7 Total Commande Interrupteurs IL1 ouvertur
32. 21 22 oommand data length includes these words However the Modbus ATU Master ignores their values OU ll
33. 31 Envoie d une requ te de lecture 3 2 4 Routine D tection d une variation de commande La routine d tecte le changement d tat d un ou plusieurs bits dans une zone de m moire bien d termin e En effet cette zone de m moire contient les commandes effectu es par le superviseur S il existe une variation sur cette zone la routine place une requ te dans la file d attente et elle signale la pr sence d une commande ENIS BEMAI Page 58 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Chaque requ te informe sur l tat de l API de destination figure 32 Par cons quent Nous ne perdons aucune commande en pr sence d une commande en cours d ex cution Requ te Requ te Requ te Requ te Ecriture de Ecriture de Ecriture de Ecriture de l API 2 l API 5 V API 3 l API 5 Figure 32 File d attente des requ tes criture 4 C blage du mat riel Le sch ma descriptif du c blage du r seau de communication con u est le suivant Capt Actio Figure 33 Sch ma de c blage du r seau ENIS BEMAI Page 59 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN On distingue principalement trois types de liaisons Liaison entre tableau synoptique et capteurs actionneurs Liaison entre automate et entr es sorties Liaison entre automate et modem 4 1 Liaison tableau synoptique et capteurs Cha
34. CommReq peut soit envoyer un message et attendre une r ponse soit envoyer un message et continuer sans attendre de r ponse Si le bloc de commande sp cifie que le programme n attendra pas de r ponse le contenu du bloc de commande est envoy au dispositif r cepteur et l ex cution du programme se poursuit imm diatement La valeur de d passement de temps est ignor e Ceci est d sign comme mode SANS ATTENTE ENIS BEMAI Page 50 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Si le bloc de commande sp cifie que le programme attendra une r ponse le contenu du bloc de commande est envoy au dispositif r cepteur et l UC attend une r ponse La dur e maximale que l API attendra une r ponse du dispositif est sp cifi e dans le bloc de commande Si le dispositif ne r pond pas dans cette dur e l ex cution du programme se poursuit Ceci est d sign comme mode ATTENTE La sortie Fonction d faillante FT peut tre mise 1 si L adresse cible sp cifi e est absente SYSID Lat che sp cifi e est invalide pour le dispositif TASK Lalongueur de donn e est 0 L adresse du pointeur d tat du dispositif partie du bloc de commande n existe pas Ceci peut tre d une s lection de type de m moire incorrecte ou une adresse de ce type de m moire qui est hors de la plage 35 3 1 2 Bloc de commande Le bloc de commande fournit les informations concernant la commande
35. Exemples De R seau Modbus e 11 Pascal Dereumaux Protocole Modbus e 12 EIA 485 e 13 J Soranzo Cable de liaison s rie e 14 e 15 e 16 e 17 e 18 e 19 e 20 e 21 EIA RS 232 CCITT V24 V28 Interface r seau RS 485 ACE 949 2 MuLOGIC Baseband and DSL Modems BBM series MuLOGIC Baseband and DSL Modems LLM series Westermo Communication Manuel d utilisateur ETIC MDM 192 Modem Num rique Multipoint Manuel d utilisateur lm omm OS Oe ee a si e ee pa em ETIC T l communication MDM 192 modem asynchrone multipoint pour ligne priv e 22 ETIC T l communication IRC 485 r p teur convertisseur RS485 ETIC T l communication e 23 GE Fanuc CPU Referance Manual GFK 2222K e 24 GE Fanuc PACS ystems RX3i Serial Communication Modules GFK 2406B ENIS BEMAI Page 67 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN e 25 GE Fanuc PACSystems RX3i System Manual 2314C e 26 GE Fanuc PACSystems RX3i Universal Analog Input 234 e 27 GE Fanuc VersaMax Micro PLC and Nano PLCs User s Manual GFK 1645F e 28 GE Fanuc Control Systems Solutions Catalog GFK 406 e 29 GE Fanuc VersaMax Micro and Nano Controller GFAE 196A e 30 GE Fanuc VersaMax Option Module GFK 2396 e 31 GE Fanuc VersaMax Micro and Nano Controller Solutions GFA 197 e 32 Proficy Machine Edition Getting Started GFK 1868H e 33 Proficy Machine Edition Getting Logic Developer GFK 1918G e 34 Modbu
36. T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Le travail pr sent dans ce m moire a t r alis dans le cadre de la pr paration du dipl me national d ing nieur en g nie lectrique l ENIS Ecole National d Ing nieurs de Sfax Il a t r alis au sein de la soci t BEMAI en coop ration avec l ACEM Unit de Recherche sur la Commande Avanc e et la Management de l Energie BEMAI est une entreprise priv e r sidente Route de Mahdia Km 4 5 Sfax Cette soci t est sp cialis e dans les travaux lectriques lectroniques et automatiques Elle r alise ses projets en Tunisie aussi bien qu l tranger Elle est leader dans la fabrication des chargeurs de batteries ACEM est une unit de recherche l ENIS dirig par Mr Abderazzak OUALL sp cialis dans la recherche de commandes avanc es et le management de l nergie ENIS BEMAI Page 1 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Mntroduction i ri M HR 8 Pr sentation du probl me eene rrr rrr rent rera i ern i rra rh rra va kk nis 9 1 1 Besoins Qu SNGET 3nd dici u uet vas pla nva pL SEMI denses tee UE drain 9 122 Systeme EXISTAN e EAA EAEE 9 1 3 D fauts Bes a syst me existant sisirin rarr raTa AEAEE EErEE 11 IE Cahier des charges dU Projet de 11 luo ene Pa
37. d en ASCII Type RTU chaque octet composant une trame est cod sur 2 caract res hexad cimaux 2 fois 4 bits comme indiqu dans le tableau suivant Tableau 6 Trame Modbus cod en RTU ENIS BEMAI Page 24 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN La taille maximale des donn es est de 256 octets Le mode ASCII permet d avoir des intervalles de plus d une seconde entre les diff rents caract res sans que cela ne g n re d erreurs alors que le mode RTU permet un d bit plus lev pour une m me vitesse de transmission 7 3 6 Support de transmission Chaque octet composant un message est transmis en mode RTU de la mani re suivante Tableau 7 Sans contr le de parit Avec contr le de parit Tableau 7 Octet transmis en Modbus RTU Avant et apr s chaque message il doit y avoir un silence quivalent 3 5 fois le temps de transmission d un mot figure 12 9 Message du Maitre R ponse de l esclave D lais de 3 5 fois le temps de D lais de 3 5 fois le temps de transmission d un mot transmission d un mot Figure 13 D lais de silence entre question r ponse ENIS BEMAI Page 25 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN La liste des principales fonctions Modbus est pr sent e comme suit Tableau 8 CODE FONCTION 01 Lecture de N bits de sortie 02 Lec
38. de la Sahline rmaire Tableau T l commande Synoptique 3 6 KM Poste de 5 5 Electrique Tableau Synoptique 16 KM Poste de Z Ind Sousse Armoire Tableau Synoptique l commande 3 4 KM Poste de Sousse Sud Armoire Tableau T l commande Synoptique Figure 2 Architecture du syst me existant ENIS BEMAI Page 10 Majdi SLIMEN T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 1 3 D fauts li s au syst me existant Les cartes analogiques d velopp es et install es par la soci t ANSALDO ELECTRIC sont plus produites de sorte qu il ne reste plus de cartes de rechange Actuellement l installation manque d une carte Station Zone Industrielle Sousse figure 3 La communication est d j interrompue avec un poste Figure 3 Carte ANSALDO manquant De plus de nombreux probl mes de communication entre le poste g n ral Monastir et les sites distants ont t remarqu s par la SNCFT Ce syst me utilise des technologies relativement d pass s il n est pas fiable De plus il est lent et il ne permet pas la commande distance Tous ces probl mes mettent en relief la n cessit d une installation moderne 1 4 Cahier des charges du projet Ce projet est r alis en coop ration entre l Unit de Recherche sur la Commande Avanc e et la Management de l Energie ACEM et la soci t BEMAI au profit de la Soci t Nationale des Chem
39. distance IL1 ouverture dis Q100 IL1_fermeture_dis Q101 IL2 ouverture dis Q102 IL2 fermeture dis Q103 IL3 ouverture dis Q104 IL3_fermeture_dis Q105 IL4 ouverture dis Q1 06 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN IL4 fermeture dis Q107 IP12 ouverture dis Q108 IP12 fermeture dis Q109 D signation Nombre Mn monique Adresse Commande Locale mk Commande local l1 Commandes partielles Commande partiel 1 l2 Commande partiel 2 l3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Commande partiel 5 l6 9el7 Entrees TOR Etat interrupteurs 5 IL1 96l8 IL2 VIO IL3 110 IL4 l11 IP34 l12 Etat Sectionneurs 3 S13 l13 S31 96l14 S24 96115 Pr sence tension 2 TV1 96116 TV2 9617 Alarmes 17 96118 18 96119 19 96120 20 96121 21 96122 22 96l23 23 124 24 96125 26 96126 25 extension 8 Total Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture Q2 IL2 ouverture Q3 IL2 fermeture Q4 IL3 ouverture Q5 IL3 fermeture 96Q6 IL4 ouverture 96 Q7 IL4 fermeture Q8 IP34_ouverture Q9 IP34 fermeture Q10 25 extension Total sorties TOR Sorties comma
40. e IL1 fermeture Q2 IL2 ouverture Q3 IL2 fermeture Q4 IL3 ouverture Q5 IL3 fermeture Q6 IL4 ouverture Q7 IL4 fermeture Q8 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1 ouverture dis Q100 IL1_fermeture_dis Q101 IL2_ouverture_dis Q102 IL2_fermeture_dis 26Q103 IL3 ouverture dis Q104 IL3 fermeture dis Q105 IL4_ouverture_dis Q106 IL4_fermeture_dis Q107 Page 74 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates D signation Mn monique Majdi SLIMEN Adresse Commande Locale Commande local l1 Commandes partielles Commande partiel 1 9el2 Commande partiel 2 9el3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Etat interrupteurs IL1 l6 IL2 l7 IL12 l8 IL34 l9 Etat Sectionneurs S1 l10 S2 l11 S3 l12 S4 l13 Pr sence tension 9el14 26115 l16 l17 26118 Entrees TOR l19 el20 l21 l22 l23 9el24 l25 25 extension Total Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1_fermeture IL2_ouverture IL2_fermeture IL3 ouverture IL3_ fermeture IL4 ouverture IL4 fermeture IP34 ouverture IP34 fermeture
41. e ee hee eme enne 30 Figure 15 Modem MuLOGIC MDM 192 ccc eee cc eee e II Ie e memes eme e ne esee 32 Figure 16 Modem Westermo TD 23 33 Figure 17 Modems en dos dos 34 Figure 18 GE Fanuc PACSystems RX31 36 Figure 19 GE Fanuc VersaMax Micro 64 emen enne 38 Figure 20 Composition de VersaMax 39 Figure 21 Port RS 232 dans VersaMax 40 Figure 22 Connexions aux bornes du port RS 232 40 Figure 23 Proficy Machine Edition e serene 42 Figure 24 Interface graphique de Proficy 44 Figure 25 La fonction CommReq seem ee ener 50 Figure 26 Organigramme g n ral de l automate ma tre 53 ENIS BEMAI Page 5 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Figure 27 Organigramme de l initialisation 54 Figure 28 Chargement des registres d
42. e eee eine meme nnne 48 ENIS BEMAI Page 3 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN AU AN CDS LOTO ATRE LUI TT ES itu PERTH 49 3 1 La fonction Eon TT o o o OO OO 49 3 1 1 Pr sentation rininis nnne nnn enne enne nnn nnns 49 3 12 Bloc de Commande iii eni Eee eur ENDE E FRE FLYER YE vars nement 51 3 2 riter AU programme Ve AR ed een ne tete te nee ti ete 52 3 2 1 Etape l Initialisation de la communication cuui uns uates Ear Rich Usu A E RR near NINE NIRE AKSEAKR NU uU 53 3 2 2 Etape 2 Lecture des entr es de chaque automate esclave sur le r seau eese 56 3 2 3 Etape 3 Envoie de la commande pour l automate en question ss 57 3 2 4 Routine D tection d une variation de commande eee 58 4 C De du materielt Rd denen diede dua dua duds desi dune 59 4 1 Liaison tableau synoptique E Mer ip M M 60 4 2 Liaison entre automate et entr es SOrties Liens eO denses ERU MINER RUE RN EENO UN ee RAN TRREA 60 4 3 Liaison entre automate et modem nn eect eee eect nennen nennen nennen nennen nnne nnn 61 5 Conc ption deg armoires Slee Ui iz MM 62 5 1 Procedure dec Me cee la ise cca AL inten deen deny dane diede a ap dus dep dun deus ee dea dinde 62 5 2 Pr sentation des composants de D ArMO TE LR nnde ud NK NA 63 5 3 Presentation du logiciel de conception 2 5529 Re 63 GA Circuit d installation Scares cates aan entrant 64 Concluso EDR ien
43. e est d tect e par la routine En effet le projet sert en premier lieu superviser l installation lectrique du m tro Sahel et d intervenir quand il y a des interventions de maintenance ou d entretien L automate maitre effectue l op ration de lecture cyclique utilisant un compteur incr mental de 0 4 Si cette op ration r ussi le compteur s incr mente Sinon on refait l op ration de lecture pour une dur e maximale de 30s Si on a encore un chec une alarme de d faut de communication sera lanc e On passe par la suite lecture de l automate suivant Incr ment du compt i i 1 Lecture des variations de P API i 2 Validation Oui Enreg des param de l API i 2 sur PAPI ma tre Figure 29 Organigramme de l op ration de lecture ENIS BEMAI Page 56 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 3 2 3 Etape 3 Envoie de la commande pour l automate en question L criture sur un automate distant se d clenche suite une variation dans la zone m moire criture de l automate maitre Ceci est engendr par une action sur l interface de supervision Pour actionner la sortie Qi sur un automate Aj le superviseur modifie la m moire correspondante cette sortie se trouvent dans la zone m moire relative l automate en question Le programme d tecte cette modification et r agit Une fonction CommReq n cessite comme entr es l adresse de l a
44. ect s la ligne Ce modem pr sente une interface locale RS232 RS422 et RS485 de 1200 2400 4800 9600 ou 19200 bits s utilisant 7 ou 8 bits avec ou sans parit 1 bit de START 1 ou 2 bits de STOP Le modem MDM 192 peut se raccorder sur un bus RS485 comprenant au plus 16 quipements Les quipements raccord s doivent tre plac s moins de 100 m du modem Le modem MDM 192 permet la transmission des protocoles PROFIBUS DP MODBUS UNITELWAY DF1 DH485 SYSMACWAY 20 Ce modem fonctionne sur tout type de ligne 2 fils Cependant son fonctionnement est optimal lorsqu il est utilis sur une ligne blind e de 2 fils torsad s de mani re viter de capter le bruit et de provoquer de la diaphonie ENIS BEMAI Page 30 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Le nombre de modems raccordables une m me ligne d pend Du d bit de transmission souhait Dela port e souhait e Dela qualit du c ble La port e du modem d pend du d bit de transmission du type du c ble et du nombre de modems raccord s la ligne 21 Port de transmission Port pour 2 modems raccord s la ligne Diam tre de c ble en mm 50 nF km par oa os oe os 3 Sk 20km Port pour 8 modems raccord s la ligne Diam tre de c ble en mm 50 nF km pan oa os 06 o 3 9 km 9 km Zim Port pour 16 modems raccord s la ligne Diam tre de c ble en mm 50 nF
45. eene 24 Tableau 7 Octet transmis en Modbus RTU e emen nennen 25 Tableau 8 Les diff rentes fonctions en Modbus cesses mene 26 Tableau 9 Port d ETIC par nombre de modem et du diam tre de c ble 31 Tableau10 Port du BBM en fonction du d bit et diam tre du c ble 32 Tableau 11 Comparaison des Modems rise lies Era 34 Tableau 12 Caract ristique du VersaMax Micro 64 nceneee nen eeneeeneeeeeneeneees 39 Tableau 13 Entr es Sorties de la S S Electrique 47 Tableau 14 Entr es Sorties pour les postes 48 Tableau 15 Param trage de la fonction CommReq ss 50 Tableau 16 Les sept premiers mots de la fonction CommReq eene 32 Tableau 17 Bornier 10 points pour ETIC sisi 61 ENIS BEMAI Page 7 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Introduction G n rale E secteur du tourisme est l un des plus importants secteurs dans la balance conomique de la Tunisie Il est donc indispensable de prendre toutes les proc dures garantissant des services de qualit dans ce secteur afin de satisfaire les besoins des clients Parmi ces services on cite le service de transport qui reste un facteur important pour le confort du touriste La ligne 22 du m tro du Sahel se situe la zone de Sousse Monastir Mahdia Cette ligne se focalise dans une zone consid r e
46. elle Transmission en Half duplex Les donn es peuvent tre transmises dans un sens ou dans l autre n cessitant comme support deux fils seulement On parle d une transmission bidirectionnelle altern Transmission en Full duplex Les donn es peuvent tre transmises dans un sens ou dans l autre n cessitant comme support deux paires de fils On parle d une transmission bidirectionnelle simultan e 1 ENIS BEMAI Page 16 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 4 Les supports de transmission On distingue diff rents types de lignes de transmission d informations Les plus connus sont Le paire de fils torsad s ce sont les lignes les plus utilis s actuellement en transmission num rique et analogique Elle est constitu e d une paire de fils m talliques isol s souvent regroup s avec d autres paires pour former un c ble qui regroupe de 6 900 paires Le c ble coaxial Il se compose d un conducteur en cuivre entour d un cran mis la terre Entre les deux une couche isolante de mat riau plastique Le c ble coaxial a d excellentes propri t s lectriques et se pr te aux transmissions grande vitesse La fibre optique Ce n est plus un c ble en cuivre qui porte les signaux lectriques mais une fibre optique qui transmet des signaux lumineux Convient pour les environnements industriels agressifs et les transmissions sont sur les longues distances 1
47. ent les informations de donn es 6 Communication s rielle entre deux quipements de donn es Pour tablir une communication s rielle entre deux Equipement Terminal de Traitement de Donn es ETTD ou comme connue DTE Data Terminal Equipement un certain nombre d quipement est requis pour le contr le de communication et l adaptation des signaux au support de transmission Si ces deux quipements sont chacun plac dans un site un Equipement Terminal de Circuits de Donn es ETCD ou comme connu DCE Data Communication Equipement est n cessaire Ce DCE est g n ralement un modem 2 DTE DCE DCE DTE 4 Figure 8 Communication entre deux quipements de donn es 6 1 Les automates programmables industriels L quipement terminal de traitement de donn es ETTD DTE Data Terminal Equipement dont on a d j parl est en g n ral un automate programmable industriel API L API est un appareil lectronique programmable adapt l environnement industriel qui r alise des fonctions d automatisme pour assurer la commande de pr actionneurs et d actionneurs partir d informations logiques analogiques ou num riques ENIS BEMAI Page 18 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 6 1 1 Domaines d emploi des automates On utilise les API dans tous les secteurs industriels pour la commande des machines convoyage embal
48. er les param tres de communication tels que le type de protocole le d bit de transmission le type de parit En utilisant le protocole Modbus RTU ce bloc nous offre les fonctions suivantes nitialisation du port Effacement des registres d tat du diagnostique Lecture des registres d tat du diagnostique Envoid une requ te de lecture ou criture Envoid une requ te de diagnostique La fonction CommReq poss de trois param tres d entr e et un param tre de sortie Lorsque la fonction CommReq re oit le flux d nergie un bloc de commande de donn es est envoy au module intelligent ENIS BEMAI Page 49 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Le bloc de commande commence la r f rence sp cifi e en utilisant le param tre IN Le ch ssis et le N d emplacement du module intelligent sont sp cifi s dans SYSID figure 25 COMM Activation REQ M Adresse de r f rance IN FTL D faut Adresse du slot rack SYSI Num ro du port 19 port 1 TASK 20 port 2 Figure 25 La fonction CommReq Validation Lorsque la fonction est valid e la communication est effectu e IN L du premier mot de bloc de commande SYSID Num ros de ch ssis emplacement TASK Les num ros du port utiliser 19 pour port 1 et 20 pour port 2 S il y a erreur elle se met 1 Tableau 15 Param trage de la fonction CommReq
49. figured for Flow Control NONE Four Wire Connection without Repeaters Notes T Connectors on the cable ends have the Resistive Termination FT pin connected Al others have HT unconnected 2 One connector i shown between the end devices Additional connectors may be added up to a total of 31 3 00 Attach all connectors to 15 pin HS 485 ports on GE Fanuc CPU modules The Modbus ATU master device must be E aa kl a attached at the Keft harmd Connector AN 1 2 3 4 5 6 T a 9 DID IR RGHN other devices are slaves A Jumper connections between CTS and MODBUS RTU MASTER ATS are optional NoGE Fanuc 15 pin END CONNECTOR HS 485 ports that support Modbus ATU currenthy require them k S There are ground loops through the SHLD Connections and frame ground connections of the master and slwe devices Large around Kop currents can cause data errors See the accompanying text for a discussion of this sue 6 Vary the connector wining as needed to accommodate third party ATU save devices END CONNECTOR Any high quality shielded twisted pair cable with two pairs is suitable for short cable runs up to about 15 meters Longer runs require a cable with a nominal impedance of 120 ohms Use a cable designed for RS 485 transmission such as Belden 9842 or equivalent Belden is a trademark of Belden Technologies Inc Modbus RTU Master Communications April 2003 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d
50. g EB Fichier Edition Affichage Insertion Format Outils Dess e Express Affichage des donn e 0X ARE 209 sm 3 4 amp ul RO BEES o KE SO MM gum Me LMHS anus ae 9 Ae x v ge js n IZ va ar m 85 ds dh E o amp d Imi 88 v T Os 8 lA a A rel o Pain ie D 1 mam E ta Eli t alo FA dis a Fl A T B Lun M 4 b M A DIN Ad Title Block 7 Appuyez sur Entr e ou Echap pour sortir ou cliquez avec le bouton droit de la a souris pour afficher le menu contextuel i F Cliquez sur le bouton de s lection et faites glisser pour effectuer un panoramique E HTML Help Figure 36 Interface graphique d AutoCAD 6 4 Circuit d installation Le circuit d installation peut tre sch matis comme suit figure 37 i Borniers L T C VersaMax Micro 64 220V Te ETIC Chargeur de MDM Batterie Batterie Figure 37 Circuit d installation de l armoire ENIS BEMAI Page 64 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN En respectant le sch ma d installation on peut ainsi obtenir l architecture de l armoire avec des dimensions r elles L armoire sera de taille 1m x 80 cm Voici le sch ma de l armoire obtenu par AutoCAD est pr sent sur la figure 38 o Verso Wargi LEIE Batterie Batterie 1 V 17V
51. he COMMREQ command data block are common to all Modbus RTU Master commands Depends on command number RTU Command Data Block Length Word 2 0 NOWA Mode See table below Status Word Memory Type Words Jo used woas O used The fields in the Modbus RTU Master COMMREQ command data block are described below Word 1 Word 2 Word 3 Word 4 Word 5 6 Word 7 RTU Command Data Block Length The length in words of the combined COMMRE command and data block starting at Word 7 1 to 13 depending on the specific command NOWAIT mode COMMREQs must be used for RTU Master commands Status Word Memory Type must be one of the following values PLC Memory Type Type Code Valid Range Dec Hex Registers R 08 08h 1 maximum units Analog Inputs Al 10 OAh 1 maximum units Analog Outputs AQ 12 och 1 maximum units Discrete Inputs l 70 46h 1 maximum units 16 10h 1 maximum units Discrete Outputs 95Q 72 48h 1 maximum units 18 12h 1 maximum units 1 The maximum addressable range for each memory type depends on the CPU model and memory configuration 2 When using a byte oriented memory type the corresponding memory address offset and data quantity are expressed in bytes not bits Status Word Address minus one The zero based offset of the status word for example specify 0 for 9eRO0001 The combination of status memory type and address Words 3 a
52. ins de Fers SNCFT Il consiste tudier et concevoir un r seau de communication entre des automates plac s sur dix sites parpill s sur la ligne 22 du m tro SAHEL Il sera bas sur le principe d un r seau d automate dont un maitre plac dans le poste de commande H Bourgiba Monastir qui g re dix esclaves parpill s dans les postes secondaires sur toute la ligne La solution comprend un syst me de supervision permettant l op rateur se trouvant au poste g n ral de Monastir de t l surveiller et t l controller l installation lectrique de toute la ligne ENIS BEMAI Page 11 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Le nouveau r seau de communication aura l architecture indiqu sur la figure 4 72 Tableau synoptique JP 2 KM y N 6 5 KM Poste de la Facult Poste de Skanes 0 lene Tableau Automate Tableau Synoptique Synoptique 5 KM 5 5 KM Poste de S paration Poste de la Sahline Tableau i Tableau Synoptique Automate Automate Synoptique 7 KM 3 6 KM Poste de Ksibet Poste de 5 5 Electrique Ta Beau Automate Tab ea u Synoptique Synoptique 9 5 KM IF 1 6 KM Poste de Z Ind Sousse Tableau Synoptique Poste de Moknine Tableau PRE RENTE TP ERNTER Synoptique Automate Automate 145KM l 3 4 KM Poste de Sousse Sud Tableau Tableau Synoptique e i
53. ion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Processeur Type Vitesse 32 bit RISC processeur SH 7043 28Mhz Allocations M moires M moire Totale Nombre d E S support es 64 E S SUR LA BASE CPU 40E 24S et jusqu 4 Extensions d E S maximum de 176 E S physiques Langages Sch ma contacts et List Compteur Rapide Jusqu 4 type A et 1 A QUAD B 100Khz Sortie Train Jusqu 4 sorties PWM d ondes PWM Rampe S lection de base de 10 impulsions seconde jusqu 1 000 000 S Tableau 12 Caract ristique du VersaMax Micro 64 3 2 2 Environnement de d veloppement Le VersaMax Micro 64 est simple d utilisation et de programmation De m me que l automate maitre le logiciel Proficy Machine Edition Logic Developper PDA nous permet de connecter un dispositif de Palm handheld au VersaMax Micro 64 Avec Logic Developper PDA on peut analyser modifier les donn es diagnostiquer forcer on off et acc der au setup de configuration 3 2 3 Probl mes li s VersaMax Micro 64 Le sch ma de la figure 20 renseigne sur la composition de cet automate Run Stop Mode itc Compartment Os O 2 PUR CO oK CO Input Terminals on Removable RUN CO Terminal Strips a w in D BOR O Ogo goyo Oo O O 20502080 Battery Option Module Compartment w 0 08 O0 a O 20 0 08 OR OF On 20 0 0 p
54. ise la terre r duit le c blage pour l utilisateur 26 ENIS BEMAI Page 37 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 3 1 2 Environnement de d veloppement La plate forme logicielle est commune tous les contr leurs de GE Fanuc le logiciel prim Proficy Machine Edition offre un environnement de d veloppement universel pour la programmation la configuration et les diagnostics de tous les produits de la famille PACSystems 3 2 Automates Esclaves 3 2 1 Caract ristiques du VersaMax Micro 64 L automate VersaMax Micro 64 est le dernier syst me de commande de GE Fanuc Automation con u avec la m me haute qualit que la gamme automate micro VersaMax Cette qualit de conception garantie une fiabilit accrue et r duit au minimum le co t de maintenance Pour simplifier la modification de programmes utilisateur un module m moire externe permet le t l chargement des derniers changements de programme sans besoin d un PC 29 Figure 19 GE Fanuc VersaMax Micro 64 Le VersaMax Micro 64 micro fournit une solution compl te pour les besoins d automatisation Il accepte un ventail important de modules d extension d E S Tor analogiques et une vari t d options de communications GE Fanuc offre galement de nombreuses solutions d interfaces d op rateur et syst me Motion en relation directe avec le Micro 64 ENIS BEMAI Page 38 T l gest
55. lage ou des chaines de production automobile textiles Ils peuvent galement assurer des fonctions de r gulation industrielle de processus m tallurgie chimie Ils sont de plus en plus utilis s dans le domaine du b timent tertiaire et industriel pour le contr le du chauffage de l clairage de la s curit ou des alarmes 6 1 2 Nature des informations trait es par l automate Les informations peuvent tre de type Tout ou rien T O R l information ne peut prendre que 2 tats vrai faux 0 ou 1 C est le type d information d livr e par un d tecteur un bouton poussoir Analogique l information est continue et peut prendre une valeur comprise dans une plage bien d termin e C est le type d information d livr e par un capteur pression temp rature Num rique l information est contenue dans des mots cod s sous forme binaire ou hexad cimale C est le type d information d livr e par un ordinateur ou un module intelligent 3 6 1 3 Structure Externe Les automates peuvent tre de type compact ou modulaire Interne l automate est constitu essentiellement de e Module d alimentation il assure la distribution d nergie aux diff rents modules e Unit centrale base de microprocesseur elle r alise toutes les fonctions logiques arithm tiques et de traitement num rique comptage e Le bus interne il permet la communication de l ensemble des blocs de l auto
56. larmes d clench es pour le superviseur On peut citer parmi ces alarmes alarme gaz disjoncteur alarme gaz interrupteur alarme incendie alarme d faut de communication alarme service aux C C alarme service aux C A Entr es Analogiques rel ve des diff rents courants et tensions telle que la tension du STEG 2 1 2 Sorties Les sorties relever sur les stations sont la commande des interrupteurs Les interrupteurs peuvent tre command s localement ou distance Ils sont command s en ouverture et en fermeture De m me pour la commande des sectionneurs et des disjoncteurs On a divis les entr es sorties en celles de la Sous Station Electrique et celles des autres stations Car cette derni re est la seule qui diff re des autres ENIS BEMAI Page 46 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 2 2 Rel ve des entr es sorties pour la Sous Station Electrique La sous station lectriques alimente la ligne lectrique du m tro Cette station comporte un nombre important d quipement Dans le tableau suivant nous pr cisons le nombre des variables selon leurs son types Nous avons introduit un nombre suppl mentaire d entr es et de sorties pour une future extension au niveau des quipements de la station Sous Station Electrique D signation Nombre Commande Locale 1 Commandes partielles 10 Etat interrupteurs 5
57. mate et des ventuelles extensions e M moires elles permettent de stocker le syst me d exploitation ROM ou PROM le programme EEPROM et les donn es syst me lors du fonctionnement RAM Cette derni re est g n ralement secourue par pile ou batterie On peut en r gle g n rale augmenter la capacit m moire par adjonction de barrettes m moires qui sont de type PCMCIA ENIS BEMAI Page 19 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN e Interfaces d entr es et de sorties S Interface d entr e elle permet de recevoir les informations du S A P ou du pupitre et de mettre en forme filtrage ce signal tout en l isolant lectriquement optocouplage S interface de sortie elle permet de commander divers pr actionneurs et l ments de signalisation du S A P tout en assurant l isolement lectrique 6 1 4 Fonctionnement Toutes les automates fonctionnent selon le cycle suivant figure 9 Traitement interne Lecture des entr es Ex cution du programme Ecriture des sorties Figure 9 Cycle de fonctionnement d un automate 6 2 Le modem Le r le essentiel des Equipements de Terminaison de Circuits de Donn es ETCD connues souvent sous le nom DCE Data Communication Equipemant est d adapter les signaux binaires des Equipements Terminaux de Traitement de Donn es ETTD aux caract ristiques des lignes de communication Le DCE
58. matically adapted to the selected data rate The use of the equaliser almost doubles the maximum transmission distance V 54 test loops 2 and 3 can be initiated by an ON condition applied to interface circuit 140 loop 2 or circuit 141 loop 3 The modem is also equipped with front panel push buttons for manual control of a loop 2 or a loop 3 test Circuit 140 and 141 as well as the front panel push button operation can be disabled Remote or local loop 2 operation is selectable An optional feature of the BBM 384 series is Fall Back Fall Forward which allows to dynamically modify the transmission speed on tandem or tail circuits When the BBM 384 detects a change in the transmission rate of the connected modem it automatically switches to the altemative fall back data rate In tum the remote modem or modems in a multipoint network detects the difference in modulation rate and consequently switches to its alternative configuration i J Majdi SLIMEN n T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Entr es TOR Nombre Mn monique Adresse Majdi SLIMEN Commande Locale Commande local l1 Commandes partielles Commande partiel 1 l2 Commande partiel 2 9el3 Commande partiel 3 l4 Commande partiel 4 l5 Commande partiel 5 l6 Commande partiel 6 9el7 Commande partiel 7 l8 Commande partiel
59. nd 4 must specify a valid memory reference location Unused The WAIT mode COMMREQ time out values in these fields are unused for NOWAIT mode COMMREQs RTU Master Command Number Command numbers 8000 8001 8002 8003 and 65520 are described below T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Modbus RTU Master Commands The following pages describe the Modbus RTU Master commands that can be used Initialize RTU Master Port 65520 FFF0 Local command The standard Serial Port Setup COMMREQ may be used to configure the port for Modbus RTU Master operation using configuration values specified in the data block It may also be used to modify configuration values during Modbus RTU Master operation Note that the usage of words 19 and 20 is different from Modbus RTU Slave When the CPU hardware configuration assigns a different protocol to the target port and this COMMREQ is used to start Modbus RTU Master the application must not issue additional Modbus RTU Master COMMREQs until this one completes successfully The application must monitor the value in the COMMREQ status location do determine successful completion When this COMMREQ is used to re initialize Modbus RTU Master during operation the Command Block Format 16 for Modbus HTU Master Port Setup Command Data Block Length in words includes Words 7 22 inclusive o NOWAIT Mode required See table on page 4 Status Word Memory Type Word 4
60. nder a distance IL1 ouverture dis Q100 IL1 fermeture dis Q101 IL2_ouverture_dis Q102 ENIS BEMAI Page 77 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Entrees TOR Majdi SLIMEN Entr es TOR Nombre IL2_fermeture_dis 26Q103 IL3 ouverture dis Q104 IL3 fermeture dis Q105 IL4 ouverture dis Q106 IL4 fermeture dis 26Q107 IP34 ouverture dis IP34 fermeture dis Mn monique Adresse Commande Locale 1 Commande local Pl Commandes partielles 2 Commande_partiel_1 l2 Commande partiel 2 9el3 Etat interrupteurs 2 IL1 l4 IL2 l5 Pr sence tension TVi l6 TV2 l7 Alarmes l8 l9 l10 l11 962 113 25 extension Total Commande interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture IL2 ouverture IL2 fermeture 25 extension Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1 ouverture dis IL1 fermeture dis IL2 ouverture dis IL2 fermeture dis ENIS BEMAI Page 78 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN D signation Nombre Mn monique Adresse Commande Locale Commande local l1 Commandes partielles Commande partiel 1 l2
61. o TD 23 Le modem Westermo TD 23 est con u pour r pondre aux exigences de l industrie en mati re de fiabilit et de fonctionnement dans des environnements haut niveau d interf rences Il prend en charge les lignes lou es 2 comme 4 conducteurs Tout appareil dot d une interface RS 232 ou RS 422 485 peut tre lui raccord liaison point point ou multipoint Ce modem est dot de commutateurs DIP permettant la s lection de diverses fonctions telles que sensibilit de r ception niveau de sortie etc Figure 16 Modem Westermo TD 23 Il est ainsi possible de l optimiser en fonction de la qualit de la ligne utilis e Selon un calcul g n ral une ligne de 25 km peut prendre en charge jusqu 16 modems Le TD 23 est concu pour installation sur rail DIN de 35 mm montage par encliquetage 19 Les caract ristiques g n rales du modem sont D bit 1200 bit s V 23 2 conducteurs semi duplex 4 conducteurs duplex int gral Nombre de connexions multipoint 16 valeur standard Port de transmission jusqu 25 km Niveau de sortie r glable Sensibilit de r ception r glable Protection contre les transitoires c t ligne Alimentation lectrique courant alternatif continu Sortie de relais optionnelle asservi par la porteuse ENIS BEMAI Page 33 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates 2 4 Choix ad quat du modem Voici un tablea
62. o par r seau d automates Majdi SLIMEN REMARQUE La liaison entre deux modems en dos dos se fait l aide d une liaison RS 232 En tenant compte des contraintes suivantes disponibilit des liaisons RS 485 pour la liaison modem automate et RS 232 pour les liaisons des modems en dos dos port e du modem prix et disponibilit dans le march Le choix ad quat tait finalement d installer des modems de la marque ETIC MDM 192 3 Choix des automates Dans notre syst me de t l gestion on a besoin d un automate maitre master et dix autres automates esclaves slaves L automate maitre doit tre de hautes performances pour g rer tous ce processus nombre d E S important capacit relativement importante Cet automate sera install dans le poste de H Bourgiba qui est le poste de commande et de supervision Les automates esclaves seront de tailles et de performances r duites par rapport l automate maitre mais ils doivent r pondre aux besoins techniques En g n ral le choix de l automate est li Lenombre des entr es et des sorties Les types des entr es et les types des sorties Type et disponibilit des ports de communication RS232 et RS 485 Tension d alimentation Possibilit d extension M moire interne Sur le march international plusieurs firmes telles que GE Fanuc Siemens ou Mitsubishi Electric proposent une vari t d automates Ces produits sont de plus en pl
63. oit mission et r ception simultan es full duplex Des bits suppl mentaires sont indispensables au fonctionnement bit de d but de mot Start bit s de fin de mot Stop D autre part l utilisation ventuelle d un bit de parit permet la d tection d erreurs dans la transmission La longueur de c ble maximale de 30 60 m 14 8 2 La liaison RS485 Elle est connue sous le nom Norme VII C est une liaison utilis e dans les syst mes de contr le et en mode multipoint Son mode de connexion est similaire l Ethernet Le taux de transfert est en g n ral de 2 5Mbit s G n ralement ce syst me utilise le principe maitre esclave Chaque esclave se voit attribuer une adresse et r pond lorsqu un message lui attribu Deux versions existent 1 ou 2 paires torsad es Sur la premi re version paire torsad e tous les appareils doivent disposer d une sortie 3 tats actif inactif haute imp dance pour ne pas cr er de conflits Avec la deuxi me version 2 paires torsad es le maitre n a pas besoin de sortie trois tats puisqu il met sur une des lignes L autre ligne est r serv e pour l mission des esclaves Longueur max de c ble jusqu 1200m Possibilit de connecter plusieurs appareils sur la m me ligne de transmission RS422 utilise le m me principe que le RS485 mais est plut t utilis pour les liaisons point point comme le RS232 12 ENIS BEMAI Page 27 T l gestion d une ligne de m t
64. ouverture_dis Q120 SUM 1 fermeture dis Q121 SUMA ouverture dis Q122 SUMA fermeture dis Q123 SMP1 ouverture dis 95 Q124 SMP1 fermeture dis Q125 SMP2_ouverture_dis SMP2_fermeture_dis D signation Nombre Mn monique Commande Locale 1 Commande local Etat interupteurs 1 IL1 Pr sence tention 2 TV1 TV2 Alarmes 17 18 19 20 21 Entrees TOR 25 extention Toal Commande Interrupteurs IL1 ouverture IL1 fermeture 25 extention Total sorties TOR Sorties commander a distance IL1_ouverture_dis IL1_fermeture_dis Sorties ENIS BEMAI Page 82 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Multidrop Connections Four Wire 4 Wire In this network configuration the Send Data SD pair of the RTU master device is connected Lo the Receive Data RD pairs of all the slaves and the SD pairs of all the slaves are connected to the RD pair of the master The slave devices must all use RS 485 compatible serial ports so that their transmitters are disabled except when transmitting Although some RS 442 devices disable outputs when not transmitting the R5 442 specification does not require it The master may use either an RS 422 or RS 485 port because it is the only transmitter on that pair Serial ports on all devices should be con
65. peu une norme de communication dans le monde de l industrie Le bus PROFIBUS DP Decentralised Peripheric est utilis pour la commande de capteurs d actionneurs ou d automates programmables par une commande centrale Utilis aussi pour la connexion d une intelligence distribu e donc une mise en r seau de plusieurs commandes une sous l autre La transmission des donn es peut atteindre jusqu 12MBit s sur un c ble STP UTP FTP 9 ENIS BEMAI Page 21 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 7 2 Protocole SNP Le protocole de la s rie 90 SNP est un protocole de communication s rie employ dans la famille GE Fanuc pour communiquer entre un dispositif serveur et le contr leur programmable par l interm diaire d un port s rie sur l automate SNP est un protocole Maitre esclave ot le maitre lance toutes les communications et l esclave r pond aux demandes du maitre Il n y a aucune possibilit de consultation r ciproque avec le protocole de SNP SNP est un protocole semi duplex qui emploie l interface lectrique RS 485 Plusieurs configurations syst me sont possibles Il peut y avoir juste un API sur le support point point ou il peut y avoir plusieurs multi points Seulement un maitre SNP peut tre sur un r seau SNP soutient galement la communication via modems 9 7 3 Protocole MODBUS Le protocole MODBUS consiste en la d finition de trames d change
66. qu te de lecture ou d criture 8002 3 2 Structure du programme Nous avons concu deux programmes pour l automate maitre Le premier programme assure la communication avec la premi re tranche qui contient les APIs de la ligne Monastir Sousse d adresses respectivement 2 3 4 5 et 6 Il utilise le premier port de communication de l A P I maitre La deuxi me tranche du bus contient les APIs de la ligne Monastir Mahdia d adresses respectivement 7 8 9 10 et 11 Elle est g r e par le deuxi me programme qui utilise le deuxi me port de communication Comme les deux tranches ont pratiquement le m me algorithme on pr sentera le programme de la premi re tranche uniquement ENIS BEMAI Page 52 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Le premier programme de l automate maitre est constitu essentiellement de trois tapes et d une routine figure 26 Etape I Initialisation de la communication Etape 2 Lecture des entr es de chaque automate esclave sur le r seau Etape 3 Envoie de la commande pour l automate en question Routine D tection d une variation de commande Etapel Initialisation Etape2 Lecture cvclique des variations des automates Etape3 Envoi de la commande Figure 26 Organigramme g n ral de l automate ma tre 3 2 1 Etape 1 Initialisation de la communication Pour s assurer du bon fonctionnement de not
67. que poste est quip d un tableau synoptique comme interface Homme Machine Il sert visualiser les tats des capteurs ou bien pour bien les actionneurs Ce tableau peut tre utilis pour la commande locale ou partielle Pour cela les tats provenant des capteurs ou bien des actionneurs sont branch s en s ries avec des diodes Leds branch s sur le tableau synoptique 4 2 Liaison entre automate et entr es sorties Les entr es des automates sont principalement l alimentation de 24VCD et les types d entr es d j mentionn es Les sorties ne necessitent pas de protection par fusibles elles sont de types ESCP Elctrical Short Circuit Protection 25 Entr es mm TITI TITIITITITITIIIIITTITITI ne eee ini 18 j HO 112 O 116 117 f n8 121 e 125 27 J 129 61 y 133 85 Y 137 133 I C loo B O 19 113 e 18 120 3 128 128 s 132 134 is BB 4 on NESA n Ff SE QOO 12 24VDC 12 24VDC 12 22VDC 12 24VDC Pawer Source Power Source Power Source Power Source Figure 34 Liaison entre automate et entr es sorties ENIS BEMAI Page 60 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 4 3 Liaison entre automate et modem Comme on a d j mentionn dans le chapitre IL la liaison entre l automate et le modem est de type RS 485 Le modem ETIC contient un bornier 10 points L automate contient un connecteur RJ 45
68. r seaux de terrain sont des r seaux faisant intervenir aussi bien les ordinateurs que les machines D velopp s pour informatiser le secteur industriel ces r seaux deviennent de plus en plus performants De nos jours des passerelles entre les divers r seaux existent les constructeurs d instruments adaptent leurs appareils aux diverses technologies employ es La simplification du c blage les facilit s offertes pour la configuration et la maintenance pr dictive sont telles que cette volution est in luctable 2 Topologie On distingue principalement trois topologies de r seaux locaux 1 Topologie Bus Le r seau est compos d une ligne principale auquel sont li es les unit s figure 5 Figure 5 Topologie Bus Topologie Anneau Toutes les unit s sont mont es en s rie sur une boucle ferm e Les communications doivent traverser toutes les unit s pour arriver au r cepteur figure 6 ENIS BEMAI Page 15 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN a Figure 6 Topologie Anneau Topologie Etoile Plusieurs unit s sont connect es par leur propre ligne une unit dite centrale figure 7 AM GG AF 9 pe Figure 7 Topologie Etoile 3 Les types de transmission Transmission en Simplex Les donn es peuvent tre transmises dans un sens fix l avance On parle d une transmission monodirectionn
69. re programme on a commenc par remettre z ro toute la zone m moire qui sera utilis e par la suite Cette action est fondamentale car il se peut qu une m moire garde un tat ant rieur non d sirable au fonctionnement global ENIS BEMAI Page 53 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Une fois la remise z ro est achev e on lance la fonction CommReq pour l initialisation Le registre de configuration de cette fonction contient Letype de fonction Le protocole de communication L adresse du registre d tat Le port utilis La vitesse de transfert La parit Letype de contr le de flux Letemps de r ponse maximal Pour v rifier que l initialisation est r alis e correctement le programme consulte le registre d tat de la fonction CommReq Ce registre devrait indiquer la valeur un et sur cette valeur s effectue le test Si la valeur contenue par le registre est autre que celle attendue le programme relance l initialisation apr s 5 seconds Si le test est positif on arr te l op ration de d initialisation Elle ne sera active qu la prochaine mise sous tension de l automate RUN On passe ainsi l op ration suivante comme indiqu sur la figure 27 R A Z de la zone m moire Configuration de la fonction CommReq pour initialisation Validation JO Figure 27 Organigramme de l initialisation ENIS BEMAI
70. ro par r seau d automates Majdi SLIMEN Chapitre I Choix du mat riel ENIS BEMAI Page 28 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Introduction Dans ce chapitre nous allons d crire l architecture de la nouvelle installation et les diff rents choix du mat riel 1 Description de l installation Le nouveau syst me est compos d un automate maitre dirigeant dix automates esclaves parpill s sur la ligne 22 du m tro SAHEL L automate maitre se situe au poste principal H Bourgiba Monastir Les autres automates esclaves se trouvent dans des postes secondaires sur deux lignes Ligne Monastir Mahdia sur une distance de 38 km comportant les postes Facult S paration Khsibet Moknine et Baghdadi Ligne Monastir Sousse Sud sur une distance de 20 6 km comportant les postes Facult S paration Khsibet Moknine et Baghdadi L automate maitre doit g rer les autres automates travers un r seau Modbus RTU multipoints sur une ligne priv e Le fil est en cuivre en paire torsad de diam tre 0 9 mm Puisque la distance qui s pare les postes est importante l ordre de quelques km on va utiliser des modems afin d assurer la transmission sur cette grande distance Dans chaque poste on va installer une armoire comportant un automate li un modem et un tableau synoptique en dehors Cet automate est toujours en dialogue avec l automate maitre elle effect
71. s RTU Master Communications GFK 2220B e 35 GE Fanuc API series 90 20 30 et Micro Jeu d instructions de l UC GFK 467L e 36 GE Fanuc Proficy Intelligent Production Solution GFA 562 e 37 AutoCad Autodesk User s Manual 2006 ENIS BEMAI Page 68 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN iila 5 7 Connexion la ligne Liaison multipoints On appelle liaison multi points une liaison entre plus de 2 modems connect s la m me ligne I faut distinguer le cas des modems en position interm diaire modems 2 3 4 du sch ma ci dessous et le cas des modems plac s aux extr mit s modems 1 et 5 du sch ma ci dessous La r sistance de terminaison de ligne doit tre mise en service sur les 2 modems situ s l extr mit de la ligne 5 7 1 Modems en position interm diaire Raccordement d un modem la ligne Les fils 1 et 2 peuvent tre intervertis Ligne Ligne Raccordement du blindage la terre Bornier 10 pts N une extr mit du cable seulement D signation L1 MDM192 Raccordement du blindage du c ble Si le c ble est blind l enveloppe de blindage doit tre raccord e un bornier de terre de protection Une seule extr mit du blindage doit tre raccord e a la terre T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN M e J MJ JM A R oo ll J J AJ A AJIMIIVILLue um wnaEuRc Uu UP Ep DR
72. s appareils lectriques afin de mieux se situer sur le sch ma lectrique Respecter l implantation des appareils lectriques dans l armoire partie commande gauche s par e de la partie puissance droite Le respect de ces 3 r gles permet de faciliter la maintenance de l armoire en cas de probl mes et permet une meilleure compr hension de l installation Tout commence par l analyse compl te du sch ma lectrique afin de d terminer le nombre exact d appareils lectriques installer dans l armoire et leurs encombrements afin de proc der une bonne disposition de ces derniers La suite du travail consiste l installation des goulottes pour le passage des fils des rails pour la fixation des appareils et la mise en place de ces derniers ENIS BEMAI Page 62 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Une fois tous les appareils sont mis en place il faut proc der au c blage des composants de l armoire en faisant attention au respect des r gles de c blage couleur sections rep rage des fils Une fois le c blage termin il faut proc der la finition de l armoire c est dire la pose des tresses de masse la pose des couvercles de goulotte de la signalisation par colonne lumineuse et par voyant sur l armoire de la ventilation pour le refroidissement de la partie puissance 5 2 Pr sentation des composants de l armoire Les composants essentiel
73. s des armoires sont Chargeur de batterie 220VAC 24VDC on l utilise afin de maintenir nos composants sous tension en cas d une coupure de tension Ce chargeur est construit par la soci t BEMAI elle m me Batterie on va utiliser deux batteries 12V pour l alimentation en cas de coupure Automate on met un automate dans chaque armoire On tiendra compte des futurs modules d extension Modem on met un modem dans chaque armoire Borniers se divisent en deux types e Borniers d alimentation e Borniers d entr es sorties Portes fusibles sont utilis s pour prot ger l installation contre les courts circuits et les surintensit s 5 3 Pr sentation du logiciel de conception AutoCAD est un logiciel professionnel de conception lectrique et m canique Il offre une interface graphique facile manipuler Il offre une vue deux ou trois dimensions C est le logiciel le plus utilis dans les bureaux d tudes sp cialis dans la conception Il permet de faire voluer les projets de la phase de conception la phase de r alisation rapidement et avec une bonne qualit AutoCAD offre beaucoup de version On cite parmi ces versions AutoCAD m canique et AutoCAD lectrique que nous avons utilis 37 ENIS BEMAI Page 63 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN un AutoCAD 2006 VERSION NON ENREGISTREE D Projet de fin d tudes installation Autocad Ar mo dw
74. terface IHM op rateur Proficy View Une IHM sp cifiquement congue pour r pondre aux besoins de l interface de l op rateur au niveau de la machine et des exigences de l IHM Elle offre une connectivit distance et un soutien aux clients l gers pour le diagnostic et la supervision des donn es Comprend un soutien pour Quick Panel Quick Panel View et Windows Programmation d API Proficy Logic Developer API Programme et configure tous les API de GE Fanuc et les contr leurs d automatisation programmables Programmation de d placement Proficy Motion Developer Programme et configure les contr leurs de d placement S2K de GE Fanuc Contr le PC Proficy Logic Developer PC Un d veloppement prouv bas sur PC et un syst me de temps d ex cution offrant les 5 langages de programmation e Sch ma relais Ladder Diagram e Texte structur Structured Text e List d instruction Instruction List e Diagramme de bloc de fonction Function Block Diagram e Grafcet Sequential Function Charts 33 REMARQUE Il est noter que dans notre cas on a utilis le langage Ladder Diagram ENIS BEMAI Page 43 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN 1 3 Interface graphique Toolchest Navigator Programmation Barre d outils
75. ture de N bits d entr e 03 Lecture de N mots de sortie 04 Lecture de N mots d entr e 05 Ecriture d un bit de sortie 06 Ecriture d un mot de sortie 07 Lecture d un statu d exception 08 Diagnostic 09 10 non utilis 11 Lecture du compteur d v nements 12 Lecture v nements connexion 13 14 non utilis 15 Ecriture de N bits de sortie 16 Ecriture de N mots de sortie 17 Identification esclave Tableau 8 Les diff rentes fonctions en Modbus 8 Interfaces de communication Pour tablir une communication entre deux quipements de donn es en plus du protocole de communication il faut un support physique pour le transport de donn es c est le moyen de transport d informations Selon la norme EIA Electronic Industry Associate on distingue principalement deux normes la norme V28 RS 232 et la norme V11 RS 485 et RS 422 15 8 1 La liaison RS232 Elle est connue sous le nom Norme V28 C est une liaison s rie asynchrone c est dire pas d horloge commune entre l metteur et le r cepteur On distingue diff rentes vitesses normalis es 9600 4800 2400 1200 b s Elle est utilis e dans les ordinateurs et plus particuli rement dans les communications locales d quipements ENIS BEMAI Page 26 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN La communication peut se faire dans les deux sens duplex soit mission d abord puis r ception ensuite half duplex s
76. u nication pe 26 8 1 La lidis on Le PERS 26 8 2 La liaison RS483 e R a A en tee S 27 RO OO A LEE DE UE DLE E 29 1 Description de I TI pem 29 PN MID D Tc cc ccc eke ec ee eck ae 29 2 1 ETICMDMET 92 m tante te te de Tien sa M 30 22 MUEOGICPBBNES SR ER 32 RED orani Kater UM 33 2 4 Choix ad guat qu Modemi EE eid t innen el 34 EN Choix d s iuis P 35 3 1 A tomate Matire asrioni de nn en nid 36 3 1 1 Caract ristiques du PACSystems TOI Lean edes EM M M entente dE 37 3 1 2 Environnement de d veloppement a c nies cias en e 38 3 2 Autotiiles TS CLAS yc racer ois Ea EE MEER RM REA MAN ERR ena an RE E EP EE Ei NER M MEME 38 3 2 1 Caract ristiques du VersaMax Micro 64 Lans teste ne eme es neue 38 3 2 2 Environnement de d veloppement ieiuniis a nr Te en ere UE 39 3 2 3 Probl mes li s VersaMax Micro 64 sssssssssssseseeeeeeee nennen nennen nennen nnns 39 icone ee 42 t Logiciel de an a eR UALS codd oui iuuat iata nn 42 INIM CIN Eo aaa aaae aa 42 1 2 Composants du NNN qe ts tie 43 1 3 Inter Ace STAPRIQUES T 44 2 Cleve dos entrees PE deS SOES sete a SRM UE URN UENIRE INDIEN E 45 2 1 Lypes d entr es et des SOILIES T coerente eno iere dere ieri en nre ri ed 46 2l ENTEOS cm MS 46 21 2 SOTUHEOS m ee he ane tient nina 46 2 2 Rel ve des entr es sorties pour la Sous Station Electrique ss 47 2 3 Rel ve des entr es sorties pour les stations vi
77. u bloc de commande 55 Figure 29 Organigramme de l op ration de lecture 56 Figure 30 Organigramme de l op ration criture sees 57 Figure 31 Envoie d une requ te de lecture 58 Figure 32 File d attente des requ tes criture 59 Figure 33 Sch ma de c blage du r seau 59 Figure 34 Liaison entre automate et entr es sorties 60 Figure 35 Connecteur RJ 45 de l automate en liaison RS 485 62 Figure 36 Interface graphique d AutoCAD 64 Figure 37 Circuit d installation de l armoire 64 Figure 38 Conception de l armoire par AutoCAD 65 ENIS BEMAI Page 6 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Liste des tableaux Tableau 1 Trame de question en Mobi en AS 23 Tableau 2 Trame de r ponse en Modbus cesses ss 24 Tableau 3 Trame de r ponse erron e en Modbus VV 24 Tableau 5 Trame Modbus cod en ASCGEL i eese sienta etn tae p Hr a ru YEEA FUR AES Roa RRE 24 Tableau 6 Trame Modbus cod en RTU eene
78. u comparatif dont on a rassembl les informations li s directement au choix du modem Majdi SLIMEN Modem MuLOGIC ETIC WESTERMO BBM 384 MDM 192 TD 23 Port 50 km 30 km 25 km Un port RS 232 Un port RS 232 Un port RS 232 Ports Pas de port RS 485 Un port RS 485 Un port RS 485 existants Pas de port RS 422 Un port RS 422 Un port RS 485 Tableau 11 Comparaison des modems Le modem ad quat doit avoir un port de 50 km Il doit comporter au moins un port RS 485 pour la liaison modem automate et un port RS 232 pour des raisons qu on va citer Puisque aucun des modems ne v rifie ces conditions on tait oblig chercher une solution ce probl me pour respecter les sp cifications techniques Pour r soudre le probl me de port on peut citer principalement deux solutions On met des modems en dos dos avant arriver la port e maximale figure 17 on installe un r p teur pour r g n rer le signal Puisque le prix du r p teur est moins cher que celui des modems on a voulu installer un r p teur Mais malheureusement cette solution n est pas support e par le cahier des charges On a pris alors d cision d adopter la solution indiqu sur la figure suivante figure 17 Connexion Connexion par la RS232 par la RS232 ou RS485 ou RS485 Modbus Ma tre TD 23 Figure 17 Modems en dos dos ENIS BEMAI Page 34 T l gestion d une ligne de m tr
79. ue la lecture cyclique des entr es et elle effectue l op ration d criture si une commande est pr sente REMARQUE La SNCFT exige dans le cahier des charges une distance de transmission vers les deux directions de 50 Km pour une ventuelle extension de la ligne 2 Choix du modem Le r le du modem est de transmettre les informations de l automate maitre vers les automates esclaves ou vice versa travers la ligne On a consid r une port e de transmission 50 km et un d bit de transmission de 2400 b s ENIS BEMAI Page 29 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN En g n ral le choix du modem est li plusieurs contraintes tels que Le d bit de transmission La port e maximale Lanature et le nombre des liaisons qu il supporte RS 232 RS 485 ou RS 422 Le co t La disponibilit Pour avoir la solution la plus adapt nous avons choisis en premier lieu trois diff rents modems dont notre choix final sera parmi eux 2 1 ETIC MDM 192 Le modem num rique MDM 192 permet un ensemble d quipements tels que les automates programmables d changer des donn es sur une ligne priv e 2 fils sur une distance importante MDIVI 192 Figure 14 Modem ETIC MDM 192 La transmission est de type half duplex point point ou multipoints sur une paire torsad e blind e jusqu 30 Km selon la qualit du c ble et le nombre de modems conn
80. us performants de cot communication ENIS BEMAI Page 35 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Nous avons choisie la marque GE Fanuc pour les raisons suivantes Disponibilit sur le march Tunisien Produit moins co teux pour des qualit s concurrentielles Les mod les d automates compacts sont extensibles Exp rience d velopp e avec les produits GE Fanuc au sein de l entreprise BEMAI License acquise pour les logiciels GE Fanuc utilis s Nous avons choisis comme automate maitre l automate PACSystems RX3i et comme automates esclaves VersaMax Micro 64 3 1 Automate Ma tre L automate PACSystems RX3i est le tout dernier n de la famille innovatrice PACSystems de contr leurs d automatisation programmable Il poss de un moteur de contr le unique et un environnement de programmation universel afin permettre un transfert des applications vers de multiples plateformes mat rielles L automate PACSystems RX31 offre un niveau plus lev de fonctionnalit s d automatisation dans un bo tier compact et rentable Le moteur de contr le du PACSystems offre une performance lev e sur plusieurs plates formes diff rentes ce qui donne aux constructeurs de mat riel et aux utilisateurs la possibilit de choisir l quipement qui convient exactement leurs besoins 25 Figure 18 GE Fanuc PACSystems RX3i ENIS BEMAI Page 36 T l gestion d une
81. utomate cible la nature de la m moire manipuler m moire de sortie en g n ral son adresse et son nouvel tat Si cette commande est envoy e le programme consulte la file d attente pour v rifier si d autres commandes se pr sentent A la fin du cycle on pr voie un retour l tape de lecture Etape 2 D tection d une commande criture Programmation de la requ te criture Activation de la CommReq criture Figure 30 Organigramme de l op ration criture Vv Envoid une requ te de lecture ou criture code fonction 8002 Cette fonction permet de consulter l tat des automates lecture ou bien d envoyer des commandes criture Afin d ex cuter l une ou l autre des ces fonctions on configure les registres d tats des blocs BLKMOV WORD ENIS BEMAI Page 57 T l gestion d une ligne de m tro par r seau d automates Majdi SLIMEN Les param tres configur s sont Letype de pointeur L adresse de pointeur de m moire Lecode de la fonction L adresse de l automate cible L adresse du premier mot Lenombre de mots envoyer Letype de m moire source Letype de m moire destination MUUDDE BLEMOV BLEMUV Mon i WORD WORD CD 7 IN1 Qh R01031 2 IN1 QE 201038 IN2 1 IN2 8 IN3 1 IN3 52 IN4 3 INA IN5 70 SINS INE 1 ING 8002 SIN n IN M00007 R 1031 Figure
82. ypes de m moires des variables et des blocs de programmation Il est utilis comme interface d exploration du projet Barre d outils contient des raccourcis de diff rentes fonctions telles que cr ation des nouveaux projets les fonctions d ditions copier coller Programmation c est l espace de programmation avec les diff rents langages de programmation tels que Grafcet et Instruction List Toolchest contient les blocs de fonctions pr tes configurer comme les fonctions math matiques de manipulations des variables les diff rentes Timers pour les diff rents langages de programmation Inspector donne une information sur la variable souhait e tels que son type son nom et sa valeur Feedback Zone contient les r sultats de compilation les erreurs commises avec leurs types et leurs positions Data watch donne information sur la variable souhait en cours de compilation Companion contient l aide sur la zone s lectionn Pour avoir de l aide d taill on peut consulter le InfoViewer qui est g n ralement cach derri re la zone de programmation 2 Relev des entr es et des sorties Afin de programmer chaque automate on a collect les entr es et les sorties de chaque station le nombre le type Nous avons utilis quelques documents et sch mas provenant de la SNCFT Une visite effectu par notre quipe nous a beaucoup aider dans le collecte des informations REMARQUE Il

Télégestion d`une ligne de métro par réseau d`automates Majdi

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