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Comment tester la communication Modbus - Outil de débogage Modbus

Olga Weis Olga Weis

Modbus est un protocole de communication largement utilisé dans les systèmes d'automatisation industrielle, les installations de maison intelligente et les réseaux automatisés pour petits objets, tels que les entrepôts et les serres. Ce protocole facilite la connexion de différents types d'équipements à un ordinateur domestique. Des projets comme Arduino et Raspberry Pi ont considérablement renforcé l'intérêt pour la robotique et les tâches d'automatisation. Cet intérêt croissant a contribué à la montée en popularité de Modbus parmi les amateurs et les professionnels.

Table des matières

  1. Développement et test des dispositifs Modbus
  2. Logiciel efficace pour les tests Modbus
  3. Outil de débogage ModBus pour les systèmes d'automatisation

Dans cet article, nous discuterons des principales caractéristiques des solutions logicielles et matérielles disponibles pour les tests et le débogage de Modbus.

Développement et test des dispositifs Modbus


Les experts utilisent des outils logiciels et matériels spécialisés pour développer et déboguer les dispositifs Modbus RTU. Pour les dispositifs matériels, la solution la plus simple sera un convertisseur RS485/USB. Parmi tous les dispositifs de ce type, la solution la plus efficace est MOXA UPORT 1130/UPORT 1150. L'appareil est conçu pour être facile à utiliser et nécessite peu de compétences pour être assemblé. Il existe également des solutions plus complexes comme Ethernet/RS-485 (par exemple, NPORT de MOXA).

MOXA UPORT 1130/UPORT 1150

En pratique, lorsqu'il s'agit du développement de dispositifs Modbus RTU, la fonction esclave est plus souvent mise en œuvre. Les dispositifs esclaves comprennent divers capteurs, relais commandés, modules E/S, etc. Les dispositifs maîtres sont créés moins fréquemment. Dans les réseaux d'automatisation, la fonction maître est généralement assurée soit par un contrôleur, qui dispose déjà d'une pile Modbus implémentée, soit par un serveur OPC/système SCADA équipé d'un pilote Modbus.

Logiciel efficace pour les tests Modbus


Les tests peuvent être effectués à différents niveaux du développement des dispositifs Modbus. Les solutions logicielles et matérielles pour les tests Modbus varient en fonction de l'étape de développement et de l'objectif des tests.

Logiciel de test Modbus

Au cours du processus de développement, il peut arriver qu'un dispositif reçoive une demande et y réponde (cela peut être indiqué soit par les voyants de réception/transmission des paquets, si de tels éléments sont fournis dans la conception, soit détecté en utilisant un débogueur et en définissant un point d'arrêt), mais que les données ne soient pas affichées dans le terminal ou un autre programme spécialisé. Dans ce cas, un renifleur de port série dédié sera nécessaire.

Serial Port Monitor est l'un des meilleurs logiciels de test Modbus disponibles aujourd'hui. Cette solution Modbus peut facilement lire et enregistrer toutes les données série passant par les ports COM du système. La fonctionnalité avancée de l'application permet de capturer les données en temps réel afin qu'un développeur puisse résoudre tous les problèmes une fois qu'ils ont été détectés.

Cet outil de test Modbus peut fonctionner en mode terminal qui émule le transfert de données d'un port COM surveillé vers un dispositif inséré dans celui-ci. Cette option est particulièrement pratique pour le test de communication Modbus, car elle permet d'observer la réaction d'un dispositif particulier à une commande et à des données spécifiques.

Voici ce que notre client dit :

“J'ai utilisé ce logiciel et je l'ai trouvé incroyablement facile à utiliser. Il a répondu à toutes mes attentes. En tant qu'ingénieur en électronique, j'ai utilisé le logiciel pour analyser et communiquer avec mes dispositifs domestiques, tels que mon VMC. Je prévois de créer un module d'affichage et de contrôle en utilisant cette application. De plus, je l'ai utilisé au travail sur des équipements industriels. En tant que technicien de maintenance pour les équipements de détection et de surveillance de la radioactivité dans les centrales nucléaires développés par la société MIRION, nous utilisons un Serial Port Monitor pour tester les données Modbus.”
— AMBROSINI Frédéric

Le logiciel dédié est utile lorsqu'il est nécessaire non seulement de vérifier si un dispositif fonctionne (c'est-à-dire de répondre correctement aux demandes), mais aussi de mesurer le temps de défaillance.

La solution de test Modbus permet de consigner les flux de données entrants et sortants. De plus, toutes les données collectées peuvent être affichées sous différentes vues (tableau, ligne, vidage, terminal), ce qui facilite leur comparaison et analyse.

Logiciel de test Modbus
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Débogage des systèmes d'automatisation basés sur des dispositifs Modbus


Il existe bien plus de spécialistes qui déboguent les systèmes d'automatisation et les dispositifs prenant en charge le protocole Modbus que ceux qui développent ces dispositifs. Ainsi, en fonction des tâches spécifiques, les exigences pour le logiciel Modbus seront légèrement différentes.

Si un contrôleur doit être connecté à un seul dispositif esclave, vous pouvez établir une communication série en utilisant un convertisseur RS-485/USB, un PC et un logiciel ou terminal spécialisé. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de réaliser de longs tests suivis de l'analyse de nombreux fichiers journaux. Ainsi, la logique de fonctionnement et l'ensemble des outils ne différeront pas de ceux utilisés à l'étape de test du développement du dispositif esclave.

Dans le cas où vous disposez déjà d'un réseau de dispositifs prêt, les tâches suivantes peuvent être distinguées :

  • vérification de la fonctionnalité de tous les dispositifs du réseau (c'est-à-dire communication avec chaque dispositif séparé et vérification de la correction de sa réponse) ;
  • test de charge (identification de la capacité maximale de fonctionnement du dispositif). Il est recommandé de réaliser plusieurs sessions et d'analyser les données collectées pour détecter des défaillances, des non-réponses, des corruptions de données, etc.

Pour accomplir ces tâches, vous aurez besoin soit d'un terminal avec la possibilité de créer une liste de demandes, soit d'un outil spécialisé comme Modbus Poll, un simulateur maître Modbus qui permet de surveiller plusieurs esclaves Modbus et/ou zones de données simultanément.

Défis de communication Modbus

Certains dispositifs Modbus peuvent avoir des paramètres particuliers d'interface RS-485 (le nombre de bits de données, la parité et le nombre de bits d'arrêt). Les dispositifs avec des paramètres différents ne peuvent pas fonctionner dans le même réseau avec le même maître. L'outil le plus pratique pour tester et configurer ces dispositifs est un programme terminal qui permet de passer rapidement entre les paramètres de port préinstallés ou qui fonctionne avec plusieurs lignes simultanément.

Un autre défi consiste à assurer l'échange de données avec un dispositif utilisant un protocole différent de la spécification standard de Modbus RTU. Par exemple, le protocole de l'esclave peut être logiquement similaire à Modbus (structure de paquet, délais, etc.), mais utiliser certaines fonctions au-delà de la norme.

Dans ce cas, il sera judicieux d'utiliser soit Modbus Poll, qui permet de formuler des demandes arbitraires, soit un terminal qui prend en charge une fonctionnalité similaire.

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