durée : 6h
Centrale photovoltaïque supervisée via Modbus Centrale photovoltaïque supervisée via Modbus
Partie A : ModBus RTU - Mise en œuvre de capteurs de Courant
1. 1. P P RÉSENTATION RÉSENTATION
Une centrale photovoltaïque de production d'énergie électrique est supervisée par un réseau Modbus. Des capteurs de courant (Wago 789-620) relèvent les intensités de chaque chaîne de panneaux.
Un contrôleur Wago 750-849, disposant d'une carte RS-485 relève les intensités mesurées par chacun des capteurs.
Automate (Wago 750-849)
- Carte de communication RS-485 (750-653)
Modbus RTU (liaison RS485)
Capteur 2 :
Slave ID : 12
EthernetCapteur 1 :
Slave ID : 11
Capteur 3 :Slave ID : 13
Capteur 4 :Slave ID : 14
2. 2. P P RÉPARATION RÉPARATION
Q1) Rappelez les caractéristiques de la couche physique RS-485, et les apports par rapport à la RS- 232.
Q2) D'après la documentation du capteur (Wago 789-620), Indiquez quels doivent les positions des DIP-switchs pour chacun des capteurs.
Q3) Donnez les trames, sous forme hexadécimale, permettant de lire dans les capteurs.
Q4) Donnez le nombre de bits total échangés lors d'une question/réponse pour la lecture du courant.
Q5) Avec quel débit binaire (exprimé en Bauds, équivalent dans notre cas à des bits par secondes) communiquent ces capteurs ?
Q6) Déduire des deux réponse précédente la durée minimale nécessaire à une lecture.
Durée = [ Nombre total de bits échangés lors d'une question-réponse ] / [ Débit binaire ]
• Note : Il existe en réalité des "temps morts" dans la communication, ce qui nous imposera de majorer le temps précédemment défini.
Q7) Sur combien de bits est codée une variable de type « REAL » ? Q8) A combien de cases mémoires de type « WORD » cela correspond-il ?
Q9) Soient les variables I1, I2, I3 et I4 de type « REAL ». Proposez une déclaration pour ces quatre variables, de façon à ce qu’elles occupent dans le plan mémoire de l’API une zone la plus petite possible.
3. 3. C C AHIER AHIER DES DES CHARGES CHARGES
Le travail à réaliser consiste à créer une application sur le contrôleur Wago 750-849 permettant la lecture des courants délivrés par les capteurs de l'installation, et réaliser une interface graphique de visualisation qui doit permettre :
• D'afficher la valeur du courant (en ampères) mesuré par chacun des capteurs
• De représenter sur un graphe déroulant l'évolution des différents courants mesurés avec un historique de 20s
• D'activer un voyant d'alarme (H1) si l'écart entre 2 courants est supérieur à 0,5A pendant plus de 15s (signifie qu'il y a un ombrage persistant sur un panneau solaire). La désactivation devra se faire manuellement (appui sur S1).
• D'activer un second voyant d'alarme si le courant produit est inférieur à 3,5A en journée (entre 8h et 19h).
La désactivation devra se faire manuellement (appui sur S2).
Q10) En vous aidant des ressources ci-dessous, créez un projet Codesys répondant au cahier des charges ci-dessus. Pensez à valider les fonctionnalités de votre projet une par une.
• Documentation des capteurs de courant Wago 789-620
• Aide sur l'utilisation du configurateur Modbus de CoDeSys
• Document de prise en main de CoDeSys
• Cours
Partie B : ModBus TCP – Analyse de trames
1. 1. P P RÉSENTATION RÉSENTATION
On se propose d'étudier la supervision du site de production d'énergie photovoltaïque, à travers le protocole Modbus TCP. L’API est relié à un réseau Ethernet. Nous allons réaliser une pré-étude en définissant les trames Modbus TCP qui pourront être utilisées pour la mise en place d'une supervision de ce système.
Nous utiliserons pour cela le logiciel libre "Modscan32", qui permet d’émettre des trames Modbus TCP et de recevoir les réponses correspondantes.
2. 2. P P RÉSENTATION RÉSENTATION DE DE M M ODSCAN ODSCAN 32 32
Modscan 32 est un utilitaire gratuit permettant de simuler un client Modbus sur PC. Il peut s'avérer très utile (au même titre que d'autres logiciels équivalents) pour tester le matériel Modbus, valider les fonctions de communication lors de la mise en place d'un projet.
• Écran principal :
Adresse des données à lire.
!!! Attention : les adresses
commencent à '1' alors que les
Type de données Modbus à afficher
Quantité de données à
afficher
• Écran de connexion :
• Menu « Connexion » → « Connect »
« Remote TCP/IP Server » pour Modbus TCP :
« Com 1...10 » pour modbus série (RTU notamment) :
• « Setup » → « display options » pour choisir le format d'affichage :
3. 3. T T RAVAIL RAVAIL À À RÉALISER RÉALISER 1 Affichage des courants
1. Dans le projet Codesys précédemment réalisé : Stocker les valeurs des courants mesurés (du projet précédent) dans des adresses mémoires contiguës.
2. Relevez dans l’extrait du plan mémoire de l’API Wago 750 (cf cours de RLI Modbus) les adresses Modbus
Pour afficher les
trames
4. Visualisez, relevez et interprétez les trames de requête/réponse correspondantes en mode « traffic ».
2 Affichage des défauts
5. Relevez dans l’extrait du plan mémoire de l’API Wago 750 les adresses Modbus permettant d’accéder en lecture aux voyants H1 et H2 de votre platine.
6. Émettre une trame permettant de reporter l’état des voyants d’alarme du projet Codesys sur Modscan32.
7. Visualisez, relevez et interprétez les trames de requête/réponse correspondantes en mode « traffic ».
3 Acquittement des défauts
8. Dans le projet Codesys, définir deux variables « réseau » booléennes aux adresses %IX256.0 et%IX256.1, qui permettront d’acquitter à distance les défauts de l’installation.
9. Relevez dans l’extrait du plan mémoire de l’API Wago 750 les adresses Modbus permettant d’accéder en écriture à ces variables.
10. Sur Modscan32 : Émettre les requêtes de lecture permettant d’écrire ces valeurs.
11. Visualisez, relevez et interprétez les trames de requête/réponse correspondantes en mode « traffic ».
4 Programmation d’une IHM
A l’aide du tutoriel Vijeo Designer, programmez les fonctionnalités précédemment validées sur Modscan32, sur un écran tactile Magelis STU (celui-ci sera simulé) :
• Page d’accueil : cette page contient les liens vers les 2 autres pages : Page 1 : Courants, Page 2 : Défauts
• Page 1 : Affichage des valeurs numériques des courants
• Page 2 : Report des alarmes sur deux voyants, et acquittement des alarmes sur 2 touches
Q2) Créez un projet Vijeo designer, en choisissant la cible, et en définissant un équipement Modbus TCP correspondant à l’API Wago utilisé.
Q3) Créez la page d’accueil.
Q4) Créez la page 1.
Q5) Créez la page 2.
Q6) Chargez votre projet (simulation) et validez votre programme.
