Neutron Modbus RTU/TCP — manuel d’intégration

CloudScale Neutron NS et Neutron NT fournissent une interface Modbus pour lire les données de pesage, états, I/O numériques et données de calibrage, et exécuter certaines commandes de balance. Elle est destinée aux intégrations PLC, SCADA, HMI, MES et aux logiciels spécifiques.

Neutron prend en charge les variantes de transport Modbus suivantes :

Fonctions et zones de registres disponibles constituent la même interface logique pour Modbus TCP et Modbus RTU, sauf que TCP utilise un Unit Identifier uniquement lorsque le client ou la passerelle l’exige.

Important : les paramètres de communication, comme ceux du port série et du réseau, doivent être configurés dans Neutron avant la connexion du maître Modbus. L’appareil utilise l’adresse Modbus définie par MBA.

Modbus TCP est disponible par la connexion réseau de Neutron. Utilisez l’adresse IP attribuée et le port TCP 502. La communication TCP ne nécessite pas de configuration de ligne série.

Pour utiliser Modbus TCP, sélectionnez Modbus TCP dans les interfaces de communication de la balance (paramètre SCI). Modbus TCP peut fonctionner avec d’autres interfaces, par exemple RS-232 pour communiquer avec un ordinateur par CSCP.

Lorsque plusieurs valeurs SCI sont indiquées, configurez les interfaces selon la configuration de communication Neutron choisie. Après modification, redémarrez la communication ou l’appareil si le menu de configuration l’exige.

Pour une installation industrielle stable, Ethernet est recommandé dès qu’un réseau filaire est disponible. Wi-Fi ajoute une latence dépendante du réseau et doit être évalué dans l’environnement d’application.

Modbus RTU peut utiliser RS-232 ou RS-485. Les réglages série du maître Modbus doivent correspondre à ceux configurés dans Neutron. L’identifiant esclave Modbus est défini par MBA, avec 1 par défaut.

Pour utiliser Modbus RTU, choisissez Modbus RS-232 ou Modbus RS-485 dans les interfaces de communication de la balance (paramètre SCI).

Respectez toujours le marquage des bornes Neutron et le schéma fourni avec l’appareil. Les fabricants ne désignent pas toujours la polarité RS-485 de la même façon ; en l’absence de communication, vérifiez la polarité A/B et la configuration du maître.

Ce manuel utilise la notation de référence Modbus conventionnelle (par exemple 40101). De nombreux outils clients utilisent des adresses de départ à base zéro. Dans ces outils, retirez le premier chiffre de zone de registre et soustrayez 1 de l’adresse de référence.

Vérifiez la convention d’adressage du maître Modbus avant la mise en service. Un décalage d’un registre est la cause la plus fréquente de mauvaise interprétation des données.

Exemple : si le champ de position décimale indique 2 décimales, la valeur signée 32 bits 12345 représente 123.45 dans l’unité active. L’unité figure dans le registre 40113 et est aussi codée dans le registre de configuration des sorties/état.

Les écritures sur les sorties commandées par une fonction configurée sont rejetées. Les sorties de tolérance et de dosage en sont des exemples typiques.

La carte principale permet aux maîtres simples d’obtenir le poids net ou brut et les états essentiels dans une petite plage de registres contigus.

Pour les applications nécessitant tous les états de sortie, utilisez le registre 40115. Utilisez 40116 pour déterminer les sorties actuellement réservées par la fonction active.

Écrivez un code de commande dans le registre de maintien 40232. Écrivez le paramètre facultatif dans 40233 avant d’émettre la commande. L’état de commande est lisible dans 40231. Le code 0 efface la protection antirépétition et permet de réexécuter la même commande.

Raccourci : écrire le code de commande dans le registre de maintien 40001 exécute aussi la commande. Pour une intégration prévisible, les registres étendus 40232 et 40233 sont recommandés, surtout lorsqu’un paramètre est nécessaire.

Exemple : pour activer DO1 et DO3 avec le code 25, écrivez le masque binaire 000101 (décimal 5) dans 40233, puis 25 dans 40232. Vérifiez le résultat par le registre 40115 ou les bobines 1..6.

Le calibrage s’effectue par les registres de maintien. Les données de calibrage réussies sont enregistrées en mémoire flash. En cas d’échec, les données modifiées ne sont pas sauvegardées.

Le point 1 commence à 40310 (début à base zéro 309). Chaque point utilise huit registres. Le registre initial du point N est 40310 + ((N - 1) x 8).

Exemples : point 1 = 40310-40317 ; point 2 = 40318-40325 ; point 3 = 40326-40333 ; point 8 = 40366-40373.

Registre d’indicateurs 40384 : le bit 0 détermine si la stabilité est requise. La valeur 0 exécute immédiatement ; la valeur 1 exige une moyenne ADC stable. Tous les autres bits sont réservés.

Le micrologiciel ne traite le calibrage que lorsque le registre déclencheur 40385 passe à une valeur non nulle. Utilisez la séquence suivante pour chaque commande de calibrage :

Sécurité : calibrage, mise à zéro, tarage et commande des sorties peuvent affecter le résultat de pesage et les machines connectées. Appliquez un contrôle d’accès, validez les commandes dans l’application hôte et assurez la conformité de toutes les opérations aux exigences métrologiques et de sécurité des machines applicables.

Ce chapitre décrit l’interface CHECKWEIGHER de base, carte des registres version 1. Elle permet la lecture de l’état du processus et du dernier résultat terminé, le choix d’une recette existante, la configuration du démarrage automatique et START / STOP / STOP NOW / RESET. L’édition de recettes, la configuration des filtres, le choix d’application, l’affectation I/O et le flux détaillé de débogage sont exclus. Configurez-les avec l’interface de réglage normale avant d’utiliser ce bloc.

La carte est identique sur Modbus TCP et les interfaces Modbus RTU activées. Utilisez un seul client/maître de commande ; d’autres lecteurs peuvent surveiller les données. Une boîte de commandes unique est partagée entre tous les transports, pas une par client. N’utilisez pas de requêtes de diffusion pour cette interface. Avant toute commande, lisez le bloc et vérifiez application=4 (CHECKWEIGHER), le canal et la validité de l’instantané.

Les adresses ci-dessous sont des adresses PDU à base zéro. Pour les clients utilisant la notation 4xxxx, référence = 40001 + adresse : l’adresse 400 correspond à 40401 et 480 à 40481. Lisez par la fonction 03 (ou 04). Écrivez les commandes uniquement par la fonction 16 (0x10), à partir de 480 et sur exactement huit registres. La fonction 06 et les écritures partielles sont rejetées. Les registres de résultat/état sont en lecture seule. L’intervalle entre blocs de lecture et d’écriture n’est pas lisible.

Lisez l’adresse 400, nombre 48, pour obtenir état, acquittement de commande et dernier résultat en une requête. Vous pouvez aussi lire 400/nombre 24 pour l’état ou 424/nombre 24 pour le résultat. Toutes les valeurs 32 bits ont le mot de poids fort en premier ; chaque registre respecte l’ordre Modbus standard, octet de poids fort en premier. Ne divisez pas une valeur 32 bits entre requêtes distinctes.

L’état et le dernier résultat sont copiés sous verrou du processus. Chaque réponse contient un instantané cohérent ; la suivante peut voir des données plus récentes. RESULT_SEQ, RESULT_ID, DECIMALS et UNIT appartiennent au résultat stocké, pas à la recette sélectionnée actuellement. Avant le premier résultat, le bit 0 est à zéro : n’interprétez pas les champs remplis de zéros comme un produit réel de masse nulle. La lecture ne consomme ni n’efface jamais un résultat.

Exemple : W high=0x0000, low=0x07D1 donne l’entier signé 2001. Avec DECIMALS=1 et UNIT=0, la masse est 200.1 g. Les valeurs négatives utilisent le complément à deux 32 bits. Si la conversion dépasse INT32 ou si la valeur de la balance n’est pas représentable, le bit de validité correspondant est à zéro, ses registres numériques sont nuls et le bit 3 est à un. Le résultat produit d’origine n’est pas modifié.

Pour COMMAND 2, 3 ou 4, CHANGE_MASK, RECIPE_ID et AUTOSTART doivent tous être 0. Les réglages peuvent être combinés avec COMMAND 0 ou 1. Sélection de recette et changements de démarrage automatique nécessitent un processus arrêté et vidé. START sans bit de changement de recette lance la recette actuellement sélectionnée. Choix de l’application et création de recettes restent hors du périmètre Modbus.

La trame complète est validée avant acceptation. Aucune écriture partielle du bloc de commande ne prend effet. Une réponse normale de fonction 16 signifie l’acceptation dans la boîte, pas la réussite de START. L’exécution passe par la boucle principale existante. Interrogez jusqu’à ce qu’ACK_ID corresponde à l’identifiant soumis et que COMMAND_STATE soit DONE ou ERROR. BUSY peut être trop bref pour être observé ; n’exigez jamais de l’avoir vu avant d’accepter DONE.

Gardez une seule requête en cours. Si l’écriture expire, relisez BOOT_ID, REQUEST_ID et ACK_ID. Si le jeton de démarrage est inchangé, retransmettez si nécessaire exactement les huit mêmes mots. Une répétition de la dernière requête acceptée avec des données identiques est acquittée sans réexécution, qu’elle soit en attente ou terminée. Le même identifiant avec d’autres données, les identifiants sautés/anciens, un autre jeton de démarrage ou une requête pendant BUSY sont rejetés. Après redémarrage, resynchronisez-vous avec le nouveau jeton et l’état actuel ; ne rejouez pas automatiquement un ancien START.

Seule la dernière requête est conservée pour détecter les doublons ; aucun journal persistant des commandes n’existe. Redémarrer le réseau sans redémarrer l’appareil ne vide pas la boîte. Ce protocole suppose un PLC de commande unique ; il n’arbitre pas les émetteurs concurrents. Jeton de démarrage et compteur évitent les répétitions accidentelles, pas les accès non autorisés.

La sélection de recette est appliquée d’abord, le démarrage automatique ensuite, puis la commande. Syntaxe, plage d’identifiants et validité de la recette sont vérifiées avant de modifier les réglages. Une erreur flash peut néanmoins laisser un réglage antérieur appliqué. APPLIED_MASK indique exactement quels réglages ont réussi. Par exemple, la recette 25 et AUTOSTART=1 peuvent être enregistrés alors que START est refusé parce que CONS est inactif : COMMAND_STATE=ERROR, COMMAND_ERROR=11, APPLIED_MASK=3. Les réglages ne sont pas annulés. Relisez ACTIVE_ID et AUTOSTART avant de décider quoi réessayer.

Les codes ci-dessous appartiennent à COMMAND_ERROR et ne doivent pas être confondus avec les erreurs de processus/produit. Une écriture rejetée au niveau transport ne change ni la boîte ni ACK_ID. Adresses illégales, écritures en lecture seule, partielles et plages de blocs non prises en charge retournent l’exception Modbus 02. Une écriture de commande de huit mots correctement adressée avec données, jeton, séquence ou état de boîte invalide retourne l’exception 03.

STOP DRAIN n’accepte pas de nouveaux produits et termine les produits et événements de sortie déjà acceptés. Son acquittement DONE signifie que l’arrêt est demandé ; STATE=5 confirme son achèvement. STOP NOW annule les produits/événements ouverts et désactive les sorties du processus. STOP ne remplace pas RESET lors d’un défaut bloquant. RESET revérifie la balance et les conditions préalables sans lancer le convoyeur ; si la cause persiste, il échoue. Toutes les commandes utilisent les verrouillages normaux de la trieuse. Un résultat est une mesure, pas une confirmation de l’actionnement physique du dispositif de rejet.

AUTOSTART est le réglage CWAUTO persistant, 0 par défaut. L’activer ne démarre pas immédiatement ; combinez-le avec COMMAND=1 pour un START immédiat. Au prochain démarrage, l’application CHECKWEIGHER doit être sélectionnée, la mise à zéro initiale activée et réussie, et la dernière recette permanente active valide disponible. Les contrôles START normaux restent applicables. Un échec au démarrage n’est pas réessayé si une entrée change ensuite. STOP, PAUSE manuels ou défauts ne déclenchent pas de redémarrage automatique. Une valeur inchangée n’entraîne pas de nouvelle écriture des réglages.

AUTO_STATE : 0 DISABLED ; 1 WAIT_ZERO ; 2 ZERO_DISABLED ; 3 ZERO_FAILED ; 4 NO_PRODUCT ; 5 STARTED ; 6 START_FAILED ; 7 CANCELLED ; 8 INACTIVE ; 9 INIT_FAILED. AUTO_ERROR est le code du START refusé au démarrage. C’est le résultat de la tentative au démarrage ; STATE et PROCESS_ERROR décrivent le processus actuel.

Exemple 1 — tout lire : fonction 03, début PDU=400, nombre=48 (référence 40401). Vérifiez MAP_VERSION=1, APPLICATION=4 et SNAPSHOT_VALID=1. Enregistrez BOOT_ID et ACK_ID. Aucune commande n’est nécessaire pour lire.

Exemple 2 — choisir la recette 25, activer le démarrage automatique et START en une écriture. Supposez BOOT_ID=0x12345678 et ACK_ID=0. Écrivez par fonction 16, début PDU=480, nombre=8, avec les mots décimaux : [1, 3, 25, 1, 0, 1, 4660, 22136]. Les mots de démarrage sont illustratifs : copiez-les toujours depuis l’appareil. Attendez ACK_ID=1 et COMMAND_STATE=2, puis vérifiez STATE=2 (RUN). Si COMMAND_STATE=3, examinez COMMAND_ERROR et APPLIED_MASK.

Exemple 3 — STOP DRAIN. Après achèvement de la requête précédente, envoyez [2, 0, 0, 0, 0, 2, 4660, 22136]. Attendez ACK_ID=2. DONE confirme l’acceptation ; continuez à interroger jusqu’à STATE=5 (STOPPED). Les produits en attente peuvent encore produire des résultats pendant DRAINING.

Exemple 4 — changer seulement la recette après arrêt : [0, 1, 26, 0, 0, 3, 4660, 22136]. Cela ne change pas le démarrage automatique et ne démarre pas. Démarrez ensuite avec [1, 0, 0, 0, 0, 4, 4660, 22136].

Exemple 5 — réinitialiser un défaut corrigé : COMMAND=4 avec mask/recipe/autostart=0, l’identifiant de requête suivant et BOOT_ID actuel. Attendez un acquittement réussi ; émettez un START distinct si nécessaire. Ne répétez pas RESET sans diagnostiquer le défaut.

Logique PLC cyclique suggérée (pseudocode Structured Text ; adaptez les noms des blocs Modbus à votre PLC) :

ReadHoldingRegisters(Start := 400, Count := 48, Data := Rx);
BootId := JoinUInt32(Rx[1], Rx[2]);
AckId := JoinUInt32(Rx[18], Rx[19]);
IF BootId <> SavedBootId THEN
    SavedBootId := BootId; HaveSeenResult := FALSE;
    (* Resynchronise command handling; do not replay old START. *)
END_IF;
IF (Rx[15] = 1) AND ((Rx[27] AND 1) <> 0) THEN
    Seq := JoinUInt32(Rx[24], Rx[25]);
    IF NOT HaveSeenResult OR (Seq <> SavedSeq) THEN
        SavedSeq := Seq; HaveSeenResult := TRUE;
        IF ((Rx[27] AND 2) <> 0) AND (Rx[29] <> 65535) THEN
            Mass := SignedInt32(Rx[30], Rx[31]) / Power10(Rx[28]);
        END_IF;
        Samples := Rx[40]; ProductResult := Rx[38];
        (* Process this snapshot once, including invalid/rejected products. *)
    END_IF;
END_IF;

NS concerne le dernier produit terminé et reste inchangé jusqu’à un nouveau résultat. Le bloc du dernier résultat n’est pas une file : si deux produits se terminent entre interrogations, le résultat intermédiaire n’est pas récupérable par cette carte de base. Surveillez SEQ et choisissez un intervalle d’interrogation inférieur au plus court intervalle produit. Après reconnexion, décidez si le premier résultat disponible doit être enregistré comme instantané récupéré ou servir seulement de référence initiale. Cette interface ne garantit pas une piste d’audit pour chaque produit.