Fonction de passerelle Modbus

Présentation

Le Panel Server met en œuvre une fonction de passerelle Modbus. Elle peut traiter les requêtes reçues des clients Modbus TCP/IP connectés en amont de telle sorte que chaque client peut accéder simultanément aux données des équipements en aval connectés par :

réseau sans fil IEEE 802.15.4 (selon le modèle)
ou réseau câblé Modbus-SL (modèles Universal et Advanced)

Le nombre maximum d'équipements Modbus TCP/IP connectés à un Panel Server est de 128, parmi lesquels des appareils connectés physiquement au Panel Server et tout type d'équipement connecté à une passerelle enfant. Pour plus d'informations, voir Configuration maximale.

Le protocole Modbus échange des informations en utilisant un mécanisme de requête-réponse entre un client (anciennement maître) et un serveur (anciennement esclave). Le principe client-serveur est un modèle de protocole de communication dans lequel un équipement (le client) contrôle un ou plusieurs autres équipements (les serveurs). Par le passé, le client Modbus était appelé Maître et le serveur Modbus était appelé Esclave.

Disponibilité

Cette fonction est disponible sur Panel Server Entry, Universal et Advanced.

Fonction de passerelle Modbus

Le Panel Server met en œuvre ses propres registres Modbus (ID d'unité 255) pour fournir ses informations d'identification. La table de registres de Panel Server est décrite dans DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server - Modbus File.

Le Panel Server se comporte comme une passerelle transparente entre Modbus-SL et Modbus TCP/IP. Il convertit les requêtes Modbus TCP/IP reçues sur l'ID d'unité X en requêtes Modbus-SL envoyées sur l'ID de serveur X. Les réponses envoyées par les appareils en aval sont ensuite transmises en amont au client Modbus TCP/IP.

Par défaut, la passerelle Modbus prête à l'emploi utilise l'ID d'unité dans la requête Modbus TCP/IP en tant que ID d'unité / ID de serveur de l'appareil Modbus-SL physique.

Pour les appareils Modbus TCP/IP, lors de la mise en service, un ID de serveur virtuel est ajouté à un appareil Modbus TCP/IP pour permettre l'accès en cas de topologie séparée ou pour activer la fonction proxy Modbus TCP.

Le Panel Server met en œuvre un ensemble de tables de registres Modbus virtuelles par appareil sans fil IEEE 802.15.4 apparié. Chaque fois qu'un nouvel appareil sans fil est apparié au Panel Server, un ID de serveur Modbus virtuel lui est automatiquement affecté. L'ID de serveur virtuel 100 est affecté au premier appareil sans fil apparié. Chaque nouvel appareil sans fil apparié se voit affecter l'ID virtuel suivant, incrémenté automatiquement de 1 lors de chaque appariement. Pour plus d'informations sur les registres des appareils sans fil pris en charge, consultez le document DOCA0241EN EcoStruxure Panel Server - Modbus File.

Pour éviter les conflits entre les ID de serveur des appareils physiques Modbus-SL et les ID de serveur virtuel des appareils sans fil, il est possible de mettre à jour l'ID de serveur virtuel à l’aide du logiciel EcoStruxure Power Commission ou des pages Web Panel Server (sous Paramètres > Produits sans fil, choisissez un appareil connecté et modifiez la valeur du paramètre Modbus virtuel > ID de serveur virtuel).

NOTE: La fonction de passerelle Modbus ne doit pas être confondue avec une passerelle réseau ou un routeur. Le Panel Server ne réalise aucun routage et n'effectue aucun transfert au niveau de la couche réseau (IP).

Définition de l'ID d'unité/ID de serveur Modbus et de l'ID de serveur virtuel

Pour permettre à un client Modbus TCP/IP externe d'accéder à un appareil connecté au Panel Server, chaque appareil doit avoir un ID unique appelé ID de serveur virtuel.

L'ID de serveur virtuel est automatiquement affecté :

lorsqu'un appareil sans fil est connecté au ; Panel Server.
chaque fois qu'un appareil est créé et associé à un ID d'unité/ID de serveur.

L'ID d'unité/ID de serveur correspond à :

l'ID d'unité configuré de tout appareil connecté au port série RS485,
l'ID d'unité configuré d'un appareil Modbus TCP/IP connecté, ou
l'ID d'unité utilisé par une passerelle Modbus TCP/IP qui relie un appareil à un réseau Ethernet.

Le Panel Server utilise les règles suivantes pour affecter l'ID de serveur virtuel lorsqu'un appareil en aval est détecté ou ajouté :

Pour les appareils Modbus-SL, si l'ID de serveur physique/ID d'unité (ou adresse Modbus) n'est pas déjà utilisé comme ID de serveur virtuel par un autre appareil, il est affecté comme ID de serveur virtuel. Dans le cas contraire, le premier ID de serveur virtuel disponible entre 1 et 254 est affecté, à partir de l'identifiant 1.
Pour les appareils sans fil, le premier ID de serveur virtuel disponible entre 1 et 254 est affecté, à partir de l'identifiant 100.
Pour les équipements Modbus TCP/IP, le premier ID de serveur virtuel disponible entre 1 et 254 est affecté, à partir de l'identifiant 200.

IMPORTANT: Il est recommandé de définir une adresse physique Modbus comprise entre 1 et 99 pour les appareils Modbus-SL.

Compte tenu de cette recommandation, dans la plupart des configurations avec moins de 100 appareils Modbus-SL, moins de 100 appareils sans fil et moins de 48 appareils Modbus TCP/IP, l'ID de serveur virtuel est automatiquement affecté comme suit :

L'ID de serveur physique des appareils Modbus-SL est affecté comme ID de serveur virtuel et compris entre 1 et 99.
L'ID de serveur virtuel des appareils sans fil est compris entre 100 et 199.
L'ID de serveur virtuel des appareils Modbus TCP/IP est compris entre 200 et 254.

L'ID de serveur virtuel peut être modifié à l'aide du logiciel EcoStruxure Power Commission ou dans les pages Web du Panel Server (voir les paramètres Découverte Modbus). L'ID de serveur virtuel doit être unique.

Le logiciel EcoStruxure Power Commission et les pages Web du Panel Server fournissent les informations suivantes pour chaque appareil (reportez-vous à la section Ajout d'appareils Modbus) :

ID de serveur virtuel
Connexion :
- ID d'unité/ID de serveur pour les appareils Modbus-SL
- Adresse IP des appareils distants et ID d'unité/ID de serveur pour les appareils Modbus TCP/IP
- Code RF-ID pour les appareils sans fil
Type d'appareil, tel que défini dans les paramètres de l'appareil

Pour plus d'informations sur la gestion des conflits entre ID de serveur virtuel, reportez-vous à la section Exemple de conflit entre ID de serveur Modbus et résolution.

Pour des exemples d'utilisation de l'ID de serveur virtuel afin d'accéder aux données des appareils en aval en fonction de l'architecture de communication, reportez-vous à la section Exemples de routage Modbus.

Activation du service Modbus TCP/IP

Pour renforcer la sécurité de l'accès aux données et éviter tout accès malveillant aux données des équipements à partir d'une connexion en amont, le serveur Modbus TCP/IP peut être activé/désactivé au niveau de chaque interface (ETH1 / ETH2 (sauf modèle Entry) / Wi-Fi) dans les pages Web du Panel Server, sous Paramètres > Communication réseau > Services > Activation du service.

Ne désactivez pas le service Modbus sur le port ETH1, ETH2 ou Wi-Fi si l'interface est utilisée pour connecter un logiciel EcoStruxure Power Commission ou un logiciel de surveillance tel que SCADA.

Exemples d'architectures types pour lesquelles le service Modbus TCP/IP est désactivé pour la connexion en amont :

Architecture	Configuration du service Modbus TCP/IP
Panel Server connecté aux pages Web du Panel Server et à des appareils Modbus et sans fil	Pour autoriser l'accès uniquement à l'application en amont (comme un navigateur Web), il est recommandé de désactiver le service Modbus sur les ports Ethernet et le Wi-Fi. Cela évite tout accès malveillant aux appareils en aval.
Panel Server connecté au cloud et en mode séparé aux appareils Modbus et sans fil	Lorsque le réseau Ethernet est configuré en mode séparé, il est recommandé d'effectuer les opérations suivantes : Désactiver le service Modbus sur le port ETH1 du Panel Server pour éviter tout accès malveillant aux données des appareils en aval. Activer le service Modbus sur le port ETH2 du Panel Server pour permettre l'acquisition de données à partir des appareils en aval uniquement si vous devez connecter un client Modbus TCP/IP sur ETH2 via le logiciel EcoStruxure Power Commission.

Architecture

Configuration du service Modbus TCP/IP

Panel Server connecté aux pages Web du Panel Server et à des appareils Modbus et sans fil

Pour autoriser l'accès uniquement à l'application en amont (comme un navigateur Web), il est recommandé de désactiver le service Modbus sur les ports Ethernet et le Wi-Fi. Cela évite tout accès malveillant aux appareils en aval.

Panel Server connecté au cloud et en mode séparé aux appareils Modbus et sans fil

Lorsque le réseau Ethernet est configuré en mode séparé, il est recommandé d'effectuer les opérations suivantes :

Désactiver le service Modbus sur le port ETH1 du Panel Server pour éviter tout accès malveillant aux données des appareils en aval.
Activer le service Modbus sur le port ETH2 du Panel Server pour permettre l'acquisition de données à partir des appareils en aval uniquement si vous devez connecter un client Modbus TCP/IP sur ETH2 via le logiciel EcoStruxure Power Commission.

Conflit d'ID de serveur Modbus et résolution

Avec le mécanisme de détection et d'ajout ci-dessus, le Panel Server affecte toujours un serveur virtuel disponible et unique à chaque appareil.

Cependant, il est possible d'affecter le même ID de serveur virtuel à deux équipements lors de la mise en service.

Pour résoudre ce problème, mettez à jour l'ID de serveur virtuel pour l'un des deux appareils en choisissant un ID de serveur disponible.

Exemple de conflit entre ID de serveur Modbus et résolution

Dans l'exemple suivant, le Panel Server est utilisé comme passerelle avec les appareils suivants installés dans le tableau électrique :

Une centrale de mesure PM3250 communiquant via Modbus-SL et configurée avec l’ID de serveur 100
Un PowerTag Energy

Découvrez le conflit généré par la séquence suivante et comment le résoudre :

Connectez la centrale de mesure PM3250 configurée avec l’ID de serveur 100 au port de communication Modbus RS485 du Panel Server.
Mettez l'équipement Panel Server sous tension.
Depuis l'outil de surveillance connecté en amont, vous pouvez accéder aux registres Modbus du PM3250 en envoyant des requêtes Modbus TCP/IP à l'ID d'unité 100 du serveur Modbus de Panel Server.
Dans le logiciel EcoStruxure Power Commission, détectez le Panel Server et accédez à la page d'accueil du Panel Server sans passer par une découverte d’appareils Modbus-SL. Lancez une première détection des appareils sans fil depuis la fiche prévue à cet effet. Le capteur PowerTag Energy est détecté et apparié au Panel Server.

Résultat : Un ID de serveur virtuel égal à 100 est automatiquement affecté au capteur PowerTag Energy. Comme cet ID est identique à celui du PM3250, il y a conflit.
Si vous envoyez des requêtes Modbus TCP/IP à l'ID d'unité 100 du serveur Modbus du Panel Server :
- Les registres virtuels du PowerTag Energy sont disponibles.
- Vous ne pouvez plus envoyer de requêtes à la centrale de mesure PM3250.
- La centrale de mesure PM3250 est désormais masquée par l’appareil virtuel.
Pour résoudre le conflit, vous devez mettre à jour l'ID de serveur virtuel sur une valeur autre que 100, depuis la configuration des appareils sans fil à l'aide du logiciel EcoStruxure Power Commission.

Proxy Modbus TCP/IP

Le Panel Server peut agir en tant que proxy Modbus TCP pour un appareil Modbus TCP/IP connecté au Panel Server. Cette fonction permet de connecter simultanément plusieurs appareils à un appareil TCP/IP offrant une seule connexion TCP/IP.

Avec cette fonction, le système de communication en amont établit autant de connexions TCP/IP que l'exige le Panel Server. Il utilise pour cela l'ID de serveur virtuel de l'appareil Modbus TCP/IP géré par le Panel Server. Le Panel Server établit une connexion unique à l'appareil Modbus TCP/IP en aval.

Pour plus d'informations sur le routage Modbus et l'affectation des ID de serveur virtuel Modbus, reportez-vous à la section Exemples de routage Modbus.