Câblage des communications
Le contrôleur communique principalement via le protocole Modbus. Il peut également être configuré pour utiliser les protocoles de communications DMX512, BACnet et C-Bus. Voir les directives d’utilisation du contrôleur Powerlink NF3500G4, référence 63249-420-409 pour plus d’informations sur l’utilisation du contrôleur avec ces protocoles.
Modbus
Le contrôleur intègre de série les communications Modbus. Les modes secondaires ASCII et RTU sont pris en charge, ainsi que TCP/IP. Un ordinateur ou un système d’automatisation de bâtiments (BAS) peut être connecté à un contrôleur de l’une des manières suivantes :
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Une connexion locale temporaire via le port TCP/IP RJ45 du panneau avant.
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Connexion permanente, soit à un ordinateur local, soit à un ordinateur distant via un modem raccordé au port série RS232 ou RS485 du compartiment de câblage.
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Connexion permanente, soit à un ordinateur local, soit à un ordinateur distant via deux ports TCP/IP RJ45.
DMX512
Les contrôleurs intègrent de série le protocole de communications DMX512.
BACnet
Les modèles de contrôleur Powerlink répertoriés dans le tableau ci-dessous offrent une fonctionnalité de communications BACnet native. Ils peuvent être intégrés dans un système BACnet de deux manières :
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Ethernet (BACnet/IP)
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RS485 (MS/TP)
BACnet/IP
Les contrôleurs Powerlink peuvent être connectés directement à un réseau fédérateur Ethernet de sorte que le logiciel frontal BAS communique temporairement avec chaque contrôleur. Les contrôleurs BAS disposant d’une fonctionnalité Ethernet peuvent lire l’état et effectuer des tâches de commande, telles que le forçage ON/OFF des zones Powerlink, en communiquant sur le réseau Ethernet avec chaque contrôleur. Pour plus d’informations, se reporter aux sections Écran BACnet IP et Configuration BACnet/IP.
Réseau MS/TP (Primary-Secondary/Token Passing)
Les contrôleurs Powerlink peuvent être connectés à un BAS BACnet sur un réseau RS485. Le logiciel frontal BACnet BAS communique directement via Ethernet avec le contrôleur BAS, qui peut à son tour communiquer avec un réseau de contrôleurs Powerlink via des communications série.
Les contrôleurs Powerlink fonctionnent comme nœud principal sur un réseau MS/TP (adresse de dispositif 0-127).
C-Bus
Les bornes de câblage de communications série pour les connexions permanentes sont situées dans le compartiment de câblage basse tension du contrôleur. Connecter un câble de communications série au port RS232 à trois broches situé dans ce compartiment. Connecter l’autre extrémité du câble au dispositif d’interface de réseau C-Bus. La légende du connecteur se trouve sur le couvercle du compartiment de câblage.
Voir Détails des bornes de communications de classe 2 du contrôleur.
Schéma de câblage de communication C-Bus
Câble C-Bus – Référence de brochage RJ45
| Connecteur COM1 du contrôleur | Numéro de broche RJ45 | Désignation | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | DSR/RI | Jeu de données prêt / Indicateur d’appel | |
| 2 | DCD | Détection de porteuse | |
| 3 | DTR | Terminal de données prêt | |
| 4 | SGND | Mise à la terre du signal | |
| GRD | 5 | RD | Réception de données |
| TX | 6 | SD | Transmission de données |
| RX | 7 | CTS | Prêt à émettre |
| 8 | RTS | Prêt à transmettre |
Vue d’ensemble des communications
Le système Powerlink G4 contient deux niveaux de réseaux de communications, le sous-réseau et l’automatisation (voir Réseau de communications standard d’automatisation et de sous-réseau).
Le premier niveau de communications est le réseau de niveau dispositif appelé sous-réseau. Le sous-réseau connecte ces composants Powerlink G4.
Jusqu’à 16 bus de commande, pouvant être placés dans plusieurs panneaux de distribution, peuvent être commandés à partir d’un seul contrôleur. Le sous-réseau transporte les signaux de commande du contrôleur vers le bus de commande approprié, qui à son tour indique aux disjoncteurs appropriés de commuter à distance. Le contrôleur interroge également les bus de commande sur l’état des disjoncteurs commandés à distance via le sous-réseau. En plus de fournir le chemin de communications aux bus de commande, le câblage de sous-réseau fournit une source 24 V CC pour l’alimentation des bus de commande et l’alimentation nécessaire au fonctionnement des disjoncteurs à distance.
Le second niveau du réseau de communications connecte le système (un ou plusieurs contrôleurs) à des dispositifs tels que des ordinateurs, des modems ou un système de gestion de protocole avec les pilotes d’interface appropriés. Ce réseau de communications est appelé réseau d’automatisation.
Réseau de communications standard d’automatisation et de sous-réseau
Communications de sous-réseau
Un réseau de communications de sous-réseau est nécessaire chaque fois que plusieurs panneaux doivent être commandés à partir d’un seul contrôleur.
Composants de sous-réseau
Dans un réseau de sous-réseau, le panneau principal contient le contrôleur et le bloc d’alimentation. Les autres panneaux connectés au contrôleur sont appelés panneaux secondaires.
Les composants du câblage de communications du sous-réseau sont le contrôleur, le bloc d’alimentation, les bus de contrôle, les sélecteurs d’adresse secondaire et le câble d’interconnexion du bus secondaire.
Câblage des communications du système de sous-réseau
Câblage des composants de communications de sous-réseau
Câblage de sous-réseau
Le bloc d’alimentation, situé sur le panneau principal, est connecté à chaque sélecteur d’adresse secondaire dans une connexion en guirlande. Voir Détails du câblage de sous-réseau. Un seul est requis pour chaque panneau secondaire.
Le câblage du contrôleur au sous-réseau n’est pas nécessaire. La connexion entre le contrôleur et le bloc d’alimentation fournit les communications de sous-réseau pour le contrôleur.
Détails du câblage de sous-réseau
Sélecteur d’adresse secondaire
Le sélecteur d’adresse secondaire permet de définir l’adresse du panneau secondaire. Un interrupteur rotatif situé sur la face avant du sélecteur est étiqueté de 0 à 7, chaque numéro représentant une adresse unique. L’adresse 0 est réservée au panneau de distribution principal. Si le bloc d’alimentation ou le contrôleur est connecté à un bus de contrôle de sous-réseau, l’adresse 0 ne doit pas être utilisée comme adresse secondaire.
Sélecteur d’adresse secondaire
Seuls deux bus de commande peuvent être connectés à un sélecteur d’adresse secondaire. Si un deuxième bus de commande est situé dans le même panneau de distribution secondaire, un câble d’interconnexion de bus secondaire est nécessaire pour connecter le sélecteur d’adresse secondaire au deuxième bus. Pour un fonctionnement correct du système, toujours installer le sélecteur d’adresse secondaire sur le bus de commande gauche. Chaque sélecteur d’adresse secondaire doit également avoir sa propre adresse unique. Si plusieurs sélecteurs ont la même adresse, un fonctionnement incorrect peut en résulter.
Ensemble de sélecteur d’adresse secondaire
Conducteurs de sous-réseau
Le National Electrical Code® (NEC™) classe le câblage de communications du sous-réseau Powerlink G4 comme un circuit de classe 1. Les conducteurs doivent donc être dimensionnés et isolés de la tension de liaison du panneau de distribution. Pour répondre aux exigences de la classe 1, les conducteurs doivent être de calibre 18 AWG et installés dans un conduit ou une goulotte appropriée.
Quatre conducteurs sont nécessaires pour le sous-réseau. Deux conducteurs transportent l’alimentation 24 VCC aux barre-bus de commande, tandis que les deux autres sont utilisés pour le chemin de données. Les câbles autorisés sont des câbles de sous-réseau de calibre 18 AWG de classe 1 à quatre fils, tels que les câbles Général 236100, Belden 27326 ou l’équivalent.
La distance totale du conducteur entre le bloc d’alimentation et la barre-bus de commande la plus éloignée dépend de la tension d’alimentation. Les longueurs indiquées dans le tableau Distances de câblage maximales sont basées sur les tensions nominales.
Distances de câblage maximales
| Tension nominale* | N° de pièce du bloc d’alimentation | Longueur maximale de câble |
|---|---|---|
| 120 | 400 pi (122 m) | |
| 220 | 100 pi (30 m) | |
| 240 | 400 pi (122 m) | |
| 277 | 400 pi (122 m) |
À l’exception de la configuration des sélecteurs d’adresse secondaire, aucune configuration supplémentaire n’est requise pour la mise en service du réseau de communications de sous-réseau.
Communication par le réseau d’automatisation
Les contrôleurs Powerlink G4 sont équipés d’un réseau d’automatisation permettant de communiquer avec d’autres contrôleurs. Trois ports de communications sont disponibles sur le contrôleur : RS232, RS485 et Ethernet.
Le contrôleur est équipé de trois ports RJ485. Un port RJ45 est situé à l’extérieur sur la face avant du contrôleur. Ce port est utilisé pour connecter temporairement plusieurs contrôleurs NF3500 à un ordinateur en vue d’une configuration à l’aide du logiciel Powerlink LCS. Deux ports RJ485 sont situés à l’intérieur du compartiment de câblage de classe 2 et sont utilisés pour la connexion permanente des communications Ethernet.
Composants du compartiment de câblage du contrôleur
Détails des bornes de communications de classe 2 du contrôleur
RS485
Plusieurs contrôleurs peuvent être mis en réseau en câblant le système à l’aide du port RS485 des contrôleurs. Voir Câblage des communications d’automatisation RS485 pour une configuration type dans laquelle trois panneaux principaux sont affichés (chacun contrôlant son propre sous-réseau indépendant).
Jusqu’à 247 contrôleurs peuvent être connectés ensemble. Utilisrz un répéteur de ligne pour chaque groupe de 32 contrôleurs. Voir Distances maximales de câblage pour les communications pour les distances maximales de câblage à différentes vitesses de transmission.
Câblage des communications d’automatisation RS485
Distances maximales de câblage pour les communications
| Vitesse de transmission | Distances maximales | ||
|---|---|---|---|
| 1 à 8 contrôleurs | 9 à 16 contrôleurs | 17 à 32 contrôleurs | |
| 115 200 | 3000 pi (914 m) | 3000 pi (914 m) | 2000 pi (609 m) |
| 76 800 | 4000 pi (1219 m) | 4000 pi (1219 m) | 3000 pi (914 m) |
| 38 400 | 4000 pi (1219 m) | 4000 pi (1219 m) | 3000 pi (914 m) |
| 19 200 | 5000 pi (1524 m) | 4000 pi (1219 m) | 4000 pi (1219 m) |
| 9600 | 5000 pi (1524 m) | 5000 pi (1524 m) | 4000 pi (1219 m) |
| 4800 | 5000 pi (1524 m) | 5000 pi (1524 m) | 4000 pi (1219 m) |
| 2400 | 5000 pi (1524 m) | 5000 pi (1524 m) | 4000 pi (1219 m) |
| 1200 | 5000 pi (1524 m) | 5000 pi (1524 m) | 4000 pi (1219 m) |
Connexions du contrôleur RS485 avec DMX512
Un module principal DMX512 peut être connecté au contrôleur via le port interne RS485. Voir Configuration du câblage des communications DMX512. Voir les directives d’utilisation du contrôleur Powerlink NF3500G4, référence 63249-420-409 pour plus d’informations sur l’utilisation du contrôleur avec les systèmes DMX512.
Configuration du câblage des communications DMX512
| Usage | N° de broche du XLR à 5 broches | Fonction DMX512 | Contrôleur |
|---|---|---|---|
| Référence croisée | 1 | Liaison de données commune | COM 1 : blindage |
| Liaison de données principale | 2 | Données 1 – | COM 1 : NÉG (–) |
| 3 | Données 1 + | COM 1 : POS (+) | |
| Liaison de données secondaire (optionnelle) | 4 | Données 2 – | Non utilisé |
| 5 | Données 2 + | Non utilisé |
Caractéristiques de câblage des communications d’automatisation
Le National Electric Code (NEC) classe le câblage des communications d’automatisation comme un circuit de classe 2. Les conducteurs peuvent avoir un calibre compris entre 24 et 18 AWG et consister en un seul ensemble de conducteurs à paire torsadée avec blindage (Belden 9841 ou l’équivalent). La distance maximale de câblage ne doit pas dépasser 5000 pieds (1524 m) à 19 200 bauds pour huit contrôleurs. Voir Distances maximales de câblage pour les communications pour plus d’informations sur les distances maximales de câblage des communications à différentes vitesses de transmission.
Blindage et mise à la terre
Le blindage du réseau d’automatisation doit être mis à la terre en un seul point, généralement au niveau du convertisseur RS232/485 (voir Schéma de câblage RS485 alternatif).
Les circuits du contrôleur et le câblage de classe 2 associé sont isolés électriquement de toutes les tensions du système et de la terre. Le maintien de l’intégrité de cette isolation est important pour un bon fonctionnement et un bon rendement.
Les bornes d’entrée et la source d’alimentation auxiliaire du contrôleur font partie des circuits de classe 2. Les dispositifs externes connectés au contrôleur doivent respecter les exigences d’isolement et d’autres normes de câblage de classe 2. Ne pas connecterz le contrôleur à des sources de tension externes ni à la terre.
Les circuits de communications du réseau RS485 font également partie du circuit de classe 2. Dans la plupart des applications, le blindage de chaque câble de communications est interconnecté au niveau de la borne centrale du connecteur de communications. Cette connexion garantit que les contrôleurs en réseau sont reliés ensemble à un potentiel de référence commun. Le blindage doit être mis à la terre en un seul point du système. Une mise à la terre du blindage en plusieurs points créerait une « boucle de mise à la terre » susceptible de perturber les communications ou d’endommager les circuits du contrôleur.
Schéma de câblage RS485 alternatif
Un schéma de câblage RS485 alternatif avec un troisième fil de référence est préférable dans certaines applications :
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Lorsque la connexion des circuits d’entrée de classe 2 à la terre ne peut être évitée.
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Lorsque l’isolation d’un dispositif externe de la terre est minimale.
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Lorsque le contrôleur est installé sur un réseau avec des dispositifs non isolés.
Cette méthode à trois fils utilise un fil (ou paire de fils) de référence séparé pour interconnecter la borne centrale de tous les connecteurs de communications. Voir Schéma de câblage RS485 alternatif.
Le blindage doit rester isolé du contrôleur et ne doit pas être connecté à ce point. Il faut au contraire interconnecter les blindages à l’aide d’un connecteur de fils.
Connectez le blindage à la terre en un seul point.
Communications série RS232
Outre le port de communications RS485, le contrôleur dispose d’un port RS232 pour la connexion directe à des ordinateurs, des modems ou autres dispositifs qui prennent en charge les communications Modbus ASCII ou RTU (voir Connexions série du contrôleur RS232).
Comme il s’agit d’une connexion RS232 directe, aucun convertisseur n’est requis. Cependant, la longueur totale du câblage RS232 ne doit pas dépasser 50 pi (15 m).
Connexions série du contrôleur RS232
Connexion RS232 à un ordinateur
Pour établir la connexion série à l’aide du port RS232 du contrôleur, utiliser un connecteur DB-9 à 9 broches RS232 standard et un câble série. Voir Connexions de communications série à l’aide du port COM RS232 du contrôleur pour les informations de connexion du câblage.
Connexions de communications série à l’aide du port COM RS232 du contrôleur
Installation de la barrière de classe 2
Toutes les connexions au compartiment de câblage du contrôleur sont classées comme circuits de classe 2. Ces circuits doivent donc être séparés des circuits de classe 1, d’éclairage électrique et d’alimentation. Il existe deux façons de séparer le câblage. La première consiste à maintenir un espacement minimum entre les circuits. La seconde consiste à installer une barrière de classe 2.
Une barrière flexible est fournie avec le contrôleur. La barrière assure la séparation des circuits dans les situations où le maintien d’un espacement minimum n’est pas praticable.
Aucun montage n’est nécessaire pour fixer la barrière de classe 2 au contrôleur.
Suivre les précautions et instructions de sécurité ci-dessous pour installer la barrière de classe 2.
 DANGER |
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Risque d’électrocution, d’explosion
ou d’arc électrique
Le fait de ne pas suivre ces instructions entrainera des blessures graves, voire mortelles.
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Couper toute alimentation de ce dispositif et de l’équipement dans lequel il est installé. Vérifier que l’alimentation est coupée à l’aide d’un dispositif de détection de tension correctement étalonné.
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Retirer le couvercle du compartiment de câblage en appuyant sur la languette de retenue (ou à l’aide d’un petit tournevis), puis glisser le couvercle vers le haut et vers l’extérieur du contrôleur (voir Installation de la barrière de classe 2).
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Retirer le bouchon du conduit en le tirant vers le bas pour l’extraire.
Installation de la barrière de classe 2
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Passer l’attache de câbles en option (fournie) dans les trous du contrôleur (voir Fixation de la barrière de classe 2).
Fixation de la barrière de classe 2
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Repérer une découpe sur le dessus du panneau de distribution près du contrôleur, puis la retirer. Si aucun conduit n’est utilisé, poser un raccord à l’endroit où la découpe a été retirée. Cela protège les fils qui pénètrent dans le panneau de distribution.
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Tirer les fils de classe 2 à l’intérieur du panneau de distribution par le trou pratiqué.
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Déterminer la longueur de la barrière en mesurant la distance entre l’endroit où les fils pénètrent dans le panneau de distribution et le compartiment de câblage du contrôleur.
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Couper la barrière légèrement plus longue que la longueur mesurée pour laisser suffisamment d’espace entre la barrière et le compartiment de câblage.
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Insérer les fils dans la barrière et la glisser jusqu’au trou du panneau de distribution.
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Couper les fils à la longueur requise et les terminer en respectant les exigences de câblage d’entrée et de communications décrites dans les sections Câblage d’entrée et Câblage de sous-réseau.
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Facultatif : Fermer l’attache de câbles autour de la barrière pour fixer les fils et la barrière au contrôleur.
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Positionner le couvercle sur le compartiment de câblage et le pousser pour l’enclencher.