8022 Bus de processus

CM2N8022fr
01.2004
Siemens Building Technologies
Building Automation
8022
DESIGO™ Modules E/S
Bus de processus
Dans la gestion technique de bâtiment, le bus de processus (en abrégé, P-Bus)
sert à relier les modules E/S et d'autres appareils avec raccordement P-Bus à des
unités de traitement local (UTL) avec P-Bus.
Domaines d'application
Connexion entre UTL et modules E/S à l'intérieur d'armoires (Panel-Bus) ou sur des
distances plus grandes à l'aide de :
• P-Bus standard jusqu'à 50 m
• P-Bus à distance jusqu'à 200 m
Fonction
Dans la gestion technique de bâtiment, le P-Bus est le dispositif de transmission de
données entre le niveau automation (UTL) et le niveau terrain (modules E/S avec appa-
reils périphériques raccordés). Le P-Bus alimente en outre les modules E/S.
U1
U2
T1
L
N
G
G0
G
G0
N1
∆p
∆p
8022Z01de
P-Bus
P-BusP-Bus
N1 UTL avec raccordement P-Bus
T1 Transformateur, 230 V~ / 24 V~
U1 Groupe de modules E/S avec sorties vers les appareils de l'armoire électrique
U2 Groupe de modules E/S avec sorties vers les appareils locaux externes

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Building Automation 01.2004
Technique
Le fonctionnement de la transmission de données sur le P-Bus à 3 fils est expliqué ci-
après. Les termes ”maître“ et ”esclaves“ remplacent respectivement, au niveau des
appareils, les termes "UTL" et "modules E/S".
Le maître envoie la condition de démarrage sur la ligne PC (ligne d'horloge pour la
synchronisation des télégrammes) à tous les esclaves. Une adresse des esclaves et
l'octet de fonctionnement sont ensuite envoyés sur la ligne PD (ligne de données).
L'octet de fonctionnement détermine si les données doivent être lues ou écrites.
Dans le cas d'un télégramme de lecture, le maître prend les données dans le module
de signalisation, mesure ou comptage adressé. Dans le cas d'un télégramme d'écri-
ture, il envoie les instructions à exécuter vers le module de commande ou de réglage
adressé.
Un télégramme comprend toujours cinq octets (= 40 bits) dans le cas d'un accès en
lecture ou en écriture. Ils sont transmis dans l'ordre suivant :
1er octet adresse du module E/S
2ème octet fonction, c'est-à-dire accès en lecture ou écriture
3ème octet donnée 1 le contenu et la structure des données dépendent
4ème octet donnée 2 de la fonction du module E/S
5ème octet vérification du télégramme : contrôle de redondance cyclique (CRC)
Direction des données au cours d'un cycle d'interrogation, pour la fonction :
7654321076543210765432107654321076543210
7654321076543210765432107654321076543210
8022D01fr
Lecture :
Ecriture :
Télégramme de 5 octets = 40 bits
Sens des données : du maître vers l'esclave
Sens des données : de l'esclave vers le maître
Adresse Fonction Données 1 Données 2 CRC
Adresse Fonction Données 1 Données 2 CRC
Le télégramme est terminé après le 40ème bit. Si la transmission a été correcte, un
accusé de réception (message retour positif) arrive. Dans le cas contraire (not-
Acknowledge), le télégramme est répété.
Avec la vitesse de transmission donnée de 62,5 kbaud (62 500 bit/s), il est possible de
transmettre plus de 1000 télégrammes par seconde.
Des signaux numériques sont transmis sur les lignes PD et PC du P-Bus. Les données
circulant sur PD sont des valeurs brutes binaires comprises entre 0 et 255. Elles n'ont
pas d'unité : la conversion en grandeurs physiques (valeur mesurée de la température
en °C, par ex.) s'effectue dans l'UTL.
Le P-Bus présente les propriétés suivantes :
• Transmission sérielle synchrone des données, par octets, avec synchronisation des
télégrammes par horloge maître (principe maître-esclave)
• Mode semi-duplex. Les données ne sont transmises que dans un sens à la fois :
émission ou réception
• Cycle d'interrogation 0,5 s (polling) : une transmission de données a lieu toutes les
0,5 s entre le maître (UTL) et chaque esclave (module E/S), indépendamment du
nombre d'esclaves raccordés.
Principe maître/esclave
Format des
télé
g
rammes
Terminaison du
télégramme avec
contrôle
Remarque
Signaux numériques
sur les li
g
nes PD et PC
Propriétés

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Udatas
Umckm
Udatam
Ubez
*)Esclave
Ulbez
*) diode de protection dans le bornier d'alimentation
G0
PU
PD
PC
Rli
g
ne
Maître
UTL Modules
E/S
Signaux de la ligne P-Bus
8022D03fr
PC Ligne d'horloge pour synchronisation des télégrammes
PD Ligne de données pour la transmission des télégrammes
PU Tension de référence pour PD et PC, ainsi que tension continue pour modules E/S
G0 Zéro du système, potentiel zéro de la tension de référence PU (parallèle au câble P-Bus à 3 fils)
Valeur caractéristique Désign. min. typ. max. Unité
Tension de référence Ubez 22 23,5 26 V
Chute de tension de la
ligne Ulbez 0 0,5 V
Emission de données par le maître
Signal BAS Udataml
UmckmL 6,6 8,0 V
Signal HAUT Udataml
UmckmL 00,4V
Emission de données par l'esclave
Signal BAS UdatasL 5,2 8,0 V
Signal HAUT UdatasH 0 0,1 V
Propriétés de la ligne
Longueur de câble :
− P-Bus standard
− P-Bus à distance 50
200 m m
Capacité du câble :
− P-Bus standard
− P-Bus à distance 100
43 pF/m pF/m
data Ligne de données
mck Ligne d'horloge (synchronisation)
mMaître
sEsclave
U Signal
L Niveau bas = log 1
H Niveau haut = log 0
Les niveaux des signaux Udata sur la ligne de données PD et Umck sur la ligne d'hor-
loge PC correspondent à une "logique négative" : pour "0" logique, le niveau de signal
est plus élevé que pour "1" logique. Les niveaux de signal typiques sont les suivants :
• "0" logique Udata = Ubez - niveau de signal HAUT = + 23,5 V– environ
• "1" logique Udata = Ubez - niveau de signal BAS = +16,5 V– environ
• Ubez = tension de référence sur la ligne PU
Si
g
naux P-Bus
Caractéristiques
électriques
Remarque

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UH
UL
MCK
t40*)1*)2*)
t3t4 tt12
*
)
= Numéro du flanc positif du signal d'horloge dans un télégramme
Fin du télé
g
ramme Début du télé
g
ramme
8022D04fr
Valeur caractéristique Désign. min. typ. max. Unité
Dernière impulsion posi-
tive d'un télégramme
(timeout)
t 1 *) 110 µs
Pause min. entre deux
télégrammes (idle) t 2 *) 25 µs
Impulsion d'horloge
HIGH dans un télé-
gramme
t 38µs
Impulsion d'horloge LOW
dans un télégramme t 48µs
Vitesse de transmission 62,5
62000 kBauds bits/s
*) Les temps t1 et t2 caractérisent la qualité du télégramme (Acknowledge = TRUE ou FALSE)
Exécution
Le P-Bus est constitué de trois lignes :
• PD, ligne de données servant à la transmission des télégrammes
• PU, tension de référence pour PD et PC, et tension continue pour les modules E/S
• PC, ligne d'horloge pour la synchronisation des télégrammes
La tension de référence de +23,5 V– environ sur la ligne PU est générée dans l'UTL.
Le potentiel zéro de cette tension est le zéro du système (= G0).
La tension d'alimentation 24 V~ est directement prélevée sur le transformateur de l'ar-
moire.
G est le conducteur de potentiel de la tension d'alimentation (= potentiel du système) et
G0 est le conducteur de neutre de la tension d'alimentation (= zéro de système).
Le schéma suivant représente les lignes du P-Bus et les lignes de tension d'alimenta-
tion 24 V~ telles qu'elles sont disposées sur la barrette E/S.
Déroulement du
télé
g
ramme
Caractéristiques
dynamiques
Structure du P-Bus
Tension de référence
PU
Tension d'alimentation
24 V~
Barrette E/S avec
bornier d'alimentation

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N1
T1
L
N
G
G0
G
G0
230V~ 24V~
PD
PU
PC
G0
G
GG0 PDPUPC
U1
X1
PDPUPC
P-Bus
8022V03_f
PD
PU
PC
G0
G
Ligne de données
Tension de référence
Ligne d'horloge
Zéro du système
Potentiel du système
depuis le
maître
depuis le
transfo
N1 UTL avec raccordement P-Bus
T1 Transformateur, 230 V~ / 24 V~
U1 Bornier d'alimentation PTX1.01
X1 Barrette E/S PTX1. ...
Indications pour l'ingénierie
Lors de l'étude, prendre en compte les longueurs totales admissibles des lignes du bus
(50 ou 200 m). Il faut inclure dans la longueur totale la somme de toutes les sections.
Le câblage des armoires voisines est admissible.
Si le P-Bus est réalisé à l'aide d'un câble rond (non blindé) à 3 brins, la longueur totale
maximale est de 50 mètres (= P-Bus standard). Si l'on utilise deux câbles blindés
(coaxiaux), la longueur du P-Bus peut être portée à 200 mètres (= P-Bus à distance).
Le P-Bus peut être divisé en une partie standard (avec câble rond, pour relier par ex.
l'UTL aux modules E/S dans la même armoire) et une partie à distance (avec câble
coaxial, pour des "ilôts de modules R/S" distants, par exemple).
Lorsque des P-Bus standard et à distance sont combinés, la longueur de la partie dis-
tante est fonction de la longueur de la partie standard et du nombre de modules E/S
raccordés. Un appareil compact E/S PTK1... correspond dans ce cas à 8 modules E/S.
Les deux parties du P-Bus peuvent être réparties en plusieurs sections de P-Bus ou
plusieurs ilôts de modules E/S.
Les longueurs de câble admissibles de P-Bus en cas de combinaison de P-Bus stan-
dard et à distance sont indiquées sur le schéma suivant.
Longueurs de câble
P-Bus
Combinaison de P-Bus
standard et à distance