Les réseaux industriels utilisent-ils toujours RS-232 et RS-485?

La réponse à cette question est très certainement oui. Même si Ethernet est devenu la technologie de référence pour les réseaux industriels au début du XXe siècle, il est étonnant de constater à quel point les équipements dotés des anciens ports RS-232 ou RS-485 sont toujours utilisés. Un problème que nous commençons à remarquer, c’est que les ingénieurs plus jeunes ne sont pas formés sur ces technologies et que nombre des séniors prennent maintenant leur retraite. Dans cet esprit, j’ai pensé qu’un article couvrant certaines des bases des communications en série pourrait être utile.

RS-232

Il fut un temps où chaque ordinateur et périphérique possédait un port RS-232, soit un D-Sub à 25 ou 9 broches. Le port RS-232 est également devenu la norme sur pratiquement tous les automates, lecteurs et instruments industriels vendus dans les années 90.

Le problème majeur rencontré par la plupart des utilisateurs est de savoir si le port de leur équipement est configuré en tant que DTE (équipement terminal de données) ou DCE (équipement de communication de données). De manière générale, la plupart des PC et des terminaux de données sont des DTE et les modems ou les équipements de communication sont des DCE. Connecter un DCE à un DTE est simple - les broches 1 à 1, de 2 à 2, etc. Le problème se pose lorsque vous connectez un DTE à DTE: un câble croisé est alors nécessaire. Dans sa forme la plus simple, il y a 2-3 et 3-2 pour le signal principal TD et RD ; et 7-7 pour la masse. Une complication se produit cependant quand un mélange de connecteurs à 9 et 25 broches est utilisé - TD est sur la broche 2 du connecteur à 25 broches, mais la broche 3 de la version à 9 broches ;  et sur le signal de connexion à 9 broches est la broche 5. Cette confusion est la même depuis de nombreuses années.

Handshaking RS-232

La plupart du temps, trier les connexions entre la TD, la RD et la masse suffit pour que les communications fonctionnent correctement, mais parfois, il faut aussi une poignée de main à gérer. Les signaux de prise de contact ont été conçus à l'origine pour avertir un périphérique terminal-DTE qu'un modem-périphérique DCE n'était pas tout à fait prêt à envoyer des données ou que la mémoire tampon de données est saturée. Lorsqu'un terminal souhaite envoyer des données, il « lève » la ligne RTS (Request to Send) et attend que la broche CTS (Clear To Send) du modem soit « levée » à son tour. Dans de nombreux cas, une boucle locale fera l'affaire et garanti que les données sont envoyées.

Le principal problème de la norme RS232 dans un environnement industriel est qu’elle n’est conçue que pour connecter des périphériques distants de 15 m environ, ce qui est trop proche pour de nombreuses applications industrielles. De plus, la masse du signal est rarement isolée de la masse de l'appareil, des boucles de terre se créent souvent entre des équipements susceptibles d'affecter les données ou, pire encore, de les détruire. La solution à ces problèmes est venue avec les normes RS422 et RS485.

RS-422 ou RS-485?

Les deux normes, bien que distinctes, sont très similaires et la plupart des équipements les supportant, vous la verrez donc souvent écrite en RS-422/485. Les principes de base des deux normes étaient que les données sont codées différentiellement entre deux fils au lieu de faire référence à une masse de signal comme avec la RS-232. Cette méthode de communication de données permet de transmettre des données de manière fiable sur des distances allant jusqu'à 1,2 km. De plus, le circuit de transmission peut piloter de nombreux récepteurs permettant ainsi à un réseau multipoint. La différence la plus significative entre RS-422 et RS-485 réside dans le fait que, avec la RS-485, une seule paire de câbles est nécessaire pour un réseau multipoint.

Bien que 32 périphériques puissent être connectés à la fois sur une seule paire de câbles, un seul périphérique peut transmettre à la fois et cela doit être contrôlé par le protocole entre les périphériques - Modbus-RTU ou Profinet-DP étant le système le plus utilisé dans les applications industrielles.

 Pour tirer le meilleur parti des communications RS-422/485, certaines instructions d'installation simples doivent être suivies. La ligne à paire torsadée doit être terminée à chaque extrémité par une résistance de 120 Ohm. L’expérience montre qu’un simple circuit de polarisation à sécurité intégrée peut également maintenir la ligne dans un état connu quand aucun émetteur n’est actif sur les lignes.

Il est très courant qu'un PC disposant uniquement d'un port RS-232 ait besoin de communiquer avec un réseau de contrôleurs industriels disposant uniquement de ports RS-422/485. Dans ce cas, un convertisseur RS-232 à RS-422/485 est nécessaire. Lorsqu’on utilise uniquement des communications RS-422/485 à 2 fils, le PC doit pouvoir dire au convertisseur s’il doit émettre ou recevoir, et le signal RTS est souvent utilisé à cette fin. Les convertisseurs plus avancés n’avaient pas besoin d’être contrôlés. Ils pouvaient reconnaître le début et la fin d’un caractère et « allumer » ou « éteindre » l’émetteur en conséquence.

Espérons que cet article aidera une personne quelque part à sortir du pétrin face à une «vieille» technologie industrielle. Si vous souhaitez en savoir plus sur les technologies de communication plus anciennes, nous avons mis une copie électronique de notre ancien manuel de communication de données à télécharger sur les pages de support d'application, ainsi que de nombreuses autres ressources utiles.

Alan Bollard

Directeur 

Westermo UK