Supervision informatique et industrielle via le protocole Modbus – comment ça marche ?

Les logiciels de supervision informatique et industrielle s’appuient généralement sur le protocole de supervision Modbus. Il s’agit du protocole qui permet de communiquer avec les automates programmables industriels (API). À l’instar de ces derniers, ce type de logiciels de supervision est très utilisé dans des domaines comme l’industrie, le bâtiment ou encore l’énergie. Les logiciels de supervision informatique Modbus ont pour objectif de détecter les problèmes et dysfonctionnements qui surviennent au niveau du système ou de l’installation industrielle surveillée. Ce sont eux aussi qui alertent en urgence les techniciens d’astreinte ou les administrateurs réseau d’éventuels problèmes.

Modbus, pour sa part, est un protocole de communication indispensable dans le Machine-to-machine. Réputé pour être très fiable et facile à intégrer, sa mission consiste à permettre la connexion ou la communication entre plusieurs équipements automatisés (automates programmables industriels) et un ou des unités de supervision. Un ordinateur par exemple ! Dans cet article, nous allons voir comment fonctionne la supervision informatique et industrielle via le protocole Modbus et tenterons aussi de comprendre comment les alarmes et les messages d’alerte sont diffusés. Mais d’abord, voyons ce qu’est exactement le protocole Modbus et les fameuses API.

Qu’est-ce que le protocole Modbus ?

Créé à la fin des années 1970, le protocole Modbus est destiné à la supervision et au contrôle des équipements d’automatisation via des ordinateurs. Ces équipements d’automatisation peuvent être des automates programmables industriels, des contrôleurs logiques programmables et bien d’autres encore. Si vous utilisez des appareils de mesure et de contrôle qui doivent transmettre des signaux vers un contrôleur central pour récupérer des données et les analyser, les automates présentes dans nos armoires électriques par exemple, sachez que c’est Modbus également qui permet ce genre de communication entre machines.

Le protocole MODBUS est une structure de messagerie largement utilisée pour établir une communication maître-esclave entre des appareils intelligents. Dans le schéma, l’automate est le maitre et tous les autres équipements du réseau sont les esclaves. Dans l’exemple d’une installation électrique, l’automate sera bien évidemment le maitre. Et les équipements connectés à ce réseau tels que les ampoules et autres sont les esclaves. Par là, Il faut aussi comprendre que la communication est possible seulement dans un sens dans le cas d’une communication série, la plus répandue dans nos équipements. Oui, car Modbus propose aussi d’autres types de communication. 

Pour finir cette brève présentation, sachez que le protocole MODBUS est traditionnellement implémenté en utilisant RS232, RS422 ou RS485. Ces derniers sont une norme standardisant une voie de communication de type série. On les connaît surtout sous le terme de « port série ». Les anciens PC en possédaient tous avant qu’ils ne soient progressivement remplacés par le fameux port USB.

Les deux principales utilisations du protocole Modbus

Nous l’avons dit, le protocole Modbus permet les échanges de données entre les différentes machines d’un réseau. S’il y a échange de données, cela signifie que les différents éléments qui composent le réseau communiquent entre eux, grâce au protocole Modbus. En tout, il existe trois types de Communication MODBUS : Communication MODBUS Série (ou mode RTU), Communication MODBUS TCP/IP et enfin Communication via Modbus Plus (ou Modbus+). Mais ce sont surtout les deux premières qui vont nous intéresser étant donné qu’elles sont les plus utilisées :

1. La communication MODBUS Série est une liaison série de type RS-422. L’automate est le maitre et le reste des équipements du réseau sont les esclaves.
2. Communication MODBUS TCP/IP. Ici le protocole Modbus est utilisé via TCP/IP avec Ethernet. Avec ce type de communication, plusieurs équipements peuvent communiquer entre eux via un réseau Ethernet. Par le passé, le port Ethernet a été fréquemment utilisé pour la connexion des postes clients, et des versions sur fibre optique pour le cœur du réseau.

Connaitre les différentes utilisations du protocole Modbus vous aidera à identifier les potentiels domaines d’application d’un logiciel d’Alarme protocole Modbus.

Qu’est-ce que le M2M ?

Nous l’avons dit, le protocole de communication Modbus intervient dans le Machine-to-machine ou M2M. Il s’agit en réalité d’une étiquette large ou plus précisément un concept pour décrire toute technologie permettant aux appareils en réseau d’échanger des informations et d’effectuer des actions sans qu’il n’y ait intervention directe et manuelle de l’homme. Le Machine-to-machine est à la base même de l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique (AO).

Dans sa forme la plus basique, la technologie M2M est très employée dans la fabrication industrielle et d’autres domaines comme le SCADA (Système de contrôle et d’acquisition de données) ou encore la surveillance à distance.

Fonctionnement de la supervision informatique via Modbus

Pour comprendre comment fonctionne la supervision informatique des machines industrielles qui via le protocole Modbus, nous allons directement voir le fonctionnement de MEMOGuard. Ce dernier est un logiciel de référence en matière de supervision et de gestion d’alarme et d’astreinte. Étant un logiciel de supervision industrielle, MEMOGuard est en mesure de communiquer avec les réseaux d’équipements et de machines qui communiquent grâce au protocole Modbus.

Pour collecter les données de surveillance, MEMOGuard possède ce qu’on appelle un module Modbus. Ce module a été conçu pour gérer des données reçues sur l’entrée RS-485 pour liaison directe MODBUS (via carte spéciales ou modem Ethernet à détailler dans la conception détaillée). Après réception des données, ce module transfère le flux de données sur le moteur MemoGuard, qui aura la tâche d’interpréter les données reçues et de diffuser les alarmes correspondantes.

Reprenons l’exemple du réseau électrique déjà abordé plus haut. Elle se compose de plusieurs machines et de différents capteurs (capteurs de températures, capteurs de tensions…) qui communiquent grâce au protocole Modbus. À présent, supposons qu’un des capteurs de température installés mesure une température anormalement élevée sur le réseau électrique, cet évènement va être converti en données qui remonteront en direction de MEMOGuard. Le moteur de MEMOGuard interprétera en vue du déclenchement de l’alarme appropriée. Pour le cas de MEMOGuard, la diffusion peut être manuelle ou automatique, unique ou en mode large… Pour ce faire, plusieurs canaux de diffusion au choix sont disponibles : SMS, e-mail, vocal (téléphone fixe et gsm), pager, contact sec, télécopie…

À quelles occasions utiliser le logiciel de Supervision Modbus MEMOGuard ?

Les domaines d’application des logiciels Modbus MEMOGuard sont très variés et nombreux. Voici quelques idées :

• La surveillance informatique : elle se définit comme une activité de surveillance et de mesure d’une activité informatique donnée. Les principaux domaines surveillés sont l’état physique d’une machine, la disponibilité des matériels informatiques ou encore la charge d’une machine.
• La supervision technique : sur une installation technique donnée, elle consiste en la gestion et la surveillance les éventuels problèmes techniques.
• La supervision et la surveillance des installations électriques : une installation électrique sans supervision et surveillance est livrée à elle-même. Grâce à des logiciels d’alarme comme MEMOGuard, vous pourrez être informé des éventuels problèmes et dysfonctionnements qui surviennent au niveau de vos installations électriques.
• Le monitoring ATEX : c’est un type de surveillance qui consiste, au moyen de divers capteurs, d’instruments et de logiciels d’alarme, de prévenir tout risque d’explosion dans les lieux où le risque d’explosion est particulièrement élevée. 
• Le monitoring de chaînes de production : les chaînes de production sont équipées d’automates programmables industrielles en tout genre. On peut utiliser MEMOGuard pour surveiller tout le processus et être prévenu à temps des problèmes, des dysfonctionnements, des changements ou des évènements majeurs qui surviennent.
• Monitoring de ressources énergétiques de la maison : il s’agit d’un système composé de plusieurs outils, dont un logiciel d’alarme permettant de mesurer et de maîtriser la consommation énergétique à la maison.
• Monitoring compresseurs haute pression, chaudière, cuves industrielles : toujours grâce à son « Entrée Modbus », MEMOGuard est en mesure de surveiller le fonctionnement de votre système d’air comprimé, vos chaudières et vos cuves industrielles
• La surveillance de sites industriels : pouvant s’interfacer avec la plupart des systèmes, MEMOGuard est adapté pour une surveillance complète de l’intégralité votre site industriel.

Notez quand même que dans tout ce qui a été dit, le rôle de MEMOGuard se limite à l’interprétation des données et à la diffusion d’alarmes. Pour que la surveillance informatique ou le monitoring soit complète, le fournisseur de MEMOGuard intègre à ce dernier des solutions de surveillance et de supervision comme Centreon ou Nagios. Ces derniers sont des logiciels gratuits, mais très performants.