Configurer un module Scaime eNod3-C en CANopen sur M340 en Unity

Le raccordement de l'alimentation 24VDC s'effectue sur les bornes :

Le raccordement des capteurs est sur le bornier... capteurs. La signification des bornes est la suivante :

Les cavaliers situés en A permettent de choisir une connexion 4 fils (cavaliers en place) ou 6 fils (cavaliers retirés).

Le raccordement de la liaison RS232 s'effectue sur les bornes :

Le raccordement de la liaison CANopen s'effectue sur les bornes :

L'eNod ne dispose pas de résistance de fin de ligne sur le réseau CANopen, résistance que l'on pourrait activer ou non en fonction de la position de l'eNod sur le réseau. Si l'eNod est physiquement le dernier sur le réseau, il faudra y ajouter une résistance de fin de ligne entre CANL et CANH d'une valeur de 120 Ohm.

Une seule interface RS232/RS485 ou CANopen est active à la fois. La position du cavalier en B définit quelle interface est active.
Si le cavalier est présent l'interface RS232/RS485 est active.
Si le cavalier est absent l'interface CANopen est active.

La prise en compte du cavalier en B n'est faite qu'à la mise sous tension du module. Pour changer l'interface active, il faut positionner le cavalier dans la position voulue puis effectuer une coupure de courant sur le module.

Une fois la liaison RS232 connectée au module eNod, lancez eNodView. Au lancement le logiciel vous demande le type de liaison utilisée pour la connexion :

Restez en point à point et cliquez sur OK. Vous aurez alors la page principale d'eNodView.
Les onglets gris clair en haut de la fenêtre ne seront accessibles qu'une fois connectés à un eNod.

Si vous connaissez l'adresse et la vitesse de l'eNod, vous pouvez les entrer directement dans le bas de la fenêtre à droite du bouton connexion.
Si vous ne connaissez pas la vitesse ou l'adresse utilisée, cliquez sur Détection automatique, eNodeView va scruter les différentes adresses possibles dans les différentes vitesses possibles. A la fin de la scrutation les modules détectés seront affichés en vert :

Cliquez alors sur le rectangle vert pour mettre à jour l'adresse et la vitesse de la partie du bas.

Si la vitesse de connexion reste à 0, sélectionnez la valeur adéquate. La valeur 0 va autoriser la connexion mais le fonctionnement d'eNodView sera aléatoire.

Une fois l'adresse et la vitesse à jour, il suffit de cliquer sur Connexion. Une fois connecté, le bouton connexion sera affiché en gris foncé.

Dans l'onglet Paramètrage commencez par régler les paramètres de communication.

• Débit série : c'est le débit utilisé par la liaison RS232, donc pour le logiciel eNodView. Il n'est pas utile de changer cette valeur pour utiliser le module avec CANopen.
• Adresse eNod : c'est l'adresse du module à la fois en MODBUS sur la liaison RS232 et l'adresse sur le réseau CANopen. Sur le réseau CANopen chaque module doit avoir une adresse différente. Entrez ici l'adresse que vous voulez affecter à chaque module.
• Protocole de communication : c'est le protocole utilisé sur la liaison RS232. Laisser la valeur MODBUS pour pouvoir se connecter avec eNodView par la suite. CANopen est toujours actif quelque soit la valeur de ce paramètre.
• Débit bus CAN : entrez ici la vitesse de votre réseau CANopen. Le maitre et tous les esclaves doivent utiliser la même vitesse.

L'eNod3 ne détecte pas la vitesse du bus CANopen automatiquement, par défaut la vitesse est réglée sur 125000 bauds.

Une fois les paramètres mis à jour, cliquez sur le bouton Envoyer.
Puis cliquez sur le bouton Sauvegarder dans EEPROM situé sur la gauche.

Si vous avez changé l'adresse de l'eNod, le fait d'écrire dans l'EEPROM va prendre en compte cette nouvelle adresse. Vous allez alors perdre la connexion avec le module. Il suffit de retourner sur l'onglet Communication et de se reconnecter avec la nouvelle adresse.

Dans l'onglet Etalonnage configurez la portée et l'échelon de la bascule.
Notez que l'eNod ne gère pas de notion d'unité, seulement un nombre de points de mesure. La notion d'unité est à la charge de l'application cliente.

Tout ce que vous pouvez donner, c'est le nombre de points maximum et le nombre de points de chaque échelon.

Le nombre de points significatifs sera alors égal à EtendueDeMesure/Echelon.
Les valeurs que vous entrez ici dépendront de la qualité de la bascule et de ce que vous voulez avoir comme valeur dans l'automate.

Par exemple, une bascule de 1000 kg d'une précision de 2000 points pourra être configurée de la manière suivante :
- Etendue=10000
- Echelon=5
Le nombre de points significatifs sera bien de 2000. La valeur lue dans l'automate ira de 0 à 10000 par pas de 5.

Une fois les valeurs réglées, cliquez sur le bouton Envoyer puis retournez sur l'onglet paramétrage et cliquez sur Sauvegarder dans EEPROM.

Ici nous avons gardé les valeurs par défaut sur la sensibilité des pesons et les corrections de linéarité. Vous pouvez les changer dans les Options avancées de l'onglet Etalonnage.

Une fois la configuration du nombre de points de la bascule effectuée, il faudra faire un étalonnage de la bascule.
Aller sur l'onglet Etalonnage puis cliquez sur le bouton Etalonnage Physique. Les options de l'étalonnage sont affichées en dessous.

Choisissez le nombre de segments utilisés. Si votre bascule est bien linéaire, une seul segment suffira. Vous devrez de toute façon vérifier la linéarité de la bascule avec une charge étalon une fois la mise en oeuvre terminée.
Entrez aussi la charge étalon qui sera utilisée, cette charge doit être entrée en nombre de points de mesure. Si on reprend l'exemple précédent d'une bascule de 1000 kg par pas de 0.5 kg, un poids étalon de 600 kg devra être entré avec la valeur 6000.
Cliquez ensuite sur Envoyer/Démarrer l'étalonnage.

La suite est expliquée directement dans les messages de la fenêtre d'étalonnage. Les étapes sont dans l'ordre :

1. cliquer sur OK pour lancer la procédure. Ce n'est rien d'autre qu'une simple confirmation, en particulier la bascule n'a pas besoin d'être vide à ce moment là ;
2. vérifier l'absence de charge. Vider la bascule pour effectuer la mesure du point zéro. Une fois prêt, cliquer sur OK. Le nombre de points convertisseurs correspondant au zéro doit s'afficher sur la droite ;
3. poser la charge XXXX point 1. Poser la charge sur la bascule et une fois prêt, cliquer sur OK. Le nombre de points convertisseurs de ce point doit s'afficher sur la droite ;
4. poser la charge XXXX point 2 (optionnel). Poser la charge sur la bascule et une fois prêt, cliquer sur OK. Le nombre de points convertisseurs de ce point doit s'afficher sur la droite ;
5. poser la charge XXXX point 3 (optionnel). Poser la charge sur la bascule et une fois prêt, cliquer sur OK. Le nombre de points convertisseurs de ce point doit s'afficher sur la droite.

A la fin du dernier point, l'étalonnage se termine de lui-même et vous pouvez fermer la fenêtre.

Vous pouvez ensuite aller sur l'onglet Visualisation et cliquer sur Start. Vous aurez alors un affichage en continu de la mesure.

Dans bien des cas il est nécessaire de filtrer la mesure pour éliminer le parasitage de l'environnement. Par défaut aucun filtre n'est activé.
Pour ajouter un filtrage, aller dans l'onglet Paramétrage puis cliquez sur le bouton Modifier le filtrage.

Pour ajouter un filtre passe-bas : sélectionnez le type de filtre Butterworth ou Bessel. Sélectionnez l'ordre du filtre et la valeur de sa fréquence de coupure.
Pour ajouter un filtre coupe-bande : sctivez le filtre coupe bande. Sélectionnez les fréquences de début de coupure et de fin de coupure.
Cliquez sur Calcul des coefficients, puis sur Envoyer.
N'oubliez pas non plus d'écrire les valeurs dans l'EEPROM par la suite.

Les valeurs à saisir ici dépendent de l'application et de son environnement. Dans les applications que j'ai eues à mettre en oeuvre, un filtrage passe bas d'ordre 2 ou 3 de fréquence de coupure à quelques Hz était suffisant.

eNodeView propose un outil de simulation des filtres donné dans l'onglet Analyse graphique. Il n'est pas présenté ici car cet article décrit principalement la mise en oeuvre de la connexion avec le M340.

Texte complet : Le numéro d'équipement 1 met en oeuvre une procédure de démarrage, mais l'UC en cours ne gère pas le mode expert CANOpen

Votre CPU ne supporte pas le mode expert CANopen, vous pouvez ignorer ce message.

Texte complet : (l'un ou plusieurs des textes suivants )
Le nombre de %MW réservés en entrée sur le bus 3 est supérieur au nombre requis. La configuration exige xx %MW en entrée.
Le nombre de %MW réservés en sortie sur le bus 3 est supérieur au nombre requis. La configuration exige xx %MW en sortie.
Le nombre de %M réservés en entrée sur le bus 3 est supérieur au nombre requis. La configuration exige xx %M en entrée.
Le nombre de %M réservés en sortie sur le bus 3 est supérieur au nombre requis. La configuration exige xx %M en sortie.

Vous avez réservé plus d'espace que nécessaire. Ce n'est pas bloquant. Pour supprimer ces messages définissez la taille exacte dans :
Projet->Configuration->Bus automate->(Rack 0)->BMX P34 xxx->CANopen

Texte complet : (l'un ou plusieurs des textes suivants )
Le nombre de %MW réservés en entrée sur le bus 3 est inférieur au nombre requis. La configuration exige xx %MW en entrée.
Le nombre de %MW réservés en sortie sur le bus 3 est inférieur au nombre requis. La configuration exige xx %MW en sortie.
Le nombre de %M réservés en entrée sur le bus 3 est inférieur au nombre requis. La configuration exige xx %M en entrée.
Le nombre de %M réservés en sortie sur le bus 3 est inférieur au nombre requis. La configuration exige xx %M en sortie.

Vous avez réservé moins d'espace que nécessaire. C'est bloquant, vous devez modifier le nombre dans :
Projet->Configuration->Bus automate->(Rack 0)->BMX P34 xxx->CANopen

Texte complet :
{Equipement (\3.1\0.0 ) eNod3_digital_Transmitte} : Le PDO RX1 du module xx présente un problème. COBID incorrect.
{Equipement (\3.1\0.0 ) eNod3_digital_Transmitte} : Le PDO TX1 du module xx présente un problème. COBID incorrect.

Cet avertissement est dû à une mauvaise interprétation du fichier EDS par Unity. Cela veut dire aussi que vous n'avez pas suivi mon conseil donné au III-A et que vous avez utilisé le fichier EDS sans le modifier;).

1. Supprimez dans votre application tous les eNod du réseau CANopen.
2. Enregistrez l'application et fermer Unity.
3. Retournez dans le Gestionnaire de catalogue.
4. Supprimez l'eNod3 du catalogue.
5. Reconstruisez le catalogue.
6. Ajoutez le fichier EDS modifié comme expliqué au § III-A.
7. Reconstruisez le catalogue.
8. Lancez de nouveau Unity et recommencer la configuration des eNod...

L'ajout au catalogue d'un équipement, crée au moins un type IODDT (Input Output Derive Data Type) correspondant aux adresses topologiques créées par l'eNod. Pour créer une variable de ce type, créer une nouvelle variable et sélectionner le type IODDT de l'eNod3-C dans les types importés du catalogue :

Comme toute variable basée sur un IODDT la localisation est obligatoire, de toute façon c'est le but.
Pour localiser la variable sur l'eNod3 pour devez donner une adresse topologique sous la forme %CH\3.ad\0.0.0 ou ad sera l'adresse CANopen de l'enod.

Une fois la génération effectuée, vous verrez que les membres de votre variable vont se calquer sur les adresses topologiques de l'eNod :

Au lieu d'utiliser %ID\3.1\0.0.0.2 vous utiliserez IOeNod3C.Net_measurement.
Ces types IODDT peuvent aussi servir de type de paramètres pour des blocs fonctions dérivés (DFB) effectuant un traitement sur les eNod.

Il est aussi possible de calquer une structure sur la zone de mots image de l'eNod. Contrairement aux IODDT il n'existe pas de type prédéfini dans la catalogue. Il faut créer soi-même le type utilisateur (DDT) correspondant au mappage des %MW.
Dans le cas de l'eNod3-C voici les types de structures à utiliser :

Il faut ensuite créer une variable de ce type et localiser cette variable au premier %MW de l'eNod.

Au lieu d'utiliser %MD502 (ce qui n'est d'ailleurs pas possible sur un M340 !) il faut utiliser eNodB1IN.NODNet.
Ces types DDT peuvent aussi servir de type de paramètres pour des blocs fonctions dérivés (DFB) effectuant un traitement sur les eNod.

Dans le cas de CANopen les paramètres de READ_VAR sont à utiliser de la manière suivante :

Voici un exemple d'appel en langage structuré :

	ReadCom[2] := 50; (* Time out 5 seconds *)
	ReadBuffer[0] := 0; (* Reset last read value *)
	ReadBuffer[1] := 0; (* Reset last read value *)
	READ_VAR(ADDM('0.0.2.1'),'SDO',16#00013001,0,ReadCom,ReadBuffer);

Dans le cas de CANopen les paramètres de WRITE_VAR sont à utiliser de la manière suivante :

Voici un exemple d'appel en langage structuré :

	WriteCom[2] := 50; (* Time out 5 seconds *)
	WriteCom[3] := 4;  (* 4 bytes to write *)
	WRITE_VAR(ADDM('0.0.2.1'),'SDO',16#00013001,0,WriteBuffer,WriteCom);

Le principe d'envoi d'une commande est simple : l'application envoie un code de commande en plaçant sa valeur dans le mot de commande. L'eNod traite la commande et envoie la réponse dans le retour de commande.
La réponse ne peut prendre que les valeurs suivantes :

• 0=pas de commande envoyée depuis la mise sous tension ;
• 1=commande en cours de traitement ;
• 2=commande terminée OK ;
• 3=commande terminée NOK ou commande refusée.

La commande refusée peut être, par exemple, un code commande inconnu ou une commande non exécutable compte tenu de l'état du module, comme une tare sur un poids brut négatif.
En cas d'erreur, il n'y a pas de détail sur celle-ci. Il faut donc bien respecter les commandes possibles en fonction de l'état de la mesure en cours.

Le mot de retour n'est pas remis à zéro quand le mot de commande est remis à zéro, sauf si la commande précédente est refusée. De ce fait lors de l'envoi successif de deux commandes réussies, il n'est pas possible de savoir après la deuxième commande si la valeur 2 lue est toujours pour la commande précédente ou cette deuxième commande. Comme on ne gère pas le message SYNC d'envoi des PDO il n'est pas possible de savoir s'il y a eu une lecture du mot de retour entre deux commandes.

Pour pallier à cet état de fait et sur le conseil de Scaime nous recommandons d'utiliser la séquence suivante pour chaque commande envoyée :

1. envoyer une commande dans le mot de commande ;
2. attendre la valeur 2 ou 3 dans le mot de retour ;
3. envoyer la commande 16#00FF volontairement inconnue dans le mot de commande pour forcer l'eNod à répondre 3 ;
4. attendre la valeur 3 dans le mot de retour ;
5. remettre le mot de commande à zéro ;
6. attendre que l'eNod mette le mot de retour à zéro.

Voici une liste partielle des commandes possibles, celles-ci sont celles utilisées pour la gestion de l'étalonnage et de la mesure. Les autres commandes, comme celles liées à la fonction bascule de contrôle, sont décrites dans la documentation CANopen de l'eNod. Ces commandes sont celles que vous devrez gérer au minimum pour effectuer un étalonnage de l'eNod via le réseau CANopen.

Il y a quelques séquences à respecter dans cette liste afin que l'eNod prenne en compte les commandes.

Étalonnage complet :
Il faut absolument respecter cet ordre :

1. C8 : mode étalonnage ;
2. C9 : point zéro ;
3. CA : segment 1 ;
4. CB (facultatif) : segment 2 ;
5. CC (facultatif) : segment 3 ;
6. CD : sauvegarde.

Une fois la procédure commencée, vous devez allez jusqu'a la fin. La commande D3 sort du mode étalonnage mais ne restaure pas l'étalonnage précédent. Le seul moyen de sortir de l'étalonnage en cours est de couper l'alimentation de l'eNod.
Il faut toujours faire au moins le segment 1. La séquence C8 C9 CD pour effectuer un zéro seul ne fonctionne pas, pour recaler le zéro utiliser la séquence ci-après.

Étalonnage zéro seul :
Il faut absolument respecter cet ordre :

1. D1 : recalage du zéro ;
2. CD : sauvegarde.

Il ne faut pas utiliser la commande C8 pour effectuer cette opération, la commande D1 passe implicitement l'eNod en mode étalonnage. Pour sortir vous pouvez sauvegarder avec la commande CD ou annuler avec la commande D3. La commande D3 sort du mode étalonnage implicite mais le zéro effectué reste actif... jusqu'à la prochaine coupure de courant !

Autres commandes :
Les autres commandes de tare/zéro/brut sont des commandes classiques d'une bascule. Elles ne fonctionnent que si le module n'est pas en mode étalonnage. La commande tare n'est possible que si le poids brut est positif et la commande zéro n'est 'autorisée que dans une plage de 10% autour du zéro d'étalonnage.

Notez que si vous appliquez cet article à un eNod3-D au lieu d'un eNod3-C, les valeurs des commandes sont totalement différentes. Le fonctionnement reste identique.

Pour stocker les valeurs publiques du DFB nous allons créer la structure suivante :

Les variables de ce type pourront être passées en paramètre du DFB et être localisées afin d'être accessibles à partir d'une IHM.
La description des champs est la suivante :

Pour notre DFB nous allons utiliser l'interface et les variables privées suivantes.

Le début du code va mettre à jour le poids et l'état de la mesure lus dans l'eNod dans la structure eNodDatas. Comme les valeurs sont lues cycliquement il suffit juste de les recopier.

(* Copy actual values to Tool data *)
eNodDatas.NetWeight := eNodIN.NODNet;
eNodDatas.Stability := eNodIN.NODStatus.4;
eNodDatas.ScaleERR := ((eNodIN.NODStatus AND 16#000F)<>0) OR Not CanOpenOk;
eNodDatas.Status := eNodIN.NODStatus;
eNodDatas.IsNet := eNodIN.NODNet<>eNodIN.NODBrut;
(* And to Ouput datas *)
Weight := eNodDatas.NetWeight;
Stability := eNodDatas.Stability;
ScaleERR := eNodDatas.ScaleERR;

A chaque front de TOP, s'il n'y a pas de lecture en cours, une nouvelle lecture va être lancée. Notez le test classique de ReadCom[0].0 pour ne pas lancer de nouvelle demande tant que le READ_VAR précédent n'a pas terminé.

(* If not reading, send SDO request *)
If Not Reading And Not ReadCom[0].0 And RE(TOP) And CanOpenOk Then
	(* Check read index *)
	If (ReadIndex>9) or (ReadAdrs[ReadIndex]=0) Then
		ReadIndex := 0;
	End_if;
	(* Send SDO message *)
	Reading := True;
	ReadCom[2] := 50; (* Time out 5 seconds *)
	ReadBuffer[0] := 0; (* Reset last read value *)
	ReadBuffer[1] := 0; (* Reset last read value *)
	READ_VAR(AdresseModule,'SDO',ReadAdrs[ReadIndex],0,ReadCom,ReadBuffer);
End_if;

Classiquement, sur le front descendant du bit d'activité, on teste si l'échange est correct et on sauve la valeur.
La valeur lue est stockée en DINT quelque soit sont format d'origine BYTE,INT ou DINT.

(* Check reading response *)
if Reading And Not ReadCom[0].0 And CanOpenOk Then
	Reading := False;
	If ReadCom[1]=0 Then (* No error *)
		eNodDatas.ReadValues[ReadIndex] := INT_As_DINT(ReadBuffer[0],ReadBuffer[1]);
		Inc(ReadIndex);
	End_if;
end_if;

Sur chaque nouvelle demande IHM, c'est à dire quand eNodDatas.Command change de valeur, il faut gérer l'envoi et le suivi vers l'eNod comme décrit en IV-C-1. Si la nouvelle commande est nulle, le retour de le demande sera mis à zéro aussi. L'IHM devra donc gérer de façon simple les commandes :

1. nouvelle commande dans eNodDatas.Command ;
2. attente de fin de traitement. La commande est terminée quand eNodDatas.Result=eNodDatas.Command ;
3. mettre la commande à zéro dans eNodDatas.Command ;
4. attendre que eNodDatas.Result soit à zéro.

Les codes commandes sont identiques à ceux gérés par l'eNod. La liste est donnée en IV-C-2.

Dans le cas de la commande CA (Premier segment) il faut s'assurer que eNodDatas.StandardLoad a la bonne valeur avant d'envoyer la commande.

Le code de gestion des commandes est en deux parties. La première détecte le changement de valeur du mot de commande et lance la séquence de traitement. La séquence débute à l'étape 3, sauf pour la command CA ou la séquence commence à l'étape 1. Les étapes 1 et 2 se chargent d'écrire le poids étalon avant d'envoyer la commande.

(* New command *)
If (eNodDatas.Command<>CommandMem) And CanOpenOk Then
	If eNodDatas.Command=0 Then
		(* Command has been reseted, we reset the response *)
		eNodDatas.Result := 0;
		CommandMem := 0;
		CommandStep := 0;
	Else
		(* New command *)
		CommandMem := eNodDatas.Command;
		If CommandMem=16#00CA Then
			CommandStep := 1;  (* Start command sequence by sending the Standard load *)
		Else
			CommandStep := 3;
		End_if;
	End_if;
End_if;

La deuxième partie gère la séquence d'une commande vers l'eNod comme décrit en IV-C-1.

(* Steps for manage command *)
CASE CommandStep OF
1:	(* Step 1 : send normal weight by using SDO *)
	WriteCom[2] := 50; (* Time out 5 seconds *)
	WriteCom[3] := 4;  (* 4 bytes to write *)
	DINT_AS_WORD(eNodDatas.StandardLoad,TempWord0,TempWord1);
	WriteBuffer[0]:=WORD_TO_INT(TempWord0);
	WriteBuffer[1]:=WORD_TO_INT(TempWord1);
	WRITE_VAR(AdresseModule,'SDO',16#00013001,0,WriteBuffer,WriteCom);
	CommandStep:=2;

2:	(* Write for the end of WRITE_VAR *)
	If Not WriteCom[0].0 Then
		If WriteCom[1]=0 Then
			CommandStep:=3; (* OK we continue *)
		Else
			CommandStep:=1; (* Retry *)
		End_if;
	End_if;

3:	(* Send command to the eNod *)
	eNodOUT.NODBufferOut := CommandMem;
	(* And wait for the result *)
	If eNodIN.NODBufferIn>1 Then
		If eNodIN.NODBufferIn=2 Then
			CommandStep := 4; (* Command completed *)
		else
			CommandStep := 4; (* Error must be completetd here ******)
		End_if;
	End_if;

4:	(* Send volontary an unknow command to force the 3 value in response *)
	eNodOUT.NODBufferOut := 16#FF;
	If eNodIN.NODBufferIn=3 Then
		CommandStep := 5; (* 3 is the only value we can get for an unknow value *)
	End_if;

5:	(* Now we send 0 (idle) command to reset the last error *)
	eNodOUT.NODBufferOut := 0;
	If eNodIN.NODBufferIn=0 Then
		(* Command is totaly completed here *)
		CommandStep := 0; 
		eNodDatas.Result := CommandMem;
	End_if;
END_CASE;

Les étapes de cette séquence sont :

1. envoi du poids étalon avec un WRITE_VAR (seulement pour la commande CA) ;
2. attente de la fin du WRITE_VAR (seulement pour la commande CA) ;
3. envoi du code commande et attente du retour de l'eNod ;
4. envoi du code faux 16#00FF et attente du retour d'erreur de l'eNod ;
5. envoi du code 0 et attente de l'acquittement de l'erreur de l'eNod.

Téléchargez le source de ce DFB ici (Miroir).
Ce fichier est ou format XDB d'export des DFB sous Unity. Pour l'importer il suffit de faire un clic droit sur Types Données Dérivés dans le navigateur, puis de choisir importer et de sélectionner le fichier.

Ce fichier va implicitement importer les DDT décrits dans les chapitres IV-A-2 et IV-D-1.

Il suffira de créer une variable de type TeNodIN, une de type TeNodOUT et une de type TeNodDatas pour chaque eNod de votre réseau, puis de créer une instance du DFB eNod3-C pour chaque eNod du réseau. Comme le DFB utilise des données statique privées, n'utilisez pas la même instance du DFB pour tous vos eNod.