Modbus et IEC 60870-5-104, plus connu sous le nom d’IEC 104, comptent parmi les protocoles de communication les plus utilisés dans les secteurs industriels et énergétiques. Bien qu’ils servent tous deux à transmettre des données opérationnelles, ils ont été conçus pour répondre à des besoins très différents.
Avec l’évolution des réseaux électriques intelligents et de l’automatisation industrielle, de nombreux ingénieurs se posent les mêmes questions : faut-il utiliser Modbus ou IEC 104 ? Quelles sont les principales différences entre ces protocoles ? Et comment intégrer des équipements Modbus dans un système SCADA utilisant IEC 104 ?
Dans cet article, nous comparons les deux protocoles et expliquons comment les passerelles de conversion permettent de connecter efficacement les équipements de terrain aux systèmes de supervision.
Qu’est-ce que Modbus ?
Développé à l’origine pour les automates programmables industriels, Modbus est devenu l’un des protocoles les plus répandus au monde grâce à sa simplicité et à son faible coût de déploiement.
On le retrouve couramment dans :
- Les automates PLC
- Les compteurs d’énergie
- Les capteurs industriels
- Les variateurs de vitesse
- Les onduleurs photovoltaïques
- Les systèmes d’automatisation des bâtiments
Modbus utilise un modèle de communication maître-esclave dans lequel le maître interroge les équipements de terrain afin de récupérer les données.
Pourquoi Modbus reste-t-il si populaire ?
Les principaux avantages de Modbus sont :
- Une mise en œuvre simple
- Une maintenance facile
- De faibles exigences matérielles
- Une compatibilité avec un grand nombre d’équipements industriels
- Un fonctionnement sur réseaux série ou Ethernet
En revanche, son fonctionnement basé sur le polling peut devenir moins efficace dans les systèmes de grande taille nécessitant une remontée rapide des événements.
Qu’est-ce que l’IEC 104 ?
L’IEC 104 est un protocole de téléconduite conçu pour les réseaux électriques, les postes de transformation et les systèmes SCADA.
Contrairement à Modbus, il a été développé pour assurer des communications fiables entre des sites distants et des centres de supervision.
On le retrouve fréquemment dans :
- Les réseaux électriques
- Les postes électriques
- Les centrales solaires et éoliennes
- Les systèmes SCADA
- Les centres de dispatching
L’une de ses principales caractéristiques est la transmission spontanée des événements, permettant aux équipements d’envoyer automatiquement des alarmes et des changements d’état sans attendre une requête du système maître.
Les avantages de l’IEC 104
L’IEC 104 offre notamment :
- Une communication efficace sur de longues distances
- Une transmission basée sur les événements
- Une meilleure gestion des alarmes et de l’historique
- Une excellente évolutivité pour les systèmes distribués
Ces caractéristiques en font un protocole particulièrement adapté aux infrastructures énergétiques et aux réseaux de supervision à grande échelle.
Modbus ou IEC 104 : quelles sont les principales différences ?
Même si les deux protocoles transportent des données opérationnelles, ils interviennent à des niveaux différents de l’architecture d’automatisation.
Modbus est principalement utilisé pour les communications entre équipements de terrain et contrôleurs locaux.
IEC 104 est destiné aux communications entre sites distants et centres de contrôle.
Méthode de communication
Modbus repose principalement sur un mécanisme d’interrogation périodique.
L’IEC 104 prend en charge les remontées spontanées d’événements, ce qui permet une notification plus rapide des changements importants.
Structure des données
Modbus utilise une structure simple basée sur des registres.
L’IEC 104 permet de transmettre des informations plus riches, notamment des horodatages, des indicateurs de qualité et des informations liées aux événements.
Échelle de déploiement
Modbus convient parfaitement aux installations locales et aux réseaux industriels internes.
L’IEC 104 est conçu pour les infrastructures distribuées nécessitant une supervision à distance.
Complexité
Modbus est généralement plus simple à configurer et à maintenir.
L’IEC 104 offre davantage de fonctionnalités mais demande un niveau d’ingénierie plus élevé lors du déploiement.
Pourquoi Modbus et IEC 104 doivent-ils souvent coexister ?
Dans de nombreux projets industriels et énergétiques, les deux protocoles sont utilisés simultanément.
Prenons l’exemple d’une centrale photovoltaïque : les onduleurs, compteurs et capteurs communiquent souvent en Modbus, tandis que le centre de supervision de l’exploitant exige une communication IEC 104.
Cette situation est également fréquente dans :
- Les postes électriques
- Les systèmes de stockage d’énergie
- Les parcs éoliens
- Les réseaux intelligents
- Les installations d’énergie distribuée
Les données sont produites par des équipements Modbus, mais doivent être remontées vers des plateformes SCADA compatibles IEC 104.
Comment assurer l’interopérabilité ?
Modbus et IEC 104 utilisent des mécanismes de communication et des structures de données différents. Ils ne peuvent donc pas communiquer directement.
Une passerelle de conversion de protocole est généralement utilisée pour assurer l’interconnexion entre les deux environnements.
Cette passerelle permet notamment :
- De collecter les données des équipements Modbus
- De convertir les registres Modbus en objets IEC 104
- De transmettre les données vers les systèmes SCADA
- De convertir les commandes dans les deux sens
Cette approche permet de conserver les équipements existants tout en les intégrant dans des infrastructures modernes de supervision.
Conclusion
Modbus et IEC 104 ne sont pas des technologies concurrentes. Ils remplissent des fonctions complémentaires au sein des architectures industrielles et énergétiques.
Modbus reste une solution simple et économique pour la communication avec les équipements de terrain, tandis que l’IEC 104 constitue une référence pour la supervision à distance et les systèmes de téléconduite.
À mesure que les infrastructures deviennent plus connectées, les passerelles de conversion jouent un rôle essentiel pour assurer l’interopérabilité entre ces deux univers et faciliter la modernisation progressive des installations industrielles et énergétiques.
Source : Adapté du blog technique de COME-STAR Industrial Networking → https://www.come-star.com/blog/modbus-vs-iec-104-protocol-conversion/
