Bus de Terrain Et Reseaux Indusriels

7/22/2019 Bus de Terrain Et Reseaux Indusriels

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Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 1

CIMICIMI

BUS DE TERRAIN

ET RESEAUX INDUSTRIELS

OFFRE ET INTEROPERABILITE


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CIMICIMI

CIMI

Runion technique du 8 Dcembre 2011 Bus de terrain et rseaux industriels

FINALITES DES BUS DE

TERRAIN

Simplifier le cblage des capteurs, (pr) actionneurs,

quipements de scurit

Mesurer, commander, paramtrer et diagnostiquer de faonprcise

Contreparties

Outils de paramtrages et de diagnostic complexes et varis

Veiller la qualit des raccordements, rgles de topologies

Interoprabilit : de multiples solutions chez de multiplesconstructeurs...

Gestion des versions


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AS-i : spcificits Cblage : 1.5 multibrin, pas de blindage

Scrutation des E/S TOR < 10 ms garanti

Alimentation des esclaves via le bus, alimentation auxiliaire pour pr-actionneurs

Application typique : convoyage

Multiconstructeur : automates, capteurs, dparts moteurs, variateurs,distributeurs, vrins, boutons, voyants, dispositifs de scurit...

Large offre IP67

Raccordements et configuration simples


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ASi : contraintes

Scrutation performante pour les E/S TOR uniquement

62 esclaves maxi, 100m sans rpteur

4 E / 4 S TOR maxi par esclave

Alimentation spcifique (ou module de dcouplage pour

alim. 24V classique)

Veiller la qualit des quipements (tanchit) dans

certains milieux (huile...)


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ASi : Passerelles Connexion au bus de lautomate gestionnaire : Profibus,

ProfiNet, Modbus TCP...

Large choix de constructeurs

Peuvent intgrer 1 ou 2 matres ASi, lalimentation ASi, un

moniteur de scurit, un automate, un serveur Web...

Bihl-Wiedemann

IFMSiemens


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Profibus-DP: spcificits Trs complet : E/S dportes, variation de vitesse et

positionnement, IHM, multi-matre, consoles

La plupart des constructeurs le proposent en option

Automates : intgr chez Siemens essentiellement

Selon le dbit, de 100m 1200m sans rpteur

Offres varies, surtout IP20. 125 esclaves maxi

WAGO, Beckhoff

Siemens

SEW

Matre

Segment Segment

SegmentMaxi 32 stations par

segment

Rpteur


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Profibus-DP : contraintes

Programmation et diagnostic desclaves tiers

parfois dlicate (pas de standard dorganisation

des donnes de process et de diagnostic,

changes parfois non implicites, versions de

fichiers GSD, matre non Siemens)

Temps de scrutation difficile valuer et

contrler (voir utilitaire sur site Siemens)


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CANOpen : spcificits Applications types: modules dE/S dportes, variation de vitesse,

positionnement

Donnes process et de diagnostic standardiss par profil dquipement Gestion des changes performante : modle producteur/consommateur

La plupart des constructeurs le proposent en option

Automates : intgr sur logiciel Schneider Unity

Selon le dbit, 25m 1000m (pas dextension par rpteur) 127 esclaves maxi

Schneider, B&R

JVL


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CANOpen : contraintes

Pas dextension par rpteur

Mise en uvre dlicate sur Schneider PL7-Pro,

facilite avec Unity

Non dterministe

Offre constructeurs plus limite


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Ethernet Industriel : pourquoi Standards Ethernet prouvs et toujours plus performants

pour un cot limit : RJ45, fibre, sans fil, 100Mbits/s Full

Duplex

Topologie de type bus souvent propose (Daisy Chain) :les quipements intgrent un Switch 2 ports

Intelligence embarque => Ethernet rend possible lintgrationde services TCP/IP pour la configuration, le diagnostic, lesalertes...

Lien simplifi vers IHM, MES, ERP...

Echanges entre quipements htrognes facilits (au caspar cas)

Solution PoE : transmission de lalimentation via le cble.


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Ethernet Industriel : contraintes Interoprabilit : les supports physiques sont standards (ou compatibles), ainsi que

les services TCP/IP usuels. Cependant, les protocoles diffrent dun constructeur lautre.

Ethernet est intrinsquement non dterministe. Pour les applications trs ractives (ex : positionnement), diffrentes stratgies sont adoptes par lesconstructeurs, bases sur une lectronique et/ou des mcanismes dchangesspcifiques.

Utilisation de connectique durcie, cordons blinds et switches industrielsrecommande.

Anneau optique : meilleure disponibilit du rseau, mais ncessite souvent desswitches de mme marque.

Phoenix contact

RJ45, SC, M12

IP67, autodnudants

Switch administrable Lantech

Filaire et optique M12, gestion danneau

Switch administrable Ethernet Direct

Filaire RJ45 et optique SC, gestion danneau


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Modbus TCP : spcificits Protocole ouvert, gratuit, simple dvelopper

Propos en natif ou option par la plupart des constructeurset diteurs de logiciels

Applications : GTB, IHM, automatismes non temps rel

Souvent utilis entre quipements de marques diffrentes(automates, robots, logiciels...)

Couche physique = Ethernet standard.

ICP DAS Schneider

Leroy

Wago


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ProfiNet IO Essentiellement Siemens

2 variantes : ProfiNet RT (E/S), ProfiNet IRT (positionnement)

Solutions sans fil, passerelles Profibus/ProfiNet

Couche physique Ethernet spcifique pour ProfiNet IRT (mais compatible

avec le standard)

Les esclaves sont caractriss par un nom dappareil, qui peut tre stock

dans une cartouche mmoire amovible (selon matriels)

ET200SSinamics G120CPU IM151-8

SEW Movidrive B

Festo CPX


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EtherNet/IP(IP=Industrial Protocol)

Initialement Rockwell. Schneider, nouvelle offre Omron Sysmac

Bas sur le protocole CIP (comme DeviceNet, ControlNet,Compobus). Modle producteur/consommateur.

Couche physique = Ethernet standard.

Intgration de Modbus TCP en cours (ODVA)

Scrutation dE/S, positionnement, IHM

E/S Advantech

Ilts pneumatiques

Numatics, Festo

Rockwell FlexIO,

Schneider ETB

Schneider

Lexium32 (servo), ATV32


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Ethernet Powerlink Initi par B&R Automation. Hilscher, Schneider, Stabli, Cognex

Philosophie CANOpen, avec un quipement Manager

Scrutation dE/S, positionnement

Fonctionne sur Ethernet Half-Duplex (hubs conseills !) de faondterministe.

Couche physique Ethernet standard.

Open source

Variateur

(asynchrone)

Servo -variateur

Synchrone mono, multiaxe

Modules dE/S IP20, IP67


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EtherCAT Initi par Beckhoff. Lenze, nouvelle offre Omron, ABB, Festo,

Hilscher, KEB, SEW, Schneider proposent des options.

Protocole bas sur CANOpen

Couche physique Ethernet spcifique.

Topologie de base : linaire, chaque esclave rmet vers le suivant.Le retour des donnes vers le matre seffectue par rebond sur

le dernier esclave. Adressage topologique (automatique)

E/S ABB

Servo var. Beckhoff

CPU Beckhoff E/S Beckhoff IP67 Servomoteurs 130W


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Liaisons inter-API Exemple 1 : Siemens Schneider, sans passerelle

Modbus RTU : quiper chaque automate dunmodule liaison srie RS485

Modbus TCP : client/serveur intgr sur coupleur

Ethernet Schneider. Sur API Siemens S7, variableselon version.

Ethernet

Modbus TCP

RS485Modbus RTU

Serveur

Esclave

Client

Matre


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Liaisons inter-API Exemple 2 : Siemens Schneider, avec passerelle

Utiliser les ports intgrs aux automates

Profibus, MPI,

Industrial Ethernet

Unitelway, Modbus,

Modbus TCP

Donnespartages

HMS Anybus B&B VLinx Hilscher NetTap

Passerelle


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OPC : Finalits

Au niveau informatique, accder aux donnes

process (typiquement issues des automates)

en saffranchissant des spcificits des

diffrents bus et rseaux de terrain

Standardiser des changes de donnes entre

logiciels, localement ou par rseau


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Serveurs OPC constructeurs

Ethernet

ModbusTCP

ISO8

073onTC

P

EtherNetIP

Schneider Siemens Rockwell Eurotherm

RS232, RS485

Modbus

Avantage : accs

simplifi aux donnes

process par leur nom

Inconvnient : licences

multiples

Clients OPC :

supervision, MES...

Serveur Serveur Serveur Serveur

Communication OPC


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Serveurs OPC universels

Ethernet

ModbusTCP

ISO8

073onTC

P

EtherNetIP

Schneider Siemens Rockwell Eurotherm

RS232, RS485

Modbus

Avantage : une seule

licence

Inconvnient : import des

noms des variables

manuel

Clients OPC :

supervision, MES...

Serveur

OPC

Communication OPC


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Conclusion, perspectives La guerre fait rage sur Ethernet

Les traditionnels Profibus, AS-i... ont encore de beaux joursdevant eux

Intgration de serveurs OPC dans les automates: B&R,

Beckhoff ont franchi le pas

Parts de march

(Fin 2010)

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