Introduction aux réseaux locaux industriels

75
Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 1 TOLED Etre capable de comparer et positionner les principaux réseaux locaux industriels du marché Connaître et comprendre la stratégie réseaux de la branche «Industrie» de Schneider Electric Introduction aux réseaux locaux industriels A H B C D E F Durée : 45 min. Expert, Pédagogie : Philippe WARIN Réalisation : AMEG Quiz Stratégie réseaux branche «Indus trie» Positionnement des principaux ré seaux Les produits d’interconnexion Les principaux standards et concepts utilisés Critères à prendre en compte pour communi quer Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

description

Introduction aux réseaux locaux industriels. Quiz. H. Etre capable de comparer et positionner les principaux réseaux locaux industriels du marché Connaître et comprendre la stratégie réseaux de la branche «Industrie» de Schneider Electric. Stratégie réseaux branche «Industrie». F. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Introduction aux réseaux locaux industriels

Page 1: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 1TOLED

Etre capable de comparer et positionner les principaux réseaux locaux industriels du marché

Connaître et comprendre la stratégie réseaux de la branche «Industrie» de Schneider Electric

Introduction aux réseaux locaux industriels

A

H

B

C

D

E

F

Durée : 45 min. Expert, Pédagogie : Philippe WARINRéalisation : AMEG

Quiz

Stratégie réseaux branche «Industrie»

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

Page 2: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 2TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

POURQUOI LES UTILISER ?

Page 3: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 3TOLED

Liaison série

Donnéesnumériques

01

- qu’est-ce qu’un réseau local industriel ?

Page 4: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 4TOLED

Sans réseau Avec réseau

- réduction des coûts d’installation

Page 5: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 5TOLED

Consigne de vitesse

numérique 0 - 32767

La valeur reçue

est perturbée

La valeur reçuen’est pas perturbée

Avec réseauSans réseau

Consigne de vitesse

analogique 0-10V

Si perturbation, répétition éventuelle du message,

- diminution de la sensibilité aux perturbations électromagnétiques

Page 6: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 6TOLED

- répartition possible de l’intelligence

Adjonctioncarte option pourautomatisme déporté

Paramétraged’actionsreflex locales

Page 7: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 7TOLED

- précision du diagnostic en cas de défaut

Défautgénérique

Défaut

Surcharge moteur

Sans réseau Avec réseau

Page 8: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 8TOLED

- remplacement d’équipements défectueux facilité

Module HS

Page 9: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 9TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

Critères à prendre en compte pour communiquer

CRITERES A PRENDRE EN COMPTEPOUR COMMUNIQUER

Page 10: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 10TOLED

Quelle distance ?

Taille maximum des messages ?

Quelle langue utiliser ?

Quand puis je parler ?

A qui je m’adresse ?

Dois je transmettrel ’information périodiquement ?

Est ce urgent ?

Quel moyen utiliser ?

Tu m’as bien entendu ?

Nombre d’interlocuteurs ?

Monologue ou dialogue ?

Peut on me remplacer ?

- pour communiquer...

Modèle OSI : classification et ordonnancement

Page 11: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 11TOLED

Décomposition en sous ensembles homogènes et ordonnés

ISO : International Standard Organization

Modèle OSI : Open System Interconnection Architecture à 7 couches

- le modèle OSI de l ’ISO- le modèle OSI de l ’ISO

Page 12: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 12TOLED

 COUCHE PRESENTATION 6

COUCHE APPLICATION 7

COUCHETRANSPORT 4

COUCHERESEAU

3

COUCHELIAISON

2

COUCHE PHISIQUE

1

SESSIONLAYER 5

Standardisation des fonctions pour interchangeabilité

Le hardware

Contrôle de la liaisonGestion de l’accès au médium

Routage des données

Contrôle de l ’acheminement de bout en bout

Organisation et synchronisation des échanges

Transcodage du format

Grammaire - Sémantique

PROFIL

- description du modèle OSI

Page 13: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 13TOLED

Médium : paire torsadée, câble coaxial, fibre optique par exemple

COUCHE

LIAISON

2

1COUCHE

PHYSIQUE

COUCHE

APPLICATION

7PROFIL

Topologie : bus, étoile, arbre, maillée ?

Nombre max. d’équipements : 2, 31, 64, 128 ?

Distance max. d’équipements : 100m, 1 Km, 15 km ?

Accès au médium : maître-esclave, anneau à jeton, accès aléatoire ?

Adressage : adresse 1, 5, diffusion générale ?

Contrôle transmission : contrôle de parité, CRC, délimiteurs ?

Gestion de flux : NACK, XON-XOFF, inhibit time ?

Langage : Modbus, FMS ?

Données de process : Client-serveur, producteur-consommateurcontenu, périodicité ?Données de service : Variables accessibles, taille max ?

Interchangeabilité : fichiers EDS, GSD ?

- critères concernant les réseaux locaux industriels

Page 14: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 14TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

Les principaux standards et concepts utilisés

LES PRINCIPAUX STANDARDS ET CONCEPTS

Page 15: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 15TOLED

Les principaux supports utilisés

Quelques standards paires torsadées : RS232, RS422, RS485

Les différentes topologies

COUCHE 1 : PHYSIQUE

Page 16: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 16TOLED

Médiums les plus utilisés :

vitesse distance immunité électromagnétique

Le choix du support de transmission ou MEDIUMS influent sur :

paire(s) de fils torsadées blindées

câble coaxial

fibre optique :

Coût

Faible

Elevé

- les principaux supports utilisésCouche 1physique

Page 17: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 17TOLED

RS232 :

Liaison point à point par connecteur SUB-D 25 ou SUB-D 9Distance < 15 mètres, débit < 20 kbits/sec.

RS422 :Bus multipoints full duplex (bi directionnel simultané) sur 4 fils.Bonne immunité aux parasites, distance maxi 1000 mètres à 100

kbits/sec.2 fils en émission, 2 fils en réception

RS485 : Bus multipoints half duplex (bi directionnel alterné) sur 2 fils. Mêmes caractéristiques électriques que RS422A mais sur 2 fils.

- quelques standards paires torsadéesCouche 1physique

Page 18: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 18TOLED

POINT A POINT

ETOILE

ARBRE

MAILLEE

ANNEAU

BUS

Exemple : LiaisonPC-Prise console automate

Exemple : ConnexionsPCs Ethernet sur HUB

Exemple : CANopen, DeviceNet, Profibus-DP, FIPIO, Modbus RS485

Dérivation Chaînage

Résistances fin de ligne

Exemple : Utilisé par Interbus

Exemple : Réseau Internet par

l’intermédiaire de routeurs

Exemple : Réseau Intranet par

l’intermédiaire de hubs et switchs

- les différentes topologiesCouche 1physique

Page 19: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 19TOLED

Les principaux mécanisme d’accès au médiumMaître - EsclaveAnneau à jeton ou Token-RingAccès aléatoire

L’adressage

Contrôle de la qualité de transmission

Contrôle de parité au niveau caractère

Contrôle de validité de message par mot de contrôle

Contrôle format de message par délimiteurs

La gestion de flux Transparent pour

l’utilisateur à l’exception

de l’adressage

COUCHE 2 : LIAISON

Page 20: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 20TOLED

A tour de rôle

Quand le maître me donne la parole

Dès que personne ne parle

Quand puis je parler ?

Maître-Esclave

Anneau à jeton = Token Ring

Accès aléatoire

Collision destructive : CSMA-CDCollision non destructive : CSMA-CA

- l’accès au médiumCouche 2

liaison

Page 21: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 21TOLED

Le maître accorde l’accès au médium

L’esclave accède au médium après sollicitation du maître

Maître Esclave

Polling

Quelque chose à dire ?

Réponse

Rien à déclarer !

Utilisé par Asi, FIPIO, Modbus, Profibus-DP et Uni-Telway

Possible sur CANopen et DeviceNet (par configuration)

- le système Maître - EsclaveCouche 2

liaison

Page 22: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 22TOLED

Anneau : les membres d’un anneau ont l’autorisation d’émettre lors de la réception du jeton.

Jeton : groupe de bits passé de nœud en nœud dans l’ordre croissant des adresses.

Adresse 1

Adresse 2

Adresse 3

Adresse 4

- anneau à jeton = Token-RingCouche 2

liaison

Utilisé par Modbus Plus

Page 23: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 23TOLED

Emission possible dès qu ’un silence est détecté.

2 types de collision :

destructives

non destructives

Chaque équipement « écoute » en même temps qu’il émet.

Si ce qui est reçu est différent de ce qui est émis, il y a collision

- accès aléatoireCouche 2

liaison

Page 24: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 24TOLED

Fonctionnement pas à pas en cas de cas de collision :

arrêt de l’émission des messages en cours

émission d’une trame de brouillage : la trame est perdue

attente temps aléatoire

tentative de réémission

- accès aléatoire avec collisions destructivesCouche 2

liaison

Stop

CSMA-CD = Carrier Sense Multiple Access - Collision Detection

Principe utilisé par Ethernet sous l’appellation CSMA-CD

Page 25: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 25TOLED

Le message reste valide grâce à un système de bits dominants et récessifs

• arrêt de l’émission de l’équipement le moins prioritaire (bit recessif)

• fin de transmission de l’équipement le plus prioritaire

• l’équipement le moins prioritaire tente de réemettre son message dès que le médium est libre

CSMA-CA = Carrier Sense Multiple Access - Collision Avoidance

Principe utilisé par CANopen et DeviceNet sous l’appellation CSMA-CA

StopDominant Récessif

- accès aléatoire avec collisions non destructives

Couche 2liaison

Page 26: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 26TOLED

Interface Advantys FTB

Lucie

Fabien

Adresse 77

x10 x1

A qui je m’adresse ?

- l’adressageCouche 2

liaison

Un groupe

Page 27: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 27TOLED

Adresse ChecksumDataFonctionSOF EOF

Adresse = 77

Utilisation de valeurs d ’adresses réservées : 0, 255.

Non configurables sur les produits

Si message destiné à l ’ensemble des produits : Diffusion générale ou Broadcasting

Exemple avec trame Modbus

- exemple d’adressageCouche 2

liaison

Page 28: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 28TOLED

Bien compris !

Je n’ai pas entendu la fin de la phrase

Tu m’as bien entendu ?

Poste de soudure

Contrôle de parité niveau caractèreVérification validité du message

par mot de contrôleContrôle format message par délimiteurs

- contrôle de la qualité de transmissionCouche 2

liaison

Page 29: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 29TOLED

Adresse Mot de contrôleDataFonctionSOF EOF

Exemple avec trame Modbus

1 0 1 0 0 1 1 0 1 Parité 1

Adresse = 77 comprend 4 bits à 1

Nombre pair de bits à 1Nombre impair de bits à 1

- contrôle de parité au niveau caractèreCouche 2

liaison

Bit 0Start Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Parité Start

Adresse

0Parité paire 1Parité impaire

Page 30: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 30TOLED

Exemples : Checksum

CRC = Cyclic Redundancy Check

LRC = Longitudinal Redundancy Check

Adresse Mot de contrôleDataFonctionSOF EOF

Exemple avec trame Modbus

Champ contenant une valeur calculée à partir d’un bloc de

bits et permettant de réaliser un test de validité sur

l’ensemble d’un message.

- contrôle de validité du message par mot de contrôle

Couche 2liaison

Page 31: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 31TOLED

Exemple avec trame Modbus

Contrôles supplémentaires

de la qualité de la transmission

- contrôle format de message par délimiteursCouche 2

liaison

Adresse ChecksumDataFonctionSOF EOF

Informations standardisées insérées dans chaque message

pour délimiter différents champs : début, fin, etc…

Page 32: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 32TOLED

Attendslaisse moi finir !!!

NACK = Non acquitté

XON-XOFF

Inhibit Time

- gestion de fluxCouche 2

liaison

Page 33: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 33TOLED

Couche 7application

Messagerie

Les types de données

Le système Client-Serveur

Le système Producteur-Consommateur

Données de process

Données de service

Les types de traffic

Echanges cycliques

Echanges acycliques

COUCHE 7 : APPLICATION

Page 34: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 34TOLED

L’anglais ?

Le français ?

L’italien ?

Quelle langue utiliser ?

Systèmes de messagerie :

Modbus

UNI-TE

FMS

Messagerie :

Client - Serveur

- messagerieCouche 7

application

Page 35: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 35TOLED

Réponse

Tout de suite Madame !

Requête

Pouvez vous apporterl ’addition ?

Le CLIENT est une entité demandant un service

Le SERVEUR est l’entité qui répond à une demande d ’un client

Client(e) Serveur

Utilisé par Modbus, UNI-TE, FMS...

- le système Client - ServeurCouche 7

application

Requête

Peux tu passeren marche arrière ?

Réponse

C ’est fait !

Requête

A quelle vitessele moteur tourne t’il ?

Réponse

1000 tour/mn

Page 36: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 36TOLED

Le PRODUCTEUR est une entité (unique) qui fournit une information

Le CONSOMMATEUR est une entité qui l’utilise (plusieurs entités peuvent utiliser la même information).

Producteur

Il est 13h51mn

Consommateur 1

Et si j’allais au cinéma...

- le système Producteur - ConsommateurCouche 7

application

Utilisé par CANopen et DeviceNet

Consommateur 2

C’est l’heurede mon match...

Producteur

Vitesse = 1200 tr/mn

Consommateur 1

J’ajuste ma vitesseà 1200 tr/mn

Consommateur 2

J’affiche la vitesse

Page 37: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 37TOLED

Données de process

Données de service

Contrôle - Commande Configuration - Réglage - Diagnostic

Faible volume de données

Rafraîchies rapidement de façon périodique ou sur changement d’état

Volume de données important

Transmises au démarrageou en cas de problème

Sans contrainte de temps

- les types de donnéesCouche 7

application

Page 38: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 38TOLED

Echanges cycliques

Echanges acycliques

Utilisées pour données de process Utilisées pour données de service

Au démarrage transmission automatique des données de configuration et de réglage

Rafraîchies automatiquement

2 tables de mots : entrées et sorties En cas de besoin activation par programmation pour données de

réglage ou de diagnostic

- les types de trafficCouche 7

application

Page 39: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 39TOLED

Système ouvert

Profil

Fichiers EDS

PROFIL

Profil

Page 40: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 40TOLED

Atteinte par le strict respect de profils.

Atteinte par le strict respect des spécifications du protocole.

Un système ouvert = constituants interopérables et interchangeables

Interopérabilité = faculté de communiquer de manière intelligible entre équipements

Interchangeabilité = faculté de pouvoir remplacer un équipement par un autre

- système ouvertProfil

Page 41: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 41TOLED

Brune, yeux marrons,25 ans 1,70 m 59 kg

Blonde, yeux bleus,15 ans 1,60 m 50 kg

Brun, yeux verts8 ans 1,35 m 30 kg

Peux tu me remplacer ?

Se matérialise par un fichier EDS

- profil d’équipementProfil

Profil = moyen standardisé de décrire les fonctionnalités d ’un produit

Page 42: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 42TOLED

EDS = Electronic Data Sheet ---> Syntaxe stricte

Sur disquette - CD-ROM - Téléchargeable

Utilisé par logiciels de configuration réseau

Pour Profibus-DP : EDS = GSD

- fichier EDSProfil

Configuration Tool Device

Network

Configuration Data

Deviceinformation

Electronic DataSheet

ApplicationsObjects

Page 43: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 43TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

LES PRODUITS D’INTERCONNEXION

Les produits d’interconnexion

Page 44: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 44TOLED

Répéteur = Repeater

Concentrateur = hub

Convertisseur = transceiver

Switch

Pont = Bridge

Routeur = Router

Passerelle = Gateway

Longueur - Nombre équipements

Adaptation support physique

Longueur - Nombre équipements - Collisions

Adaptation couches basses

Connexion entre réseaux de même type

Connexion entre réseaux de type différents

- pour améliorer ou adapter les caractéristiques d’un réseau

Couche 1physique

Couche 2liaison

Couche 3réseau

Couche 7application

Page 45: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 45TOLED

Répéteur = RepeaterAugmentation longueur et nombre d’équipementsraccordables par ajout d’un nouveau segment

Amplificateur de signal

1 1

Segment 2Segment 1

Exemple :Répéteur ASiRérérence : XZMA1Connexion sur câble plat par prise vampire

- répéteur = repeater

Page 46: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 46TOLED

Concentrateur = Hub

1 1 1 1

Augmentation longueur et nombre d’équipements par ajoutde plusieurs segments. 1 équipement par segment.

Topologie en étoile.

Il amplifie un signal reçu sur un port vers tous les autres ports

Exemple :Hub Ethernet 10 Mbits/s - 4 ports RJ45Rérérence : 499NEH104104 x 10baseT

- concentrateur = Hub

Page 47: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 47TOLED

Convertisseur = TransceiverAdaptation de supports physiques de nature différente.

Convertisseur de signaux.

1 1

Segment 2Segment 1

Exemple :Transceiver Ethernet 100 Mbits/s paires torsadées - fibre optiqueRérérence : 499NTR10100

Conversion 100baseTX (RJ45) - 100baseFX (SC)

- convertisseur = transceiver

Page 48: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 48TOLED

Switch

1

Augmentation longueur et nombre d’équipements par ajoutde plusieurs segments.

Topologie en étoile.

Sur réception d ’un message, analyse l’adresse du destinataireet transmet sur le port correspondant.

2

1

2

1

2

1

2

Exemple :Swith Ethernet 10/100 Mbits/s 8 portsRérérence : 499NES18100

8 x 10baseT / 100baseTX (RJ45)

- switch

Page 49: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 49TOLED

Pont = Bridge

Permet de relier 2 réseaux utilisant la même coucheapplication mais des couches basses différentes1 1

Réseau 2Réseau 1

2 2

Exemple :Bridge Ethernet TCP-IP Modbus / Modbus liaison sérieRérérence : 174CEV30010Interface Ethernet : 1 x 10baseT = RJ45Interface Modbus : RS232 ou RS485 sur RJ45 ou bornes à vis

- pont = bridge

Page 50: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 50TOLED

Routeur = Router

Permet de router des informations entre réseauxutilisant la même couche application

Principalement utilisé par Internet par l’intermédiaire d’adresses IP

2 2

Réseau 2Réseau 1

3 3

1 1

Exemple :Routeur Ethernet d’Allied Data

- routeur = router

Page 51: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 51TOLED

Passerelle = Gateway

Permet de relier 2 réseaux de nature complètement différente

2 2

Réseau 2Réseau 1

7 7

1 1Nécessite une configuration logicielle

Exemple :Passerelle Profibus-DP - Modbus liaison sérieRérérence : LUFP7Interface Profibus-DP (esclave) : Sub-D 9 pointsInterface Modbus (maître) : RS485 sur RJ45

- passerelle = Gateway

Page 52: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 52TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

POSITIONNEMENT DES PRINCIPAUX RESEAUX

Positionnement des principaux réseaux

Page 53: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 53TOLED

Classification des réseaux locaux

Positionnement des principaux réseaux du marché

Comparatif caractéristiques principales

- réseaux du marché

Page 54: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 54TOLED

TEMPSDE

REPONSENECESSAIRE

1 ms

1 s

1minute

1 bit

VOLUMED'INFORMATIONSA TRANSMETTRE

1 kbits

1 Mbits Système d’information

PC - Serveurs

Niveau 3Entreprise

Data bus

Niveau 2Atelier

Field bus

Gestion de productionSupervision

Automates - IHM

Niveau 1Machine

Device bus

Le contrôle commande

Variateurs de vitesseIlots d ’automatismes

Détection réaction

Capteurs actionneurs digitaux

Niveau 0Constituants

Sensor busN x bits en N x ms

N x mots en N x 10ms

Fichiers en N x secondes

N x 10 mots en N x 100ms

- classification des réseaux locaux

Page 55: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 55TOLED

Sensor bus

Device bus

Field bus

Data bus

AS

i

Ser

iple

x

Pro

fib

us

-FM

S

FIP

WA

Y

Mo

db

us

Plu

s

Eth

ern

et

CA

No

pen

Dev

iceN

et

Inte

rbu

s

Pro

fib

us

-DP

FIP

IO

Mo

db

us

LS

- positionnement des principaux réseaux

Page 56: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 56TOLED

ASi CANopen DeviceNetEthernet

TCP/IP ModbusProfibus-DP FIPIO Interbus Modbus

Médium

Câble plat jauneCâble rond non

blindéCâble rond

blindé

Paire torsadée blindée

Double paires torsadées blindées

Cable coaxial:10 base 2 - 10 base 5

Paire torsadée blindée:10 base T - 10 base TX

Fibre optique10 base F - 10 base FX

Paire torsadée blindée

Fibre optique

Paire torsadée blindée

Fibre optique

Double paires torsadées blindées

Paire torsadée blindée

Longueur maxi sans répéteur

100 m

Suivant débit :25 m à 1 Mbits/s

1 km à 10 Kbits/s

Suivant débit :100m à 500 Kbits/s500m à 125 Kbits/s

Paire torsadée 100mFibre optique 2000m

Suivant débit :100m à 12 Mbits/s1,2km à 10 Kbits/s

1000 m en paire torsadée

3000 m en fibre optique

400 m 1000 m

Longueur maxi avec répéteurs

300 mFonction du type

de répéteurFonction du type

de répéteur10km fibre optique

400 à 4800 m suivant débit

15 km 12,8 kmFonction du type

de répéteur

Débit 166 Kbits/s9 débits possiblesde 10 Kbits/s à 1

Mbits/s

125, 250 ou 500 Kbits/s

10/100Mbits/s9,6 Kbits/s à 1

Mbits/s1 Mbits/s 500 Kbits/s

jusqu'à 19200 bits/s

Nombre maxi d'équipements

ASi V1 : 1 maître + 31 escl.

ASi V2 : 1 maître + 62 escl.

1281 maître et 127

esclaves

641 maître et 63

esclaves

64Limitation

I/O scanning et Modbus

Mono ou Multi-maîtres

126 équipements

maxi

1 gestionnaire+ 126 équipements

51232

1 maître et 31 esclaves

122127

équipementsavec le maître

- comparatif caractéristiques couche physique

Page 57: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 57TOLED

ASi CANopen DeviceNetEthernetTCP/IP

ModbusProfibus-DP FIPIO Interbus Modbus

Méthode d'accès au

médium

Maître Esclaves

CSMA/CA CSMA/CA CSMA/CD

Multi-maîtreToken ring entre

maîtres+ maître/esclave

Gestionnaire de bus

Maître Esclaves

Trame unique

Maître Esclaves

Type et taille des données échangées

ASi V1 :Cycliques: 4 bits E 4 bits SAcycliques: 4 bits P

ASi V2 :Cycliques: 4 bits E 3 bits SAcycliques: 3 bits P

E/S cycliques : PDO8 octets E8 octets S

Acycliques : SDOParam./réglage>8 octets par

fractionnementdes informations

E/S cycliques :I/O messages

8 octets E8 octets Sou >8 si

fragmentation

Acycliques :Explicit messages

Param./réglage >8 octets par fractionnement

des informations

E/S cycliques :I/O scanning125 mots E125 mots S

Acycliques :Param./réglagepar messagerie

asynchrone 507mots

E/S cycliques :PZD

244 mots E244 mots S

Possibilité indexagepar PKW

E/S cycliques :32 mots E32 mots S

Acycliques :Param.= 30 motsRégla. = 30 mots

E/S cycliques :256 mots E/S

Acycliques :256 mots par fragmentation

Variables acycliques =Messagerie

1920 bits120 mots

- comparatif caractéristiquescouches liaison et application

Page 58: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 58TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

STRAGERIE RESEAUX BRANCHE «INDUSTRIE»

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Page 59: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 59TOLED

Bases de la stratégie

Core Networks Schneider

Legacy et Connectivity Networks

Définitions

- branche industrie de Schneider Electric

Page 60: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 60TOLED

CORE NETWORKS

Réseaux ciblés et privilégiés par Schneider Electric

LEGACY NETWORKS

Réseaux « hérités » par des contraintes historiques

CONNECTIVITY NETWORKS

Réseaux utilisés pour répondre à des besoins du marché

- définitions

Page 61: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 61TOLED

Les grands principes :

Politique d’ouverture

Volonté d’engagement dans les technologies Internet

Engagement à supporter les « Legacy networks »

Capacité à répondre aux demandes spécifiques du marché

- bases de la stratégie

Utilisation de standards internationaux non propriétaires pour les core networks

Stratégie reseau doit conforter notre leadership dans le Web-Automation

Transition douce entre anciens et nouveaux réseaux

Utilisation de solution tiers pour les « Connectivity networks »

Page 62: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 62TOLED

Device bus

Field bus

Data bus

Sensor busASi

CANopen

Bus interne ilot d’automatisme

Ethernet TCP-IPModbus

Modbus RS485

- core networks Schneider Electric

Page 63: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 63TOLED

LEGACY NETWORKS

FIPIO, Modbus Plus, SeriplexTant qu ’ils présentent des avantages techniques

CONNECTIVITY NETWORKS

DeviceNet, Profibus-DP, Interbus...Approche pragmatique par solution tiers pour répondre à des besoinsmarché des pays

- Legacy et Connectivity networks

Page 64: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 64TOLED

A

H

B

C

D

E

F

Quiz

Stratégie réseaux branche « Industrie »

Positionnement des principaux réseaux

Les produits d’interconnexion

Les principaux standards et concepts utilisés

Critères à prendre en compte pour communiquer

Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ?

QUIZ

Quiz

Page 65: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 65TOLED

Un réseau local industriel est un système permettant d'échanger des données entre équipements industriels

Par liaison parallèle Par liaison série numérique Par échange de valeurs analogiques

Submit Clear

Page 66: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 66TOLED

Quel type de topologie est utilisée sur les réseaux CANopen, DeviceNet, Profibus-DP, et FIPIO ?

Anneau Arbre Bus Etoile Maillée

Submit Clear

Page 67: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 67TOLED

Qu'est ce que le modèle OSI ?

Un standard de normalisation permettant d'évaluer la qualité des réseaux de communication.

Un standard de codage pour caractères alpha-numériques Un modèle d'architecture à 7 couches dédié aux réseaux de

communication

Submit Clear

Page 68: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 68TOLED

Accès au médium - Contrôle de la transmission - Quelle couche ?

Couche physique Couche liaison Couche application

Submit Clear

Page 69: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 69TOLED

Quelle est la bonne description d'une liaison RS485 ?

Liaison point à point - 15 mètres Liaison multi-points - Full-Duplex - 1000 mètres Liaison multi-points - Half-Duplex - 1000 mètres

Submit Clear

Page 70: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 70TOLED

ASi : quelle définition

1 arbitre - 127 esclaves 1 maître - 62 esclaves Multimaître - 122 équipements maximum

Submit Clear

Page 71: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 71TOLED

Quels réseaux peuvent fonctionner à 1 Mbits/s

ASi CANopen Interbus Profibus-DP FIPIO Modbus

Submit Clear

Page 72: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 72TOLED

Une passerelle permet

D'étendre la longueur d'un réseau De relier 2 segments d'un réseau utilisant des médiums

différents De connecter 2 réseaux de nature différente De diminuer le nombre de collisions sur un réseau

Submit Clear

Page 73: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 73TOLED

Qu'est ce qu'un core network dans l'environnement Schneider ?

Un réseau utilisant du câble coaxial Un réseau ciblé utilisé dans les architectures d'automatisme

Schneider Un réseau respectant une topologie bus

Submit Clear

Page 74: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 74TOLED

Quels sont les core networks Schneider ?

ASi - CANopen (bus interne) - FIPWAY ASi - FIPIO - Ethernet TCP-IP Modbus ASi - CANopen (bus interne) - Ethernet TCP-IP Modbus ASi - Modbus Plus - Ethernet TCP-IP Modbus

Submit Clear

Page 75: Introduction aux réseaux locaux industriels

Introduction aux réseaux locaux industriels - Septembre 2004 75TOLED

Quiz Results

You scored {score} out of {total-score}