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