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Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 1 CIMI CIMI BUS DE TERRAIN ET RESEAUX INDUSTRIE

Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 1 CIMI CIMI BUS DE TERRAIN ET RESEAUX INDUSTRIELS OFFRE ET INTEROPERABILITE Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 2 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels FINALITES DES BUS DE TERRAIN Simplifier le câblage des capteurs, (pré) actionneurs, équipements de sécurité Mesurer, commander, paramétrer et diagnostiquer de façon précise Contreparties Outils de paramétrages et de diagnostic complexes et variés Veiller à la qualité des raccordements, règles de topologies Interopérabilité : de multiples solutions chez de multiples constructeurs... Gestion des versions Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 3 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels AS-i : spécificités Câblage : 1.5² multibrin, pas de blindage Scrutation des E/S TOR < 10 ms garanti Alimentation des esclaves via le bus, alimentation auxiliaire pour pré- actionneurs Application typique : convoyage Multiconstructeur : automates, capteurs, départs moteurs, variateurs, distributeurs, vérins, boutons, voyants, dispositifs de sécurité... Large offre IP67 Raccordements et configuration simples Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 4 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels ASi : contraintes Scrutation performante pour les E/S TOR uniquement 62 esclaves maxi, 100m sans répéteur 4 E / 4 S TOR maxi par esclave Alimentation spécifique (ou module de découplage pour alim. 24V classique) Veiller à la qualité des équipements (étanchéité) dans certains milieux (huile...) Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 5 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels ASi : Passerelles Connexion au bus de l’automate gestionnaire : Profibus, ProfiNet, Modbus TCP... Large choix de constructeurs Peuvent intégrer 1 ou 2 maîtres ASi, l’alimentation ASi, un moniteur de sécurité, un automate, un serveur Web... Bihl-Wiedemann IFM Siemens Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 6 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Profibus-DP: spécificités Très complet : E/S déportées, variation de vitesse et positionnement, IHM, multi-maître, consoles La plupart des constructeurs le proposent en option Automates : intégré chez Siemens essentiellement Selon le débit, de 100m à 1200m sans répéteur Offres variées, surtout IP20. 125 esclaves maxi WAGO, Beckhoff Siemens SEW Maître Segment Segment Segment Maxi 32 stations par segment Répéteur Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 7 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Profibus-DP : contraintes Programmation et diagnostic d’esclaves tiers parfois délicate (pas de standard d’organisation des données de process et de diagnostic, échanges parfois non implicites, versions de fichiers GSD, maître non Siemens) Temps de scrutation difficile à évaluer et à contrôler (voir utilitaire sur site Siemens) Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 8 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels CANOpen : spécificités Applications types: modules d’E/S déportées, variation de vitesse, positionnement Données process et de diagnostic standardisés par profil d’équipement Gestion des échanges performante : modèle producteur/consommateur La plupart des constructeurs le proposent en option Automates : intégré sur logiciel Schneider Unity Selon le débit, 25m à 1000m (pas d’extension par répéteur) 127 « esclaves » maxi Schneider, B&R JVL Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 9 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels CANOpen : contraintes Pas d’extension par répéteur Mise en œuvre délicate sur Schneider PL7-Pro, facilitée avec Unity Non déterministe Offre constructeurs plus limitée Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 10 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Ethernet Industriel : pourquoi Standards Ethernet éprouvés et toujours plus performants pour un coût limité : RJ45, fibre, sans fil, 100Mbits/s Full Duplex Topologie de type « bus » souvent proposée (Daisy Chain) : les équipements intègrent un Switch à 2 ports Intelligence embarquée => Ethernet rend possible l’intégration de services TCP/IP pour la configuration, le diagnostic, les alertes... Lien simplifié vers IHM, MES, ERP... Echanges entre équipements hétérogènes facilités (au cas par cas) Solution PoE : transmission de l’alimentation via le câble. Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 11 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Ethernet Industriel : contraintes Interopérabilité : les supports physiques sont standards (ou compatibles), ainsi que les services TCP/IP usuels. Cependant, les protocoles diffèrent d’un constructeur à l’autre. Ethernet est intrinsèquement non déterministe. Pour les applications très « réactives » (ex : positionnement), différentes stratégies sont adoptées par les constructeurs, basées sur une électronique et/ou des mécanismes d’échanges spécifiques. Utilisation de connectique durcie, cordons blindés et switches industriels recommandée. Anneau optique : meilleure disponibilité du réseau, mais nécessite souvent des switches de même marque. Phoenix contact RJ45, SC, M12 IP67, autodénudants Switch administrable Lantech Filaire et optique M12, gestion d’anneau Switch administrable Ethernet Direct Filaire RJ45 et optique SC, gestion d’anneau Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 12 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Modbus TCP : spécificités Protocole ouvert, gratuit, simple à développer Proposé en natif ou option par la plupart des constructeurs et éditeurs de logiciels Applications : GTB, IHM, automatismes « non temps réel » Souvent utilisé entre équipements de marques différentes (automates, robots, logiciels...) Couche physique = Ethernet standard. ICP DAS Schneider Leroy Wago Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 13 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels ProfiNet IO Essentiellement Siemens 2 variantes : ProfiNet RT (E/S), ProfiNet IRT (positionnement) Solutions sans fil, passerelles Profibus/ProfiNet Couche physique Ethernet spécifique pour ProfiNet IRT (mais compatible avec le standard) Les esclaves sont caractérisés par un nom d’appareil, qui peut être stocké dans une cartouche mémoire amovible (selon matériels) ET200S Sinamics G120 CPU IM151-8 SEW Movidrive B Festo CPX Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 14 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels EtherNet/IP (IP=Industrial Protocol) Initialement Rockwell. Schneider, nouvelle offre Omron « Sysmac » Basé sur le protocole CIP (comme DeviceNet, ControlNet, Compobus). Modèle producteur/consommateur. Couche physique = Ethernet standard. Intégration de Modbus TCP en cours (ODVA) Scrutation d’E/S, positionnement, IHM E/S Advantech Ilôts pneumatiques Numatics, Festo Rockwell FlexIO, Schneider ETB Schneider Lexium32 (servo), ATV32 Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 15 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Ethernet Powerlink Initié par B&R Automation. Hilscher, Schneider, Staübli, Cognex Philosophie CANOpen, avec un équipement « Manager » Scrutation d’E/S, positionnement Fonctionne sur Ethernet Half-Duplex (hubs conseillés !) de façon déterministe. Couche physique Ethernet standard. Open source Variateur (asynchrone) Servo -variateur Synchrone mono, multiaxe Modules d’E/S IP20, IP67 Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 16 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels EtherCAT Initié par Beckhoff. Lenze, nouvelle offre Omron, ABB, Festo, Hilscher, KEB, SEW, Schneider proposent des options. Protocole basé sur CANOpen Couche physique Ethernet spécifique. Topologie de base : linéaire, chaque esclave réémet vers le suivant. Le retour des données vers le maître s’effectue par « rebond » sur le dernier esclave. Adressage topologique (automatique) E/S ABB Servo var. Beckhoff CPU Beckhoff E/S Beckhoff IP67 Servomoteurs 130W Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 17 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Liaisons inter-API Exemple 1 : Siemens Schneider, sans passerelle Modbus RTU : équiper chaque automate d’un module liaison série RS485 Modbus TCP : client/serveur intégré sur coupleur Ethernet Schneider. Sur API Siemens S7, variable selon version. Ethernet Modbus TCP RS485 Modbus RTU Serveur Esclave Client Maître Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 18 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels Liaisons inter-API Exemple 2 : Siemens Schneider, avec passerelle Utiliser les ports intégrés aux automates Profibus, MPI, Industrial Ethernet Unitelway, Modbus, Modbus TCP Données partagées HMS Anybus B&B VLinx Hilscher NetTap Passerelle Eric Grand CIMI le 24 Mars 2001 19 CIMI CIMI CIMI Réunion technique du 8 Décembre 2011 – Bus de terrain et réseaux industriels OPC : Finalités Au niveau informatique, accéder aux données process (typiquement issues des automates) en s’affranchissant des spécificités des différents bus et réseaux de terrain Standardiser des échanges de données entre logiciels, uploads/Industriel/ bus-de-terrain-et-reseaux-indusriels.pdf