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 Introduction  Différents réseaux industriels  Bus UNI-TELWAY  Surveillance

 Introduction  Différents réseaux industriels  Bus UNI-TELWAY  Surveillance du réseau Uni-Telway  ConclusionPLAN CIM (computer integrated Manufacturing) Réseau Ethernet Réseau CANopen Réseau Profibus Réseau AsiPLAN Le CIM crée une segmentation des réseaux et bus : Les mécanismes d'échange sur les architectures d'automatismes traditionnelles n'ont pas évolué depuis la prise en compte des besoins de communication. Pour réduire son investissement, l’utilisateur sera intéressé par un réseau qui couvre plusieurs niveaux Emplois Appellation Appellation Française. Offre commerciale. Informatique Databus bus informatique Ethernet,... Fieldbus bus inter unité de traitement WorldFIP, Profibus, Modbus+... Automatique Devicebus bus de périphérie d'automatisme DeviceNet, WorldFIP, Profitbus , modbus+... Sensorbus bus de capteur actionneur ASi, bitbus, batibus, ETHERNET est parmi les réseaux les plus répandus, il vise essentiellement les applications de: - coordination entre automates programmables. - Supervision locale ou centralisée. - Communication avec l’informatique de gestion de production. - Communication avec des entrées/sorties distantes. Le réseau Ethernet pénètre de plus en plus la structure d’automatisme : automate, variateur et capteurs DOMAINE D’UTILISATION DU RESEAU ETHERNET La communication ETHERNET vise essentiellement les applications de : communication avec l’informatique de gestion de production. supervision locale ou centralisée. coordination entre automates programmables. communication avec des entrées/sorties distantes. LA TRAME ETHERNET Pour envoyer des informations sur Ethernet on utilise la trame suivante: Adresse MAC de destination: contient l’adresse physique Ethernet de la station destinataire. Adresse MAC source: contient l’adresse physique Ethernet de la station émettrice. Ether type: contient le type de données transmises selon que c'est un datagramme IP, une requête ou réponse ARP. 0x0800 : IP 0x0806 : ARP Données: contient les données à transmettre qui peuvent avoir une taille allant de 46 à 1500 octets. Dans le cas de données trop petites, comme pour les requêtes et réponse ARP et RARP on complète avec des bits de bourrage ou padding. CRC: code cyclique redandant. 08 00 20 10 b6 25 08 00 20 0f a4 7d 08 00 45 00 00 84 2d bd 00 00 ff 11 73 2e c0 2c 4d 23 c0 2c 4d 01 03 fc 08 01 00 70 00 00 00 05 d5 23 00 00 00 00 00 00 00 02 00 01 86 a3 00 00 00 02 00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 20 2c 72 4e 7a 00 00 00 05 62 31 33 35 6b d5 6c 13 00 00 00 0c 00 00 00 15 00 00 00 01 00 00 00 15 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 07 00 00 00 00 01 00 0a 00 00 00 00 3c 06 6e 36 c3 f8 00 0a 00 00 00 00 3c 06 6e 36 C3 f8 92 d3 21 1e Adresse destination Adresse source Protocole IP Machine SUN CRC Donnée Exemple: Trame Ethernet - Can Open est la version industrielle du bus CAN. Créé pour l’automobile, ce réseau à prouvé sa souplesse et sa fiabilité depuis plus de 10 ans dans de multiples applications telles que les équipements médicaux, les trains, les ascenseurs, ainsi que dans de multiples machines et installations. - Chaque message envoyé sur le réseau est repéré - par un identificateur. Plusieurs stations peuvent lire le même message. L'accès au bus repose sur un - arbitrage de type CSMA/CR (Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution). - Le débit binaire variable entre 10 Kbits/s et 1 Mbits/s est conditionné par la longueur du bus.RESEAUCANOPEN Exemples d’applications 13 CAN LES INFORMATIONS SUR LE BUS Les champs de la trame de données : 14 IDLE IDLE intermission 3 7 2 16 0 à 64 bits 6 12 1 Fin de trame Champ de ACK Champ de CRC Champ de données Champ d'arbitrage Champ de commande Début de trame Trame de données LES INFORMATIONS SUR LE BUS 1 - Trame de données (data frame): Constitution de la trame de données de type standard CAN 2.0A, la plus utilisée. Cette trame se décompose en sept parties principales que l'on appelle des champs : début de trame (1 bit) champ d'arbitrage (12 bits) champ de commande (6 bits) champ de données (0 à 64 bits) champ de CRC (16 bits) champ d'acquittement (2 bits) fin de trame (7 bits) puis, une 8e zone dite d'espace interframe (intertrame) qui fait partie intégrante de la trame. 15 Profibus (PROcess FIeldBUS) est initialement issu d'un projet allemand regroupant entre autres, Bosch,Klockner-Moeller et Siemens. Trois variantes existent maintenant: - Profibus FMS (Field Message Specification). - Profibus DP (Distributed Periphery) . - Profibus PA (ProcessAutomation). Caractéristiques : -Longueur maximale : FMS : 4800 m, 3 répéteurs. PA : 1900 m, 3 répéteurs. DP : 9600m, 7 répéteurs. Topologie : Bus avec résistance de fin de ligne. -Vitesse de transmission : FMS : 9.6 kbit/s à 500 kbit/s. PA : 93.75 kbit/s. DP : 9.6 kbit/s à 1.5Mbit. 12 Mbit/s (Siemens). -Temps de réaction maximal : Calculable. Dépend du temps de cycle. -Nombre maximum d'équipements : 127 -Efficacité du protocole : de 0% à 70% en fonction de nombre de données utiles. -Détection d'erreurs : - CRC Couche Physique : RS485 sur câble bi axial Câble – Paire torsadée blindée Paire torsadée blindée. – Soigneusement isolée par une feuille conductrice et une tresse. – 2 conducteurs nommés A et B. • Fil vert : A, transporte le signal RxD/TxD-N • Fil rouge : B, transporte le signal RxD/TxD+N Profibus - DP : La distance maximale et le débit sont liés. Profibus accepte jusqu’à – 32 équipements sans répéteur. – 126 équipements avec répéteur. L’utilisation d’un répéteur régénérant le signal permet de cascader les segments. Il ne doit pas y avoir plus de 9 répéteurs entre un équipement et le maître. Profibus - DP Analyse – Comparaison entre Profibus et le câblage traditionnel • Avantages – Tous les avantages d’un bus de terrain. – Bien adapté à la gestion d’entrées sorties. • Inconvénients – Latence. – Mal approprié pour la commande de mouvements synchronisés. – Complexité de mise en oeuvre. Nombreuses sources de problèmes potentiels – potentiels. – Risque de défauts plus élevés. – Outils et compétences requis beaucoup plus élevés. Bus AS-i : AS-i (Actuator Sensor interface) est un bus de capteurs et d'actionneurs. C'est un bus déterministe aux temps de réponse très courts qui s'appuie sur un standard industriel ouvert soutenu par l'association AS-i. Cette association compte parmi ses membres les leaders du marché des capteurs, des actionneurs, des automates programmables et de la connectique. AS-i offre donc l'avantage de ne pas être un réseau propriétaire. Son raccordement vers le niveau supérieur dans la hiérarchie des réseaux peut être réalisé à travers des passerelles (comme la passerelle Fipio/AS-i) ou en utilisant les capacités de communication d'un coupleur de bus (automate…). GESTION DU BUS AS-I La trame AS-I 14 bits du maître 3-10 bits de pause 7 bits esclave 1 bit de pause 0 SB A4 A3 A2 A1 A0 I4 I3 I2 I1 I0 PB 1 0 I3 I2 I1 I0 PB 1 Requête du maître Réponse de l'esclave Bit de start Bit de contrôle A4 - A0 : adresse des esclaves I4 - I0 : informations du maître vers l'esclave et de l'esclave vers le maître PB : Bit de parité EB : Bit de stop Données I4 = 0 Paramètre I4 =1 Adressage SB et A0-A4 =0 Commandes SB =1 AS-i est simple • transmission données et puissance sur 2 fils non blindés, non torsadés. AS-i est flexible • topologie libre et évolutive. AS-i est sûr • Concept de transmission robuste et efficace. AS-i est standardisé • standardisation électrique ; existence de “profils” (interchangeabilité) • Composant unique pour tous les constructeurs. Les points clés d'AS-i COMPARATIF ENTRE DIFFÉRENTS RÉSEAUX Ethernet TCP /IP sur modbus CanOpen Profibus As-i Longueur max sans répéteur 100 m (paire torsadée). 2000 m(fibre optique). 25 m pour 1 Mbits/s 1 km pour 10Mbits/s 100 m pour 12 Mbits/s 1.2 Km pour 10 Kbits/s 100 m Longueur max avec répéteur 100 km En fonction du type de répéteur 400 m pour 12Mbits/s 4.8 Km pour 10 Kbits/s 300 m topologie Bus étoile bus bus libre Méthode d’accès Câble coaxial Paire torsadée Fibre optique Paire torsadée blindée Paire torsadée blindée Fibre optique Câble plat jaune Détection d’erreur CSMA/CD CSMA/CA Token ring Maitre esclave Maitre esclave Débit CRC CRC Format check Bit check CRC NRZ Manchester Bit de parité Nombre d’équipements 10 à 100 Mbits/s 10 Kbits/s à 1 Mbits/s 10 Kbits/s à 1 Mbits/s 167 Kbits/s Temps de cycle 1 serveur et 63 clients 127 stations maitre inclus 122 éqp maitre et esclaves inclus 1 maitre As-i V1:31 Esclaves As-i V2:62 esclaves Temps de cycle Bus non déterministe Bus non déterministe Calculable en général entre 2 et 18ms 0.16 * nbre d’esclaves UNI-TELWAY est un bus de communication entre constituants d'automatisme (Automates, terminaux de dialogue, variateurs de vitesse, commandes numériques, Équipements de pesage, ...). UNI-TELWAY facilite également la communication avec des équipements tels que des Calculateurs de supervision et de gestion. GESTION DE LA LIAISON UNI-TELWAY uploads/Ingenierie_Lourd/ diapo-pfe.pdf