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Cours réseaux locaux industriels EXEMPLE1 2 Moteur1 Moteur1 Site 1 Site 2 1KM

Cours réseaux locaux industriels EXEMPLE1 2 Moteur1 Moteur1 Site 1 Site 2 1KM Panel supervision Panel supervision convoyeur Moteur1 Moteur1 Site 1 Site 2 Panel supervision Panel supervision convoyeur Câble torsadé Moteur1 Moteur1 Site 1 Site 2 Panel supervision Panel supervision convoyeur Câble torsadé Moteur1 Moteur1 Site 1 Site 2 Panel supervision Panel supervision convoyeur Liaison radio EXEMPLE2 7 Forage1 Forage2 Forage3 Forage4 Forage5 ocp village1 village2 khouribga Service maintenance Station de collecte d’eau Station de distrubition 35Km Forage1 Forage2 Forage3 Forage4 Forage5 ocp village1 village2 khouribga Service maintenance Station de collecte d’eau Station de distrubition 35Km Forage1 Forage2 Forage3 Forage4 Forage5 ocp village1 village2 khouribga Service maintenance Station de collecte d’eau Station de distrubition 35Km Forage1 Forage2 Forage3 Forage4 Forage5 ocp village1 village2 Khouribga Service maintenance Station de collecte d’eau Station de distribution 35Km 12 B C 1.Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ? 2.Critères à prendre en compte pour communiquer 3.Les principaux standards et concepts utilisés 4.Les produits d’interconnexion 5.Positionnement des principaux réseaux Introduction aux réseaux locaux industriels 13 Introduction aux réseaux locaux industriels B C 1.Réseaux locaux industriels - Pourquoi les utiliser ? 2.Critères à prendre en compte pour communiquer 3.Les principaux standards et concepts utilisés 4.Les produits d’interconnexion 5.Positionnement des principaux réseaux 24/0 1/20 21 Objectifs du cours Etre capable de comparer et positionner les principaux réseaux locaux industriels du marché Connaître et comprendre la stratégie réseaux de la branche «Industrie» Elaborer et tester quelques réseaux locaux industriels Une bonne définition du réseau est : Un ensemble de matériels et logiciels permettant l’échange d’information matériel= commutateurs, routeurs, supports,… logiciels=IOS, algorithmes,… La notion d’information est la plus large possible : bits, musique, image, données,voix, vidéo, graphiques, etc Même s’il existe de nombreux types de réseaux de télécom, ils opèrent de façon similaire : chaque système est conçu pour échanger de l’information entre usagers (personnes, ordinateurs, machines, etc.) Notion des réseaux 24/0 1/20 21 Historique des réseaux et réseaux industriels 1865 : Télégraphe (S.B. Morse) 1876 : Téléphone (Bell) 1930 : Télévision (principes) 1963 :Liaisons spécialisées bas débit 1964 : Transmission de données sur RTC 1969 : Internet 1970 : Réseaux locaux 1970 : 1er réseau industriel (connexion d ’entités de contrôle/commande aux postes opérateurs réseau) 1977 : Liaisons spécialisées 2.4kb/s à 2Mb/s 1980 : connexion d ’automates réseau MODBUS 1988 : RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) Années 90s: Réseaux haut débit SDH, ATM, MPLS,… Aujourd'hui : tendance à un réseau industriel unifié autour du LAN 24/0 1/20 21 Caractérisation des réseaux Les réseaux peuvent être caractérisés par : 1. leur étendue 2. leur topologie 3. le type de services fournis 4. leur mode de commutation. 24/0 1/20 21 Type des réseaux (selon l’étendue géographique) Réseaux locaux (LAN, Local Area Network) lorsque les stations peuvent être séparées au plus de quelques kilomètres. Exemple: réseau local industriel (voitures, systèmes de vidéosurveillance/alarmes,…) Réseaux métropolitains (MAN, Metropolitan Area Network) lorsque les stations couvrent une ville. Réseaux étendus (WAN, Wide Area Network) lorsque la distance entre stations atteint les centaines de kilomètres (au max.) Exemple: réseau WAN industriel (sécurité de territoire, sécurité des voitures par GPS,…) 24/0 1/20 21 Type des réseaux (selon l’étendue géographique) LAN Réseaux locaux MAN Réseau x Métrop olitains WAN Résea ux Etend us 1m 10m 100m 1km 10km 100km 24/0 1/20 21 21 Liaison série Données numériques 0 1 - qu’est-ce qu’un réseau local industriel ? Un réseau de communication industriels est un système permettant d’échanger des données numériques par liaison série entre des équipements industriels de type : automate, ordinateurs, capteurs, actionneurs. Un réseau local industriel opère dans un environnement industriel de la taille d’un bâtiment. Notion de réseau local industriel (RLI) Un réseau local industriel, est un réseau local utilisé dans une usine ou tout système de production pour connecter diverses machines afin d’assurer la commande, la surveillance, la supervision, la conduite, la maintenance, le suivi de produit et la gestion. Rôle de RLI: Faire communiquer des équipements divers en fournissant des services temps réel (durée de transmission limité dans le temps). Exemple de système temps réel: communication voix Notion de réseau local industriel (RLI) Architecture globale d’un RLI: suit l’organisation fonctionnelle de l’entreprise A chaque niveau d’abstraction, dans un environnement industriel, correspond un réseau permettant de relier ses différents éléments. Une passerelle est utilisée pour relier deux réseaux sont hétérogènes. On distingue donc trois types de réseaux : 1Réseau de terrain connectent les capteurs, les actionneurs et tout matériel supportant des processus d’application (capteur/actionneur, automates). 2Réseau d’atelier (ou de cellule) connectent, dans une cellule ou un atelier, les dispositifs de commande de robots, de machines-outils, de contrôle de la qualité (PC, API). 3Réseau d’usine (ou de gestion) connectent, les services de gestion, bureaux d’etudes ,…(PC) Notion de réseau local industriel (RLI) Echange d’informations sur RLI Collecte d’information, traitement et transmission d’ordres aux actionneurs Exemple de domaines d’application des RLI: Le bus de terrain peut être utilisés pour divers besoins, la sécurité, le confort, l’assistance, l’aide à la décision, la fonctionnalité, etc., Le bâtiment : 1.pour des besoins de sécurité, les bâtiments possèdent des capteurs permettant de détecter la fumée provenant d’un incendie. L’ordinateur relié aux capteurs analyse les informations provenant des capteurs et envoie un ordre de fermeture à un mécanisme de commande des portes automatiques pour cantonner l’incident et un ordre aux actionneurs de commande des vannes pour qu’elle propulse le liquide afin d’éteindre l’incendie. 2.Pour des besoins de confort, les bâtiments climatisés possèdent des capteurs de température et des arrivées d’air régulés dans chaque pièce, si la température d’une pièce venait à changer l’automate envoie un ordre au mécanisme régulant l’arrivée d’air pour obtenir la température voulue. Exemple de domaines d’application des RLI: Voiture : Pour satisfaire les exigences de plus en plus importantes du client en matière de sécurité et de confort, l'industrie automobile a développé de nombreux systèmes électroniques tels que contrôle électronique du moteur, l'air climatisé, la fermeture centralisée des portes, etc... Avec le protocole CAN, les contrôleurs, capteurs et actionneurs communiquent entre eux sur deux câbles à une vitesse pouvant aller jusqu'à 1 Mbits/s. 1Contrôle du moteur : L’architecture CAN a été utilisée pour la première fois dans une automobile chez le constructeur Mercedes Benz qui reliait ainsi plusieurs capteurs entre eux (température d’huile moteur, position du vilebrequin, détecteur de cliquetis, injection…). 2Eléments de confort : Le CAN utilisé dans une automobile permet de relier facilement plusieurs modules de divertissement et de confort comme la radio, le GPS, le téléphone ou encore la climatisation. Ces éléments peuvent également être interconnectés avec les modules de sécurité (par exemple le déclenchement des Airbags - coussins gonflables - qui provoque un appel téléphonique SOS envoyant ainsi aux secours via le GPS la position de l’automobile accidentée). 27 Sans réseau Avec réseau L’utilisation de réseaux locaux industriels permet de réduire les coût d’installation # en diminuant le temps de câblage # en réduisant le volume des chemins de câble # en simplifiant l ’extension de l’installation Les raisons d’utilisation des RLI: 1- Réduction des coûts d’installation 28 Consigne de vitesse numérique 0 - 32767 La valeur reçue est perturbée La valeur reçue n’est pas perturbée Consigne de vitesse analogique 0-10V Si perturbation, répétition éventuelle du message, Sans réseau Avec réseau Les réseaux locaux industriels permettent de diminuer la sensibilité aux perturbations électromagnétiques : lorsqu’un signal analogique est transmis directement entre 2 équipements, les perturbations électromagnétiques induisent une erreur sur la valeur analogique transmise. Avec l’utilisation d’un réseau, si la valeur numérisée est perturbée, une erreur de communication est détectée et la valeur numérique est retransmise automatiquement sans que la valeur soit affectée Les raisons d’utilisation des RLI: 2- Diminution de la sensibilité aux perturbations électromagnétiques 29 Adjonction carte option pour automatisme déporté Paramétrage d’actions reflex locales Les réseaux locaux industriels permettent de répartir le traitement des informations dans l’installation. Les automatismes deviennent ainsi modulaires. Un module ou bloc fonction peut être utilisé dans différentes applications, ceci permettant une réduction des coûts de développement et d ’installation Les raisons d’utilisation des RLI: 3- Répartition possible de l’intelligence 30 Défaut générique Défaut Surcharge moteur Sans réseau Avec réseau Les raisons d’utilisation des RLI: 4- Précision du diagnostic en cas de défaut En câblage traditionnel lors d’un problème sur une installation, une information de défaut générique est signalée. Le personnel de maintenance doit analyser sur le produit l’origine du défaut 31 Module HS Les raisons d’utilisation des RLI: 5- Remplacement d’équipements défectueux facilité Les réseaux locaux industriels permettent lorsqu’un équipement est défectueux de le remplacer par un nouveau équipement en état de marche sans avoir à le configurer préalablement. la configuration du produit pouvant être transférer automatiquement à partir de l’automate à la reconnexion sur le réseau. 32 niveau 1 : les automatismes niveau 0 : les capteurs et actionneurs. Importance des réseaux dans l’informatique industrielle Le concept de la pyramide du CIM Le Computer Integrated Manufacturing (CIM) est un concept décrivant l'automatisation complète des processus de fabrication. C’est-à-dire que tous les équipements de l'usine fonctionnent sous le contrôle permanent des ordinateurs.. uploads/Management/ partie-2-cours-rli.pdf