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Diapositive 1 / 111 Les réseaux Locaux industriels Diapositive 2 / 111 Les élém

Diapositive 1 / 111 Les réseaux Locaux industriels Diapositive 2 / 111 Les éléments mis en œuvre lors d ’une communication Les éléments mis en œuvre lors d ’une communication Chapitre 1 : Notions de base Médium Informations Informations Les informations sont des éléments physiques (lumière, son, image, tension électrique etc…) auxquels un sens a été attrIbué. Emission Réception Coupleur de communication Emetteur / Récepteur Emetteur / Récepteur Emission Réception Coupleur de communication Diapositive 3 / 111 Les techniques de transmission Les techniques de transmission Chapitre 1 : Notions de base Les informations peuvent être transmises sous forme analogique : évolution continue de la valeur Ou sous forme numérique : évolution discontinue de la valeur (échantillonnage) 0 1 Diapositive 4 / 111 Les types de transmission Les types de transmission Chapitre 1 : Notions de base Transmission simplex : mono-directionnel Transmission half duplex : bi-directionnel alterné Transmission full duplex : bi-directionnel simultané Diapositive 5 / 111 Les types de transmission Les types de transmission Chapitre 1 : Notions de base Transmission série : La liaison nécessite en général 3 fils : émission, réception et masse. Les bits d ’un octet sont transmis les uns à la suite des autres. Transmission parallèle : Les bits d ’un octet sont transmis simultanément. Utilisé pour des courtes distances, chaque canal ayant tendance à perturber ses voisins la qualité du signal se dégrade rapidement. Diapositive 6 / 111 Les types de transmission série Les types de transmission série Chapitre 1 : Notions de base Transmission série synchrone : Les informations sont transmises de façon continue. Un signal de synchronisation est transmis en parallèle aux signaux de données. Transmission série asynchrone : Les informations peuvent être transmises de façon irrégulière, cependant l ’intervalle de temps entre 2 bits est fixe. Des bits de synchronisation (START, STOP) encadrent les informations de données. Diapositive 7 / 111 Les réseaux de communication industriels Les réseaux de communication industriels Chapitre 1 : Notions de base Pour des raisons liées au coût et à la robustesse, la plupart des réseaux de communication industriels utilisent : une transmission numérique série asynchrone half-duplex. Diapositive 8 / 111 Les besoins en communication industrielle Les besoins en communication industrielle VITESSE DE REACTION NECESSAIRE 1 ms 1 s 1 minute 1 bit NOMBRE D'INFORMATIONS A TRANSMETTRE 1 kbits 1 Mbits Système d ’information Niveau 3 Entreprise Niveau 2 Atelier Gestion de production Supervision Niveau 1 Machines Le contrôle commande Les constituants Niveau 0 Capteurs Actionneurs Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux Diapositive 9 / 111 Réseau Grand Public - Intersite entre usines, Internet - Transpac... Réseau Usine Ethernet... Réseau Local Industriel Cellule - Groupe de machines Ethernet Industriel Réseau Local Industriel Machine .Ethernet Industriel Réseau de terrain Capteur-Actionneur niveau 4 niveau 3 niveau 2 niveau 1 niveau 0 Pyramide du CIM - Computerized Integration Manufacturing Pyramide du CIM - Computerized Integration Manufacturing Diapositive 10 / 111 Positionnement des principaux réseaux et bus Positionnement des principaux réseaux et bus Ethernet TCP/IP FTP - HTTP Réseaux informatiques (Data Bus) Simples Evolués Pilotage de machine Pilotage de processus FIPWAY Ethernet TCP/IP Modbus Réseaux locaux industriels (Field Bus) Bus capteurs actionneurs (Sensor Bus) AS-i Profibus-DP DeviceNet Modbus Plus Modbus Bus de terrain (Device Bus) CANopen FIPIO Interbus Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux Diapositive 11 / 111 Stratégie réseau de la branche Industrie de Schneider Stratégie réseau de la branche Industrie de Schneider Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux Core Networks : Ethernet TCP / IP & Modbus Aux niveaux 2 et 3 : système d ’information et contrôle (inter-automates) à étendre au niveau bus de terrain (niveau 1) CANopen Comme bus interne d ’équipements et de panneaux (ex : Automation Island) .ASi Pour la connexion des capteurs actionneurs (niveau 0) Modbus RS 485 Quand Ethernet ne convient pas (prix, topologie ...) Diapositive 12 / 111 Description du modèle OSI Description du modèle OSI ISO = International Organization for Standardization COUCHE PRESENTATION 6 Transcodage du format : pour permettre à des entités de nature différente de dialoguer (ex: PC / Mac) COUCHE APPLICATION 7 Protocole : définit un langage commun d ’échanges entre les équipements (sémantique et signification des informations) STATION Notion de bus Exemple : Modbus COUCHE TRANSPORT 4 Contrôle de l ’acheminement de bout en bout : reprise sur erreurs signalées ou non par la couche réseau COUCHE RESEAU 3 Routage des données : établissement du chemin entre différents réseaux COUCHE LIAISON 2 Contrôle de la liaison : adressage, correction d ’erreur, gestion du flux Gestion de l’accès au médium : définit quand on peut émettre COUCHE PHISIQUE 1 Le hardware : le médium utilisé : paire torsadée, câble coaxial, fibre optique…, la forme des signaux véhiculés, la connectique Notion de réseau Exemple: TCP/IP TCP : Transmission Control Protocol (Couche 4) IP : Internet Protocol (Couche 3) SESSION LAYER 5 Organise et synchronise les échanges entre utlisateurs Chapitre 3 : Le modèle ISO Diapositive 13 / 111 Exemples de trames respectant le modèle ISO Exemples de trames respectant le modèle ISO 46 à 1500 Préambule AD. Destin. Ad. Source Couches application Contrôle FCS 8 Octets 6 6 2 4 LLC IP TCP 20 20 FTP, HTTP , SMTP Modbus etc... Trame Etenrnet TCP-IP Trame Modbus RTU Demande de lecture des mots numéro W5 et W6 de l ’esclave adresse 7 Code fonction = 3 1 Octets 1 2 Numéro du 1er mot = 5 Nombtre de mots à lire = 2 Adr. esclave = 7 CRC 16 2 2 Chapitre 3 : Le modèle ISO Diapositive 14 / 111 Les principaux supports utilisés Quelques standards électriques en paire torsadée Les différentes topologies Les supports physiques Chapitre 4 : Les supports physiques Diapositive 15 / 111 Les principaux supports utilisés Les principaux supports utilisés La paire de fils torsadés Le plus simple à mettre en œuvre, et le moins cher. Le câble coaxial Il se compose d’un conducteur en cuivre, entouré d’un écran mis à la terre. Entre les deux, une couche isolante de matériau plastique. Le câble coaxial a d’excellentes propriétés électriques et se prête aux transmissions à grande vitesse. La fibre optique Ce n’est plus un câble en cuivre qui porte les signaux électriques mais une fibre optique qui transmet des signaux lumineux. Convient pour les environnements industriels agressifs, les transmissions sont sûres, et les longues distances. • vitesse • distance • immunité électro-magnétique Les supports de transmission ou MEDIUMS influent sur : Coût du médium Faible Important Mediums les plus utilisés : Chapitre 4 : Les supports physiques Diapositive 16 / 111 Quelques standards paire torsadée Quelques standards paire torsadée •RS232 : Liaison point à point par connecteur SUB-D 25 broches. Distance < 15 mètres, débit < 20 kbits/sec. •RS422A : Bus multipoint full duplex (bi directionnel simultané) sur 4 fils. Bonne immunité aux parasites, distance maxi 1200 mètres à 100 kbits/sec. 2 fils en émission, 2 fils en réception. •RS485 : Bus multipoint half duplex (bi directionnel alterné) sur 2 fils. Mêmes caractéristiques que RS422A mais sur 2 fils. Chapitre 4 : Les supports physiques Diapositive 17 / 111 Les différentes topologies Les différentes topologies TOPOLOGIE POINT A POINT (entre 2 unités en communication) TOPOLOGIE EN ETOILE (plusieurs unités communiquent par leur propre ligne avec une unité dite Centrale) TOPOLOGIE EN ARBRE (c’est une variante de la topologie en étoile) TOPOLOGIE MAILLEE (les équipements sont reliés entre eux pour former une toile d’araignée. Pour atteindre un noeud, plusieurs chemins sont possibles) TOPOLOGIE EN ANNEAU (toutes les unités sont montées en série dans une boucle fermée. les communications doivent traverser toutes les unités pour arriver au récepteur) TOPOLOGIE BUS (le réseau se compose d’une ligne principale à laquelle toutes les unités sont connectées) Chapitre 4 : Les supports physiques Diapositive 18 / 111 Maître - Esclave Anneau à jeton Accès aléatoire Les principaux moyens d ’accès au médium Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium Diapositive 19 / 111 Maître - Esclave Maître - Esclave MAITRE ESCLAVE Polling Quelque chose à dire ? Réponse Rien à déclarer Le MAITRE est l ’entité qui accorde l ’accès au medium. L’ESCLAVE est l ’entité qui accède au médium après sollicitation du maître. Se situe au niveau de l ’accès au médium Ex : Profibus-DP Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium Diapositive 20 / 111 Anneau à jeton = Token ring Anneau à jeton = Token ring Les membres d ’un ANNEAU logique ont l ’autorisation d ’émettre lors de la réception du jeton. Le JETON est un groupe de bits qui est passé d ’un nœud au suivant dans l ’ordre croissant des adresses. Adresse 1 Adresse 2 Adresse 3 Adresse 4 Ex : Modbus Plus Se situe au niveau de l ’accès au médium Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium Diapositive 21 / 111 Accès aléatoire Accès aléatoire Un ensemble de règles détermine comment les produits sur le réseau réagissent lorsque deux équipements tentent d ’accéder uploads/Management/ res-eaux-loc-aux-industrie-ls.pdf