introduction aux réseaux de communication industriels
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Introduction aux réseaux de communication industriels. Chapitre 1 :Notions de base. Chapitre 2 :Les besoins et le positionnement des principaux réseaux. Chapitre 3 :Le modèle ISO. Chapitre 4 :Les supports physiques. Chapitre 5 :Les principaux moyens d ’accès au médium. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Diapositive 1 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Introduction aux réseauxde communication industriels
Chapitre 2 : Les besoins et le positionnement des principaux réseaux
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Chapitre 7 : Les produits d ’interconnexion
Chapitre 4 : Les supports physiques
Chapitre 3 : Le modèle ISO
Chapitre 1 : Notions de base
Diapositive 2 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Chapitre 11 : Ethernet - TCP/IP - Modbus
Chapitre 10 : DeviceNet
Chapitre 9 : CANopen
Chapitre 12 : Profibus-DP
Chapitre 13 : FIPIO
Introduction aux réseauxde communication industriels
Diapositive 3 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Chapitre 15 : Modbus
Chapitre 16 : Tableau comparatif des principaux réseaux
Chapitre 17 : Aperçu de l ’offre de communication IA
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Introduction aux réseauxde communication industriels
Diapositive 4 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
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
Réception
Emission
Coupleur de communication
Diapositive 5 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les techniques de transmissionLes 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 6 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les types de transmissionLes 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 7 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les types de transmissionLes 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.
11
1
1
1
0
0
0
1 Caractère de 8 bits
EM
ET
TE
UR
RE
CE
PT
EU
R
11010101
1 Caractère de 8 bits
RE
CE
PT
EU
R
EM
ET
TE
UR
Diapositive 8 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les types de transmission sérieLes 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 9 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les réseaux de communication industrielsLes 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 10 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Positionnement des principaux réseaux et busPositionnement des principaux réseaux et bus
Ethernet TCP/IP
FTP - HTTP
Réseaux informatiques(Data Bus)
Simples Evolués
Pilo
tag
e d
em
ach
ine
Pilo
tag
e d
ep
roce
ssu
s
FIPWAYEthernetTCP/IP
ModbusProfileNet
Réseaux locaux industriels(Field Bus)
Profibus-DPDeviceNet
Modbus Plus
Modbus
Bus de terrain(Device Bus)
CANopenFIPIO
Interbus
Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux
Bus capteursactionneurs(Sensor Bus)
AS-i
Diapositive 11 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les besoins en communication industrielleLes besoins en communication industrielle
VITESSEDE
REACTIONNECESSAIRE
1 ms
1 s
1minute
1 bit
NOMBRED'INFORMATIONSA TRANSMETTRE
1 kbits
1 MbitsSystème d ’information
Niveau 3Entreprise
Niveau 2Atelier
Gestion de productionSupervision
Niveau 1Machines
Le contrôle commande
Les constituantsNiveau 0Capteurs
Actionneurs
Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux
Computer Integreted Manufacturing
Diapositive 12 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Stratégie réseau de la branche Industrie de SchneiderStratégie réseau de la branche Industrie de Schneider
Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux
Core Networks ( Fondamental )
Ethernet TCP / IP & ModbusAux niveaux 2 et 3 : système d ’information et contrôle (inter-automates)
à étendre au niveau bus de terrain (niveau 1)
CANopenComme bus interne d ’équipements (ex : STB)
.ASiPour la connexion des capteurs actionneurs (niveau 0)
Modbus RS 485Quand Ethernet ne convient pas (prix, topologie ...)
Diapositive 13 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Stratégie réseau de la branche Industrie de SchneiderStratégie réseau de la branche Industrie de Schneider
Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux
Legacy Networks (legs)
.. FIPIO, Modbus Plus, Uni-Telway, Seriplex
Connectivity Networks (ouverture)
Approche pragmatique quand le marché impose sa solution
.DeviceNet (Allen-Bradley) - Profibus (Siemens) - Interbus (Phoenix) ...
Diapositive 14 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Description du modèle ISODescription du modèle ISO
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, UNITE
COUCHETRANSPORT
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
COUCHELIAISON
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
1Le 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)
SESSIONLAYER
5 Organise et synchronise les échanges entre utlisateurs
Chapitre 3 : Le modèle ISO
Diapositive 15 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
6
COUCHE APPLICATION
7
Programme Utilisateur
COUCHETRANSPORT
4
COUCHE RESEAU
3
COUCHELIAISON
2
COUCHE PHISIQUE
1
5
Programme Utilisateur
6
COUCHE APPLICATION
7
COUCHETRANSPORT
4
COUCHE RESEAU
3
COUCHELIAISON
2
COUCHE PHISIQUE
1
5
Description du modèle ISODescription du modèle ISO
Chapitre 3 : Le modèle ISO
Diapositive 16 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Exemples de trames respectant le modèle ISOExemples de trames respectant le modèle ISO
46 à 1500
Préam
bu
le
AD
. Destin
.
Ad
. Sou
rce
Couches application
Con
trôleF
CS
8Octets 6 6 2 4
LL
C
IP
TC
P
20 20
FTP, HTTP , SMTP Modbus etc...
Trame Etenrnet TCP-IP
Trame Modbus RTUDemande de lecture des mots numéro W5 et W6 de l ’esclave adresse 7
Codefonction
= 3
1Octets 1 2
Numéro du 1er mot
= 5
Nombtre de mots à lire
= 2
Adr.esclave
= 7CRC 16
2 2
Chapitre 3 : Le modèle ISO
Diapositive 17 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les principaux supports utilisés
Quelques standards électriques en paire torsadée
Les différentes topologies
Les supports physiques
Chapitre 4 : Les supports physiques
Diapositive 18 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les principaux supports utilisésLes principaux supports utilisés
La paire de fils torsadésLe plus simple à mettre en œuvre, et le moins cher.
Le câble coaxialIl se compose d’un conducteur en cuivre, entouré d’un écran mis à la terre. Entre les deux, une couche isolantede matériau plastique. Le câble coaxial a d’excellentes propriétés électriques et se prête aux transmissions àgrande vitesse.
• 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
La fibre optiqueCe n’est plus un câble en cuivre qui porte les signaux électriques mais une fibre optique qui transmet des signauxlumineux. Convient pour les environnements industriels agressifs, les transmissions sont sûres, et les longues distances.
Diapositive 19 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Quelques standards paire torsadéeQuelques standards paire torsadée
•RS232 :Liaison point à point 2 fils.Distance < 15 mètres, débit < 20 kbits/sec.
•RS485 :Bus multipoint half duplex (bi directionnel alterné) sur 2 fils.Mêmes caractéristiques que RS422A mais sur 2 fils.
•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.
Chapitre 4 : Les supports physiques
Diapositive 20 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Les différentes topologiesLes différentes topologies
TOPOLOGIE POINT A POINT (entre 2 unités encommunication)
TOPOLOGIE EN ETOILE (plusieurs unitéscommuniquent par leurpropre ligne avec uneunité dite Centrale)
TOPOLOGIE EN ARBRE (c’est une variante de latopologie en étoile)
TOPOLOGIE MAILLEE (les équipements sont reliésentre eux pour former unetoile d’araignée.Pour atteindre un noeud,plusieurs chemins sontpossibles)
TOPOLOGIE EN ANNEAU (toutes les unités sont montéesen série dans une boucle fermée. les communicationsdoivent traverser toutes lesunités pour arriver au récepteur)
TOPOLOGIE BUS (le réseau se compose d’uneligne principale à laquelletoutes les unités sontconnectées)
Chapitre 4 : Les supports physiques
Diapositive 21 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Maître - Esclave
Anneau à jeton
Accès aléatoire
Les principaux moyensd ’accès au médium
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Diapositive 22 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Maître - EsclaveMaître - Esclave
MAITREESCLAVE
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 , Unitelway, Modbus, ...
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Diapositive 23 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Anneau à jeton = Token ringAnneau 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 4Ex : Modbus Plus
Se situe au niveau de l ’accès au médium
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Diapositive 24 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Accès aléatoireAccès aléatoire
Un ensemble de règles détermine comment les produits sur le réseau réagissent lorsque deux équipements tentent d ’accéder au médium en même temps (collision).
Adresse 1
Adresse 2
Adresse 3
Adresse 4
Discussion informelle entre individus indisciplinés :
Dès qu ’un silence est détecté, celui qui désire parler prend la parole.
Carrier Sense Multiple Access
Se situe au niveau de l ’accès au médium
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Diapositive 25 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
CSMA/CD CSMA/CACSMA/CD CSMA/CA
1 - Détection de la collision
2 - Arrêt de transmission de la trame
3 - Emission d ’une trame de brouillage
4 - Attente d ’un temps aléatoire
5 - Ré-émission de la trame
CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access Collision Detect : Collision destructive
1 - Détection de la collision non destructive (bits récessifs et dominants)
2 - L ’équipement avec la priorité la plus basse cesse d ’émettre
3 - Fin de transmission de l ’équipement le plus prioritaire
4 - L ’équipement avec la priorité la plus basse peut émettre sa trame
CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance : Collision non destructive collision
Ex : Ethernet
Ex : CAN
Chapitre 5 : Les principaux moyens d ’accès au médium
Diapositive 26 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Client - Serveur
Producteur - Consommateur
Types de traffic
Notion de profil
Les concepts utilisésau niveau application
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Diapositive 27 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Client - ServeurClient - Serveur
Réponse
Pas de problème, voilà le fichier complet !
Requête
Peux tu m ’envoyer la configuration du départ moteur N°3 STP ?
SERVEUR
Le SERVEUR est l’entité qui répond à une demande d ’un client
Le CLIENT est une entité demandant un service sur le réseau
CLIENT
Se situe au niveau applicatif entre 2 équipements
Ex : Modbus Necessite écriture programme dans l ’automate (requêtes)
Diapositive 28 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Producteur - ConsommateurProducteur - Consommateur
Le PRODUCTEUR est une entité (unique) qui fournit une information.
CONSOMMATEUR N°1
Je vais rater mon train !!!
CONSOMMATEUR N°2
Et si j ’allais au cinéma...PRODUCTEUR
Il est 18h00
Ex : CANopen DeviceNet
Le CONSOMMATEUR est une entité qui l ’utilise (plusieurs entités peuvent utiliser la même information).
Se situe au niveau applicatif entre 1 et plusieurs équipements
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Diapositive 29 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Types de trafficTypes de traffic
Variables cycliques :Ce sont des informations rafraîchis périodiquement à une cadence prédéfinie.
Ce sont des informations de process.
Quelques informations rafraîchies rapidement.
Variable acycliques :Ce sont des informations rafraîchis suite à une requête ou à un événement.
Elles sont utilisées à la mise sous tension pour la configuration et le réglage, ou en cas de défaut pour le diagnostic.
Beaucoup d ’informations sans contrainte de temps.
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Ex : FIPIO , E/S en Cycliques, les paramètres et configurations en acycliques
Diapositive 30 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Système ouvertSystème ouvert
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Un système ouvert est constitué de constituants interopérables et interchangeables
L ’interopérabilité est la faculté de communiquer de manière intelligible avec d ’autres équipements.
Elle est atteinte par le strict respect des spécifications du protocole.
L ’interchangeabilité est la faculté de pouvoir remplacer un équipement par un autre (provenant éventuellement d ’un autre constructeur).
Elle est atteinte par le respect des spécifications de profils.
Chaque constructeur conserve la possibilité de définir s ’il le désire des fonctionnalités qui lui sont propres en dehors du profil minimal ou noyau.
Diapositive 31 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Notion de profilNotion de profil
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Un profil est un moyen standardisé de décrire les fonctionnalités garantissant l ’interchangeabilité de constituants.
La plupart des profils se matérialisent par fichier électronique : fichier EDS, fichier GSD… livré sur disquette ou CD-ROM avec le produit.
Ce fichier permet de connaître « off line » les caractérisriques de l ’équipement.
Cette description respecte une syntaxe stricte.
Les informations sont regroupées par fonctionnalités :• identification : nom du produit, référence, version, famille, fabriquant • caractéristiques relatives à la communication : débits supportés, type et taille de
messages échangés...• caractéristiques relatives au métier : variables accessibles en écriture, en lecture,
lecture, a l ’arrêt, en marche etc...
Diapositive 32 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application
Extrait du fichier EDS CANopen TEGO Power QuickfitExtrait du fichier EDS CANopen TEGO Power Quickfit
[FileInfo]
CreatedBy=Martin Rostan
ModifiedBy=Martin Rostan
Description=EDS for Tego Power CANopen
CreationTime=10:05PM
CreationDate=01-17-2001
ModificationTime=10:35PM
ModificationDate=01-17-2001
FileName=F:\Produkte\Tego Power\APP1CCO0
FileVersion=1
FileRevision=1
EDSVersion=4
[DeviceInfo]
VendorName=Schneider Electric SA (France)
VendorNumber=90
ProductName=APP-1CCO0
ProductNumber=1
RevisionNumber=1
OrderCode=APP-1CCO0
BaudRate_10=0
BaudRate_20=0
BaudRate_50=0
BaudRate_125=1
BaudRate_250=1
BaudRate_500=1
BaudRate_800=0
BaudRate_1000=1
[MandatoryObjects]
SupportedObjects=2
1=0x1000
2=0x1001
[1000]
ParameterName=Device Type
ObjectType=0x7
DataType=0x0007
AccessType=ro
DefaultValue=0x30191
PDOMapping=0
Diapositive 33 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Répéteur = Repeater
Concentrateur = hub
Switch
Convertisseur = transceiver
Pont = Bridge
Routeur = Router
Passerelle = Gateway
Les produits d'interconnexion
Chapitre 7 : Les produits d'interconnexion
Diapositive 34 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 7 : Les produits d'interconnexion
Répéteur - Hub - SwitchRépéteur - Hub - Switch
Répéteur = RepeaterPermet l’extension d’un réseau par segmentsIl amplifie et rétablit le même type de signal
Exemple = répéteur RS485
1 1
Segment 2Segment 1
Concentrateur = Hub
1 1 1 1
Permet l’extension d’un réseau en étoileIl amplifie et rétablit le même type de signal sur tous les ports
Exemple = Hub Ethernet(Ne diminue pas le nombre de collisions)
Switch
1 1 1 1
Permet l’extension d’un réseau en étoileIl amplifie et rétablit le même type de signal sur un seul port.
Exemple = Switch Ethernet(Permet de diminuer le nombre de collisions)
Diapositive 35 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 7 : Les produits d'interconnexion
Convertisseur = TransceiverPermet l’extension d’un réseau par segmentsde nature différentes.
Exemple = convertisseur RS232/RS485
1 1
Segment 2Segment 1
Pont = Bridge Permet de relier 2 réseaux utilisant le même protocolemais des couches basses différentes
Exemple = Bridge Modbus RS485 / Ethernet TCP-IP1 1
Réseau 2Réseau 1
2 2
Transceiver - BridgeTransceiver - Bridge
Diapositive 36 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 7 : Les produits d'interconnexion
Routeur - PasserelleRouteur - Passerelle
Routeur = Router
Permet de relier 2 réseaux de même nature.
Exemple = Routeur Ethernet TCP-IP2 2
Réseau 2Réseau 1
3 3
1 1
Passerelle = Gateway
Permet de relier 2 réseaux de nature différente
Exemple = Passerelle FIPIO / Modbus2 2
Réseau 2Réseau 1
7 7
1 1
Diapositive 37 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
ASi
Chapitre 8 : ASi
Historique
ASi et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 38 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
1990 :
11 sociétés et 2 universités majoritairement allemandes créent le consortium ASi afin de définir une interface « low cost » pour raccorder des capteurs et actionneurs
HistoriqueHistorique
1992 :
Premiers chips disponiblesCréation de l ’association ASi internationale : http://www.as-interface.net/ basée en Allemagne. Schneider entre dans l ’association. 1995 :
Création d ’associations nationales de promotion (France, Pays Bas, UK)
2001 :
Spécifications ASi V2 : 62 esclaves, support de produits analogiques, diagnostic amélioré.
Intégration de produits de sécurité : « Safety at work »
Diapositive 39 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
ASi et le modèle ISOASi et le modèle ISO
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
Maître / esclave
Alimentation et communication sur le même support
InterfacesE/S TOR
génériquesCapteurs TOR Départ moteurs
E/Sanalogiques
etc...
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
PHYSIQUE
7
6
5
4
3
2
1
3 couches utilisées +
des profils
Client / Serveur via requêtes
Diapositive 40 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Medium : Câble plat jaune 2 fils avec détrompagePossibilité utilisation câble rond non blindé
Topologie : Libre
BUS (Pas de fin de lignes)
Distance maximum : 100 m sans répéteur500 m avec répéteurs(2 répéteurs max entre le maître et l ’esclave le plus éloigné)
Débit : 167 Kbits/s ( 5 ms 31 esclaves )1 transaction (data exchange) dure 150 micro-sec.
Temps de cycle = 5 ms pour 31 esclaves 10 ms pour 62 esclaves
Nbre max équipements : ASi V1 : 1 maître + 31 esclavesASi V2 : 1 maître + 62 esclaves A/B
La couche physiqueLa couche physique
AS-i Auxiliaire
&ou
Diapositive 41 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
4 types de raccordement définis dans la charte ASi Schneider
Les types de raccordementLes types de raccordement
Bornier à visou à ressort
ASI+
ASI-
Prise vampire
ASI-
ASI+
Connecteur débrochable
5
2
34
1
Prise M12
IP20 IP65
~
Câble jaune
AS-i + AS-i -
24 V =
Alimentationclassique
+
Actionneur
Capteur
Esclave
Esclave Données& alim.
Données
-Câble noir
Alim.
Diapositive 42 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Micro
Quantum
Alimentationdouble Asi-24 V
Bus ASi (câble jaune)
24 V (câble noir)Alimentation
Répartiteur passif
Répartiteur actif
Répéteur
Alimentation ASi
Conversioncâble plat - câble rond
Départ-moteur coffret
TéBoîte à boutons
SEGMENT 2
SEGMENT 1
Premium
Diapositive 43 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Méthode d ’accès au médium : Maître / Esclave
La couche liaisonLa couche liaison
Requête du maître
Réponse de l'esclave
Le temps de cycle AS-i est court et répétitif.
Maître Esclave
0 0 10
6µs adressede l'esclave
commandes(sorties sur 4 bits)
P
0 1
état(entrées sur 4 bits)
P
P=Parité
Echange maxi. de 4E & 4S sur un cycle
Requête maître esclave :14 Bits X 6 µs = 84 µs
Pause maître : 3 X 6 µs = 18 µs
Pause esclave : 2 X 6 µs = 12 µs
Réponse esclave maître :7 Bits X 6 µs = 42 µs Soit 156 µsx 31 = 4,8 ms
Diapositive 45 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
La couche applicationLa couche application
Variables vues dans PL7:
%I \ R.M.V \ I.X et %Q \ R.M.V \ I.X
R: Rack
M: Module
V: Voie (0)
I: Point de connexion 1 31
X: Voie 0 3
%I \ 4.0 \ 1.0
Diapositive 46 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Les profilsLes profils
Pour garantir l ’interchangeabilité des produits, chaque esclave ASi est identifié et défini par un profil figé gravé dans le silicium (Read only).
Le profil des esclaves ASi V1 est défini par 2 digits hexa-décimaux.
Le profil des esclaves ASi V2 est défini par 4 digits hexa-décimaux.
Diapositive 47 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Les profilsLes profils
ASi V1 : 2 digits
Profil = IO_code . ID_code
IO_code = indique le nombre d’entrées et sorties de l’équipement (0 to F)
ID_code = indique le type d’équipement (0 to F)
ASi V2 : 4 digitsProfil = IO_code . ID_code . ID1_code . ID2_code
IO_code = indique le nombre d’entrées et sorties de l’équipement (0 to F)
ID_code = indique le type d’équipement (0 to F)
ID1_code = utilisé pour la personnalisation client du produit (0 to F)
ID2_code = indique le sous type du produit (0 to F)
Diapositive 48 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 8 : ASi
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Temps de cycle rapide et déterministe
Facilité de câblage
Simplicité d ’utilisation car très bien
intégré dans PL7
Evolution de l ’architecture aisée
Points faibles
Quelques bits échangés
Nombre d ’esclaves maximum
Longueur du bus : 100 m
Diapositive 49 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
CANopen
Chapitre 9 : CANopen
Historique
CANopen et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 50 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
1980-1983 :
Création de CAN à l ’initiative de l ’équipementier allemand BOSCH pour répondre à un besoin de l ’industrie automobile.CAN ne définit qu ’une partie des couches 1 et 2 du modèle ISO.
HistoriqueHistorique
1983-1987 :
Prix des drivers et micro-contrôleurs intégrant CAN très attractifs car gros volume consommé par l ’automobile
1991 :
Naissance du CIA = CAN in Automation : http://www.can-cia.de/ pour promouvoir les applications industrielles
Diapositive 51 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
1995 :
Publication par le CiA du profil de communication DS-301 : CANopen
2001 :
Publication par le CIA de la DS-304 permettant d ’intégrer des composants
de sécurité de niveau 4 sur un bus CANopen standard (CANsafe).
HistoriqueHistorique
1993 :
Publication par le CiA des spécifications CAL = CAN Application Layer qui décrit des mécanismes de transmission sans préciser quand et comment les utiliser.
Diapositive 52 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
CANopen et le modèle ISOCANopen et le modèle ISO
CiA DS-301 = Communication profile
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CAN 2.0 A et B + ISO 11898
CAN 2.0 A et B = ISO 11898-1 et 2
ISO 11898 + DS-102
Device ProfileCiA DSP-401I/O modules
Device ProfileCiA DSP-402
Drives
Device ProfileCiA DSP-404
Measuring devices
Device ProfileCiA DSP-4xx
CAL= CAN Application Layer APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
PHYSIQUE
7
6
5
4
3
2
1
CANopen s ’appuie sur CAL
Diapositive 53 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Medium : Paire torsadée blindée2 ou 4 fils (si alimentation)
Topologie : Type bus
Avec dérivations courtes et résistance fin de ligne 120 ohms
Distance maximum : 1000 m
Débit : 9 débits possibles de 1Mbits/s à 10 Kbit/sFonction de la longueur du bus et de la nature du
câble : 25 m à 1 Mbits/s, 1000 m à 10Kbits/s :
Nbre max équipements : 128
1 maître et 127 esclaves
La couche physiqueLa couche physique
Diapositive 54 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Le CiA fournit dans sa recommandation DR-303-1 une liste de connecteurs utilisables classée en 3 catégories avec la description de leur brochage.
Mâle coté produit
SUB D 9 points DIN 41652
RJ45
Open style
5-pins Micro-Style = M12ANSI/B93.55M-1981
La connectiqueLa connectique
Diapositive 55 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Premium
ATV58ATV58
TEGO POWER
FTB1CN FTB1CN
TEGO POWER
Résistancefin de ligne
Résistancefin de ligne (120 )
Résistancefin de ligne
Diapositive 56 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Méthode d ’accès au médium : CSMA/CAChaque équipement peut émettre dès que le bus est libre.
Un principe de bits dominants ou récessifs permet lors d ’une collision un arbitrage bit à bit non destructif.
La priorité d ’un message est donné par la valeur de l’identifieur : l ’identifieur de valeur la plus faible est prioritaire.
Modèle de communication : Producteur / ConsommateurUn identifieur codé sur 11 bits et situé en début de message renseigne les récepteurs sur la nature des données contenues dans chaque message, chaque récepteur décide de
consommer ou non les données.
Ce concept autorise de multiples modèles de communication :
Emission sur changement d’état, cyclique, ou signal SYNC, système Maître_esclave.
La couche liaisonLa couche liaison
Diapositive 57 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
La couche liaisonLa couche liaison
Taille maxi des données utiles : 8 octets par trame
Sécurité de transmission :
Parmi les meilleurs sur les réseaux locaux industrielsDe nombreux dispositifs de signalisation et de détections d ’erreurs permettent de garantir une grande sécurité de transmission.
Diapositive 58 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
4 types de services standardisés :
1 . Administration du réseau : paramétrage, démarrage, surveillance (maître-esclaves)
2 . Transmission de données de process de faible taille (<= 8octets) en temps réel : PDO = Process Data Object (producteur-consommateur)Les PDO peuvent être transmis sur changement d ’état, cycliquement, sur réception du message SYNC, ou demande du maître.
3 . - Transmission de données de paramétrage de grande taille (> 8 octets) par segmentation sans contrainte de temps : SDO = Service Data Object (client-serveur)
4 . Messages prédéfinis pour gérer les synchronisation (SYNC), références temporelles, erreurs fatales : SFO = Special Function Object
La couche applicationLa couche application
Diapositive 59 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
La couche applicationLa couche application
L ’allocation des identifieurs sur CANopen est basée sur un partage de l ’identifieur en 2 parties :
Function code permet le codage de 2 PDO en réception, 2 PDO en émission, 1 SDO, 1 EMCY object, 1 Node Guardind Identifier, 1 SYNC object, 1 Time Stamp obect, et 1 node guarding.
Node ID correspond à l ’adresse du produit codée par exemple par des DIP switchs.
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Function Code Node ID
Diapositive 60 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
La couche applicationLa couche application
Objets en diffusion général
Objet Function Code Node-ID CMS Priority group
NMT 0000 0x000 0
SYNC 0001 0x080 0
TIME STAMP 0010 0x100 1
Objets en diffusion point à point
Objet Function Code Node-ID CMS Priority group
Emergency 0001 0x081-0x0FF 0, 1
PDO 1 en émission 0011 0x181-0x1FF 0, 1
PDO 1 en réception 0100 0x201-0x27F 2
PDO 2 en émission 0101 0x281-0x2FF 2, 3
PDO 2 en réception 0110 0x301-0x37F 3, 4
SDO en serveur 1011 0x581-0x5FF 6
SDO en client 1100 0x601-0x67F 6, 7
NODE GUARD 1110 0x701-0x77F 1
Diapositive 61 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Les profilsLes profils
Les profils CANopen sont basés sur le concept de dictionnaire d ’objet :
Device Object Dictionnary (OD).
Le CANopen Object Dictionary est un groupement ordonné d ’objets accessibles par un index de 16 bits et éventuellement un sub-index sur 8 bits.
Chaque nœud du réseau a un OD qui est matérialisé par un fichier
EDS : Electronic Data Sheet de type ASCII (spécification DSP 306).
Ce dictionnaire contient tous les éléments décrivant le nœud ainsi que son comportement sur le réseau.
Diapositive 62 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Les profilsLes profils
Index (hexa) Object
0000 Reserved
0001 – 009F Data Types Area
00A0 – 0FFF Reserved
1000 – 1FFF Communication profile Area
2000 – 5FFF Manufacturer Specific Profile Area
6000 – 9FFF Standardised Device Profile Area
A000 – FFFF Reserved
Structure du dictionnaire d ’objet
Diapositive 63 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Les profilsLes profils
CANopen définit 2 types de profiles :
Le profil de communication DS-301 :
Décrit la structure générale de l ’OD, et des objets se trouvant dans la zone « Communication profile area ». Il s ’applique à tous les produits CANopen.
Les profils équipements DSP-4xx :
Décrit pour les differents types de produit (modules E/S TOR, drives, appareil de mesures) les différents objets standards associés.
Certains objets sont obligatoires, d ’autres optionnels, certains sont accessibles en lecture, d ’autres en lecture et écriture.
Diapositive 64 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 9 : CANopen
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Coût du point de connexion
Grand choix de drivers
Robustesse dans environnement
perturbés
Protocole ouvert
Points faibles
Longueur du bus à 1 Mbit/s = 25 m
Niveau d ’intégration dans PL7
Offre Schneider actuelle
Non déterministe
Diapositive 65 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
DeviceNet
Chapitre 10 : DeviceNet
Historique
DeviceNet et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts - points faibles
Diapositive 66 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
1980-1983 :
Création de CAN à l ’initiative de l ’équipementier allemand BOSCH pour répondre à un besoin de l ’industrie automobile.CAN ne définit qu ’une partie des couches 1 et 2 du modèle ISO.
HistoriqueHistorique
1983-1987 :
Prix des drivers et micro-contrôleurs intégrant CAN très attractifs car gros volume consommé par l ’automobile
1993-1994 :
Développement et commercialisation par Allen Bradley (groupe Rockwell Automation) de produits DeviceNet.
Diapositive 67 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
1997 :
L ’association comporte environ 200 sociétés membres et offrent une centaine de produits différents.
2002 :
ODVA amorce le développement de spécifications pour intégrer des composants de sécurité..
HistoriqueHistorique
1995 :
Création de l ’ODVA = Open DeviceNet Vendor Association : http://odva.org/ pour promouvoir et supporter techniquement les spécification DeviceNet.
Diapositive 68 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
DeviceNet et le modèle ISODeviceNet et le modèle ISO
CiA DS-301 = Communication profile
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CAN 2.0 A et B + ISO 11898
CAN 2.0 A et B = ISO 11898-1 et 2
CAL= CAN Application Layer APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
7
6
5
4
3
2
DeviceNet Specifications Volume 1
EMPTY
EMPTY
EMPTY
EMPTY
CAN 2.0 A and B + ISO 11898
CAN 2.0 A and B = ISO 11898-1 and 2
DeviceNet Specifications Volume 1
AC Drives HMICommunication
adapterEtc...
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
LINK = LLC + MAC
PHYSICAL
7
6
5
4
3
2
1
Diapositive 69 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Medium : 2 paires torsadées blindées2 fils pour la communication et 2 fils pour l ’alimentation
Topologie : Type bus
Avec dérivations courtes et résistance fin de ligne 120 ohms
Distance maximum : 1000 m
Débit : 3 débits possibles : 125, 250 ou 500 Kbits/s
Fonction de la longueur du bus et de la
nature du câble et de la consommation des produits
Nbre max équipements : 64 nœuds maître (scanner) compris
La couche physiqueLa couche physique
Diapositive 70 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
ConnecteursConnecteurs
Tous les connecteurs doivent être équipés de 5 broches.
Les connecteurs suivant sont préconisés :
1 V- black
2 CAN_L blue
3 drain bare
4 CAN_H white
5 V+ red
Network Connector (Female Contacts)
1 2 3 4 5
Device Connector (Male Contacts)
5
4
3
2
1
1 - drain bare2 - V+ red3 - V- black4 - CAN_H white5 - CAN_L blue
Male (pins) Female (sockets)
1
2
3
4
5
Phoenix Combicon Connecteur Mini Style
ANSI/B93.55M 1981MSTB 2.5/5 ST 5.08 AU : coté câble réseauMSTBA 2.5/5 G 5.08 AU : coté produit pins horizontalesMSTBVA 2.5/5 G 5.08 AU : coté produit pins verticales
Diapositive 71 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
ConnecteursConnecteurs
1 - Drain bare2 - V+ red3 - V- black4 - CAN_H white5 - CAN_L blue
Male (pins) Female (sockets)
1
4 3
2
5
2
3 4
1
5
Connecteur Micro Style (M12)
Style Lumberg RST 5 56/xm ou équivalent
Diapositive 72 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Taps IP20Taps IP20
For use as open tap with zero length drop line or for daisy-chain drop line
Open tap with drop line (up to 6 m/20 ft.)
Drop
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Drop Lines
Drop Lines
Multi-port tap
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Daisy chain drop line
Screw connector as shown inFigure 9.17 in Section 9.3.7.2
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Diapositive 73 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Taps IP65Taps IP65
Sealed mini-style
Junction box (with cord grips)
Sealed multi-port tap
with connectors for four drop lines
"T" Tap
Cordgrips
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Drop line
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Trunk ordrop line
Diapositive 74 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Quantum
ATV58 TEGO POWER
ATS48ATV28
Modbus
LUF PTesys modèle U
Alim. 24 V
FTB FTB
AutomateAllen Bradley
Résistancefin de ligne
Thincable
Résistancefin de ligne
Diapositive 75 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Méthode d ’accès au médium : CSMA/CAChaque équipement peut émettre dès que le bus est libre.
Un principe de bits dominants ou récessifs permet lors d ’une collision un arbitrage bit à bit non destructif.
La priorité d ’un message est donné par la valeur de l’identifieur : l ’identifieur de valeur la plus faible est prioritaire.
Modèle de communication : Producteur / ConsommateurUn identifieur codé sur 11 bits et situé en début de message renseigne les récepteurs sur la nature des données contenues dans chaque message, chaque récepteur décide de consommer
ou non les données.
Ce concept autorise de multiples modèles de communication :
Emission sur changement d’état, cyclique, ou signal Strobe, système Maître_esclave.
La couche liaisonLa couche liaison
Diapositive 76 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
La couche liaisonLa couche liaison
Taille maxi des données utiles : 8 octets par trame
Fragmentation possible si plus de 8 octets
Sécurité de transmission :
Parmi les meilleurs sur les réseaux locaux industrielsDe nombreux dispositifs de signalisation et de détections d ’erreurs permettent de garantir une grande sécurité de transmission.
Diapositive 77 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
3 types de services standardisés :
1 . Administration du réseau : paramétrage, démarrage, surveillance (maître-esclaves)
2 . Transmission de données de process de faible taille en temps réel :
I/O messages
Les I/O messages peuvent être transmis sur changement d ’état, cycliquement, ou sur réception du message Strobe ou par polling du maître..
3 . - Transmission de données de paramétrage de grande taille (> 8 octets) par segmentation sans contrainte de temps : Explicit messages en mode client-serveur.
La couche applicationLa couche application
Diapositive 78 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Allocation des identifiersAllocation des identifiers
IDENTIFIER BITS DESCRIPTION10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 Source MAC ID Group 1 Messages
0 1 1 1 0 Source MAC ID Slave's I/O Bit-Strobe Response Message
0 1 1 1 1 Source MAC ID Slave's I/O Poll Response Message
Group 2Message ID1 0 MAC ID Group 2 Messages
1 0 Source MAC ID 0 0 0 Master's I/O Bit-Strobe Command Message
1 0 Source MAC ID 0 0 1 Reserved for Master's Use -- Use is TBD
1 0 Source MAC ID 0 1 0 Master'sChg of state/cyclic acknowledge msgs
1 0 Source MAC ID 0 1 1 Slave's Explicit Response Messages
1 0 Destination MAC ID 1 0 0 Master's Connected Explicit Request Messages
1 0 Destination MAC ID 1 0 1 Master's I/O Poll Cmd/Chg of State/Cyclic Msgs
1 0 Destination MAC ID 1 1 0 Group 2 Only Unconnected Explicit Req.. Msgs1 0 Destination MAC ID 1 1 1 Duplicate MAC ID Check Messages
Group 1Message ID
0 1 1 0 1 Source MAC ID Slave's I/O Change of State or CyclicMessage
Diapositive 79 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Les profilsLes profils
DeviceNet utilise une modélisation de type objet pour décrire :
La liste des service de communication disponibles
Le comportement de l ’équipement
Un moyen standard de décrire comment accéder à des variables internes d ’un produit.
Un nœud DeviceNet est modélisé comme une collection d ’objet.
Diapositive 80 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Adressage des objetsAdressage des objets
DeviceNet utilise une méthode d ’adressage à 4 niveaux :
MAC ID
Class ID
Instance ID
Attribute ID
DeviceNet Link
MAC ID #1 MAC ID #2
MAC ID #3
MAC ID #4
MAC ID #4:Object Class #5:Instance #2:Attribute #1
Object Class #5
Object Class #7
Instance #1
Instance #2
Instance #1
Object Class #5
Instance #1
Attribute #1
Attribute #2
Les variables d ’un nœud sont accessibles par un Path qui est composé de :
Class ID
Instance ID
Attribute ID
Diapositive 81 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Fichier EDSFichier EDS
La matérialisation d ’un profil DeviceNet se fait par un fichier EDS Electronic Data Sheet livré avec le produit.
Ce fichier fournit dans un format précis la description de tous les objets constituant le produit.
Device
DeviceNet
Network
Data
Information
Configuration Tool Device
Electronic Data
Sheet
Configuration
ApplicationObjects
Diapositive 82 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Extrait du fichier EDS DeviceNet passerelle LUFP9Extrait du fichier EDS DeviceNet passerelle LUFP9
$ DeviceNet Manager Generated Electronic Data Sheet
[File]
DescText = "LUFP9 Gateway";
CreateDate = 12-08-98;
CreateTime = 10:31:30;
ModDate = 10-07-2002;
ModTime = 16:39:54;
Revision = 1.02;
[Device]
VendCode = 90; $ Vendor Code
ProdType = 12; $ Product Type
ProdCode = 60; $ Product Code
MajRev = 1; $ Major Rev
MinRev = 3; $ Minor Rev
VendName = "Schneider Electric Gateways";
ProdTypeStr = "Communications Adapter";
ProdName = "LUFP9";
Catalog = "LUFP9";
$ Parameter Class Section
[ParamClass]
MaxInst = 29; $ Max Instances - total # configuration parameters
Descriptor = 0x00; $ Parameter Class Descriptor - No parameters
CfgAssembly = 0x00; $ The config assembly is not supported.
[Params]$ ****************************************************************************$ Polled production$ **************************************************************************** Param1= 0, $ parameter value slot 6, "20 05 24 00 30 64", 0x0002, $ descriptor (Scaling) 8, 1, $ USINT, 4 bytes "Polled production", $ parameter name "", $ units string "", 0, 5, 0, $ min, max, default (0) 0, 0, 0, 0, $ mult, div, base, offset scaling , , , , $ scaling links not used
0; $ decimal places$ ****************************************************************************$ Polled consumtion$ **************************************************************************** Param2= 0, $ parameter value slot 6, "20 05 24 00 30 65", 0x0002, $ descriptor (Scaling) 8, 1, $ USINT, 4 bytes
"Polled consumption", $ parameter name "", $ units string "", 0, 5, 0, $ min, max, default (0) 0, 0, 0, 0, $ mult, div, base, offset scaling , , , , $ scaling links not used
0; $ decimal places
Diapositive 83 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 10 : DeviceNet
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Coût du point de connexion
Grand choix de drivers
Robustesse dans environnement
perturbés
Souplesse de paramétrage
Points faibles
Longueur du bus à 500 Kbits/s
= 100m
Offre Schneider
Protocole marqué Allen Bradley
Non déterministe et compliqué à mettre en oeuvre
Diapositive 84 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Ethernet TCP/IP Modbus
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Historique
Ethernet TCP/IP Modbus et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts - points faibles
Diapositive 85 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
HistoriqueHistorique
Le DoD finance un projet sur la
''commutation de paquets' ’
Concrétisation par le réseau ARPANET (IBM )
Démarrage d ’ INTERNET: Les protocoles
TCP /IP ont leur formes actuelles
TCP/IP devient le standard des réseaux
longues distances
Taux de croissance de 15%
Taux de croissance de 60 %
Version expérimentale d ’ Ethernet définis par XEROX
Principes d’Ethernet définis par XEROX
Première spécification d ’Ethernet par
XEROX, DEC et INTEL
Version 2 des spécifications d ’Ethernet
Normalisation IEEE 802.3 des réseaux
CSMA/CD
1960
1970
1975
1980
1982
1983
1985
1987
1996
1999
Ethernet
TCP - IP
Modbus
Schneider Transparent factory
http://www.transparentfactory.com/
Diapositive 86 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Ethernet TCP/IP Modbus et le modèle OSIEthernet TCP/IP Modbus et le modèle OSI
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
7
6
5
4
3
2
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
LINK = LLC + MAC
PHYSICAL
7
6
5
4
3
2
1
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CAN 2.0 A et B + ISO 11898
CAN 2.0 A et B = ISO 11898-1 et 2
Modbus
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CSMA/CD
Ethernet V2 ou 802.3
Ethernet ne couvre que les 2 premières couches du modèle OSI
HTTP FTP BootP
DHCP---
TCP
IP
Diapositive 87 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
La couche physiqueLa couche physique
Topologie : LibreBus, étoile, arbre, ou anneau
Distance maximum : Fonction du médium et du débit
Minimum : 200 m en 100 base TX
Maximum : 40 000 m en 10 base F
Débit : 10 Mbits/s - 100 Mbits/s - 1 Gbits/s1 Gbits/s utilisé en bureautique
Nbre max équipements : Fonction du médiumMinimum : 30 par segment sur 10 base 2
Maximum : 1024 sur 10 base T ou 10 base F
Diapositive 88 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Ethernet est disponible sur trois types de médium :
Nom Description Débit Long.maxi
Nbre maxstations/segment
10 base 5 Thick Ethernet 10 Mb/s 500 m 100Câble
coaxial 10 base 2 Thin Ethernet 10 Mb/s 185 m 30
10 base T Twisted pair 10 Mb/s 100 m 1024Pairetorsadéeblindée 100 base TX Twisted pair
cat. 5100 Mb/s 100 m ? ? ?
10 base F 2 fibres 10 Mb/s 2000 m 1024Fibre
optique 100 base FX 2 fibres 100 Mb/s 2000 m ? ? ?
Supports de transmissionSupports de transmission
Diapositive 89 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
De plus en plus utilisée même en 100 Mbps
UTP - Paires isolées de fils de cuivre réunis en torsade. Multiples paires à codage couleur, enrobées dans une chemise en plastique
Plus rapide que le câble coaxial
STP - Paires indissociables enveloppées dans unblindage avec feuille d’alu
Catégorie 5 (Cat 5) - La plus courante dans les réseaux informatiques
Cat 5 = 100 Mbps (en cours de spécification)Cat 3 = 10 Mbps
La paire torsadéeLa paire torsadée
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Utilise la connectique RJ45
Diapositive 90 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Comprend trois parties :
Coeur - Support du trajet de la lumière verre ou plastique
Gaine - Tube en verre qui ramène par réflexion toute lumière parasite dans le coeur
Revêtement protecteur - Protège le cœur et la gaine optique
La fibre multimode est la plus utilisée car moins couteuse, et
plus facile à mettre en œuvre.
La fibre optiqueLa fibre optique
La fibre optique est appréciée pour son aspect sécuritaire (absence de courants électriques), son faible encombrement et son immunité aux bruits et aux interférences électromagnétiques.
Elles permettent d’avoir des plus grandes longueurs de segment (max 2 km)
Servent souvent d’artères
Chapitre 3 : Le modèle ISO
Diapositive 91 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Quantum Momentum Magelis Momentum Altivar 58 Altistart 48 Altivar 38 Momentum Altivar 58
Quantum
Anneau optique redondant 200 M bits/s Full-duplex
Switch Switch SwitchPremium
Boucle optique
Hub
Hub
Transceiver
Transceiver
Fibre optique
Diapositive 92 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Méthode d ’accès au médium : CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection
Les stations sont à l ’écoute du support de transmission et attendent qu ’il soit libre pour émettre.
Si une collision est détectée, chaque station continue à émettre pour que la collision soit vue par l ’ensemble du réseau.
Les stations réémettent leur message après un temps de durée aléatoire.
Déterminisme : Résolu par segmentationTaux de charge < 10%
Méthode de transmission : Par paquetsou datagrammes IP de 64 à 1500 octets
Taille maxi des données utiles : 1442 octets par paquet (APDU)
Sécurité de transmission : CRC32 au niveau couche liaison.Accusé réception niveau couche TCPRéponse au niveau application
(UNITE/Modbus)
Couches liaison réseau transportCouches liaison réseau transport
Diapositive 93 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
HTTP : HyperText Transfer Protocol = WebTransfert de fichiers au format HTML
FTP : File Transfer ProtocoleTransfert de fichiers suivant modèle client serveur
SNMP : Simple Network Management ProtocolGestion de réseau : configuration, surveillance, administration
DNS : Domain Name ServiceTraduit le nom symbolique d’un nœud de réseau en une adresse
IP
Les principaux protocoles applicationLes principaux protocoles application
Diapositive 94 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Protocoles applicationProtocoles application
BOOTP : Protocol bootstrapAffectation adresse IP par un serveur
TELNET : Interfaçage de terminaux avec des équipements en half duplex
Format ASCII englobé
UNITE : Protocole basé sur le modèle client serveur créé par Telemecanique
MODBUS : Protocole basé sur le modèle client serveur créé par Modicon
I/O scanning : E/S périodiques rafraichies par envoi automatique de requêtes Modbus.
Diapositive 95 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Les classe d ’implémentation Transparent ReadyLes classe d ’implémentation Transparent Ready
Les classes d ’implémentation définissent une liste de services à implémenter pour garantir une interopérabilité des produits Schneider Transparent Ready.
Ces classes sont définies pour 4 familles d ’équipements :
Controllers : Automate, commandes numériques…
Devices : Variateurs, démarreurs moteur, robots, E/S déportées Passerelles : HMI / SCADA
Les classes d ’implémentation sont identifiées par
une lettre A à Z concernant les services WEB
suivi d ’un nombre 00 à 99 concernant les services utilisateurs et communication
et d ’un suffixe ASCII concernant la couche physique.
Diapositive 99 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 11 : Ethernet TCP/IP Modbus
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Ouverture vers clients standards
Offre Schneider
Niveau d ’intégration dans PL7
Points faibles
Accessoires raccordement chers
Pas de possibilité raccordement
produits de sécurité
Cout d ’intégration
Diapositive 100 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Profibus-DP
Chapitre 12 : Profibus-DP
Historique
Profibus-DP le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 101 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
HistoriqueHistorique
En 1987, le ministère fédéral allemand pour la recherche et le développement technologique crée un groupe de travail "Field Bus" fédérant 13 entreprises dont SIEMENS et 5 instituts de recherche.
Naissance de Profibus (PROcess FIeld BUS).
PROFIBUS est géré par une association d'utilisateurs qui regroupe des constructeurs, des utilisateurs et des chercheurs : le CLUB PROFIBUS.
Les clubs d'utilisateurs dans 20 des plus grands pays industrialisés offrent le support dans la langue du pays. Ces centres de compétences sont fédérés par l'organisation "PROFIBUS International" (PI) qui compte plus de 750 membres.
http://www.profibus.com/
Diapositive 102 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
Les 3 versions de ProfibusLes 3 versions de Profibus
Profibus-PAProfibus-PA
Profibus-DPProfibus-DP
ProfiNetProfiNet
Diapositive 103 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
Profibus et le modèle ISOProfibus et le modèle ISO
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
7
6
5
4
3
2
1 FDL = Fieldbus data linkFDL = Fieldbus data link
RS485 ou fibre optiqueRS485 ou fibre optique
Fonctions DPFonctions DP
Profiles DPProfiles DP
FMS = Fieldbus message specif.
ProfilesProfiles
FMS FMS
Diapositive 104 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
La couche physiqueLa couche physique
Topologie : Bus avec terminaisons de ligne actives
Distance maximum : Dépend du medium et du débit
Minimum : 100 m à 12 Mbits/s sans répéteur
Maximum : 4800 m à 9.6 kbits/s avec 3 repeteurs
Débit : 9,6 Kbits/s à 12 Mbits/s
Nbre maxi. Stations : 32 sans répéteurs
124 avec 3 repeaters
Diapositive 105 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
Les types de raccordementLes types de raccordement
IP20 IP65
A A B B
Sub D 9 points
Femelle coté produit avec terminaison de
ligne ou pas
5
2
34
1
Prise M12
Femelle coté produit
Han-Brid
Préconisation DESINA
Diapositive 106 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Quantum
Premium
ATV58TEGO POWER
Momentum
Répéteur
FTB1DP FTB1DP FTB1DP
Fins de ligne
Fin de ligne
Fin de ligne
Diapositive 107 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
PROFIBUS utilise une méthode d’accès hybride
n La communication entre stations actives est basée sur le concept d’anneau à jeton.
n Les stations passives (esclaves) utilise le concept maître-esclave.
Stations actives = équipements maîtres
Stations passives = équipements esclaves
Couche liaisonCouche liaison
Diapositive 108 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
Anneau à jetonAnneau à jeton
Le concept d ’anneau à jeton garantit que l ’accès au bus est donné à chaqueéquipement maître dans une fenêtre de temps prédéfinie.
Le jeton est un télégramme particulier émis par un maître qui doit circulé vers les autres maîtres de l ’anneau dans un temps maximum configurable.
Maître - EsclaveMaître - Esclave
Le concept maître-esclave permet au maître en possession du jeton d ’accéderaux esclaves qui lui sont assignés (les stations passives) ainsi qu ’aux autres maîtres (messagerie FMS).
Les messages émis à destination des esclaves et leurs réponses associées sont appelés PPO : Parameter Process Object.
Profibus-DP peut fonctionner avec un seul maître (mono master mode).
Le coupleur maître Profibus-DP Premium ne supporte pas la communication maître à maîttre (FMS).
Diapositive 109 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Description du PPODescription du PPO
Le maître émet une requête cyclique à l’esclave Le maître reçoit une réponse cyclique de de l’esclave
PZD
1er mot 1er mot
PKE
PWE
PZD1
PZD2
PZD3
PZDn
Dernier mot
Zone
échangesapériodiquesoptionnelle
CO
MM
AN
De
DU
MA
ITR
E
PZD
PKE
PWE
PZD1
PZD2
PZD3
PZDn
RE
PO
NS
E E
T S
TA
TU
S D
E L
’ES
CL
AV
E
Tous les mots sont échangés cycliquement, mais les échanges apériodiques sont utilisés quand nécessaire.
PKW = Parameter - Kennung - Wert = Paramètre - Adresse - ValeurPKE = Parameter - Kennung = Adresse du paramètre PWE = Parameter - Wert = Valeur du paramètre dont l’adresse est contenue dans PKEPZD = Prozeßdaten = Données de process
PKW PKW
Dernier mot
Chapitre 12 : Profibus-DP
Zone
échangesapériodiquesoptionnelle
Zone
échangespériodiques
Zone
échangespériodiques
Diapositive 110 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Utilisation des PKWUtilisation des PKW
PKW DescriptionWord 1 Sortie PKEWord 2 Sortie R/W outputWord 3 0Word 4 Sortie
Données de sortie
Sortie PKE : Bits 0 à E : Adresse de la variableBit F : = 0 Ecriture ou lecture unique
= 1 Ecriture ou lecture permanenteSortie R/W :
= 16#0052 = Read = 16#0057 = Write
Sortie PWE : = Si écriture : Valeur à écrire
Entrée PKE : Copie de la valeur de sortie PKEEntrée R/W/N :
= 16#0052 Lecture correcte = 16#0057 Ecriture correcte = 16#004E Erreur de lecture ou d ’écriture
Entrée PWE : : Si lecture correcte valeur de la variable : Si écriture correcte copie de la valeur sortie PWE : Si erreur
= 0 : adresse incorrecte = 1 : écriture refusée
PKW DescriptionWord 1 Entrée PKEWord 2 Entrée R/W/NWord 3 0Word 4 Entrée PWE
Données d'entrée
Chapitre 12 : Profibus-DP
Diapositive 111 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 12 : Profibus-DP
La couche applicationLa couche application
Echanges des données : Process : échanges cycliquesParamètres, diagnostic : apériodiques (PKW)
Taille maxi des données : 244 octets de PPO
Interopérabilité : Produits certifiés par l’organisation Profibus
Interchangeabilité : Profils de communication et d’application
Diapositive 112 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Profils de communication DPProfils de communication DP
Trois types de stations sont définis :
DP master class 1 (DPM1) : Controleur programmables comme automates, PC...
DP master class 2 (DPM2) : Outil de développement ou de diagnostic
DP slave : Equipement périphérique réalisant des échanges
cycliques avec “sa” station active.
Le module Profibus-DP TSX PBY 100 Premium est un sous ensemble de DPM1
Chapitre 12 : Profibus-DP
Diapositive 113 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Profils application DPProfils application DP
Les profils application complétent le standard pour un champ d’appication donné.
Exemples :
Commandes numériques et robots
Basé sur des diagrammes séquentiels, les mouvements et les commandes sont décrits sous l’angle de l’automatisme.
Codeurs
Basé sur le raccordement des codeurs rotatifs, angulaires et linéaires, et basé sur la définition de fonctions (mise à l’échelle, diagnostics, etc.).
PROFIDRIVE variateurs de vitesse
Basé sur les fonctions de base du variateur :les commandes et états variateurs sont décrits.
Contrôle de process et supervision (HMI)
Il spécifie la liaison des équipements de conduite (et supervision) avec des constituants d’automatismes de niveau supérieur. Il utilise les fonctions étendues de PROFIBUS-DP concernant la communication.
Chapitre 12 : Profibus-DP
Diapositive 114 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Fichiers GSDFichiers GSD
Les caractéristiques d ’un équipement PROFIBUS sont décrites sous la forme d ’une« electronic device data sheet » (GSD) dans un format prédéfini.
Les fichiers GSD doivent être fournis par tous les fabricants d ’équipements PROFIBUS.
Spécifications généralesCette section contient des informations sur le fabricant, le nom du produit, les versions hardwareet software, les débits supportés, etc...
Spécifications relatives aux maîtresCette section contient tous les paramètres relatifs aux maîtres, comme le nombre maximum d ’esclaves,les options de chargement déchargement. Cette section n ’existe pas pour les équipements esclaves.
Spécifications relatives aux esclavesCette section contient les spécifications relatives aux esclaves comme le nombre et le type de variables d ’E/S, les textes de diagnostic, les informations sur les modules présents pour les produits modulaires...
Chapitre 12 : Profibus-DP
Diapositive 115 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Nombre d ’équipements connectés
dans le monde
Facilité d ’utilisation des variables
périodiques et apériodiques
Facilité d ’intégration (fichier GSD)
Diagnostic
Points faibles
Faible distance à haut débit
Système PKW ne permet d ’atteindre qu ’un seul paramètre à la fois
Nécessité d ’utiliser un configurateur externe : Sycon
Déconnexion des produits en fin de ligne peut perturber tous le bus.
Chapitre 12 : Profibus-DP
Diapositive 116 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
FIPIO
Chapitre 13 : FIPIO
Historique
FIPIO et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 117 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
HistoriqueHistorique
A l’origine, on trouve un groupe de travail piloté par la Mission Scientifique et Technique du Ministère de l’Industrie et de la Recherche comprenant les constructeurs TELEMECANIQUE, MERLIN GERIN, CGEE, ALSTHOM et CSEE.
Ce groupe a travaillé durant les années 1983-1985 à la spécification de FIP.
L ’association de constructeurs et d ’utilisateurs WorldFIP a été créée en 1987 sous le nom de CLUB FIP.
http://www.worldfip.org/
WorldFIP est conforme aux standards EN 50170 et IEC 61158.
Diapositive 118 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
FIPIO et le modèle ISOFIPIO et le modèle ISO
CiA DS-301 = Communication profile
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CAN 2.0 A et B + ISO 11898
CAN 2.0 A et B = ISO 11898-1 et 2
CAL= CAN Application Layer APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
7
6
5
4
3
2
Canal données processus + messagerie PCP
EMPTY
EMPTY
EMPTY
EMPTY
Maître esclave avec trame unique (registre à décalage)
RS 485
VariateursDRIVECOM
HMIMMI COM
Séquenceursde soudage
Etc...
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
LINK = LLC + MAC
PHYSICAL
7
6
5
4
3
2
1
Diapositive 119 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
La couche physiqueLa couche physique
Medium : Paire torsadée blindée ou fibre optique
Topologie : Type busAvec raccordement par chaînage ou dérivations +terminaisons de fin de ligne
Distance maximum : 1000 m pour un segment électrique3000 m pour un segment optique15 000 m avec répéteurs électriquesNbre répéteurs¨+ Nbre stations =< 36Nbre répéteurs x 0,5 + somme des longueurs en Km < 22
Débit : 1Mbits/sQuelle que soit la longueur du câble
Nbre max équipements : 1271 maître et 126 esclaves32 équipements max par segment
Diapositive 120 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
Connectique SUBD-9 points standardiséeConnectique SUBD-9 points standardisée
SUBD-9pointsmâle coté produit
Vers câble FIPIO principal ou vers boitier
de dérivation
Diapositive 121 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
ATS48ATV28
Modbus
LUFP1
Démarreurs-contrôleurs modèle U
Premium MagelisE/SMomentum
MicroPasserelle ASi
TBX IP20
TBX IP67
Fin de ligne
24 V
24 V
Fin de ligneFin de ligne
ASi
Convertisseursélectique-optique
Fin de ligne
Diapositive 122 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
La couche liaisonLa couche liaison
Méthode d ’accès au médium : Maître / esclaves (arbitre de bus)La configuration du système indique à l ’arbitre de bus la liste des variables (identifieurs) à scruter ainsi que leur périodicité (informations contenues dans le profil des équipements)
Modèle de communication :
Echanges périodiques : Producteur / ConsommateurLorsque l ’arbitre de bus demande la diffusion d ’une variable (identifieur) le producteur unique de cette variable se reconnaît et la diffuse.
Le ou les stations consommatrices la captent, l ’arbitre de bus passe à l ’identifieur suivant.
Echanges apériodiques : Client / ServeurAprès traitement des échanges périodiques, l ’arbitre de bus traite les requêtes apériodiques stockées dans une file d ’attentes dédiée (liste d ’identifieurs).
Diapositive 123 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
La couche liaisonLa couche liaison
cycleélemn°1
cycleélemn°2
cycleélemn°3
cycleélemn°4
cycleélemn°5
cycleélemn°6
cycleélemn°7
cycleélemn°8
FEDCBA A
EDBA
CA A
FEDCBA
EDBA A
Occupationbande passante
100 %
Echanges Apériodiques
Variables Cycliques
t
Chaque variable est scrutée à son propre rythme sans perturbation par les échanges apériodiques.
Macro-cycle1 Macro-cycle2
Diapositive 124 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
Les familles de profilsLes familles de profils
3 familles de profils sont définis :
FRD = FIPIO Reduced Device Profile
FSD = FIPIO Standard Device Profile
FED = FIPIO Extended Device Profile
Le choix du profil est fonction :
du nombre de variables cycliques à échanger
du nombre de variables de configuration
du nombre de variables de réglage
du nombre de variables de diagnostic
de la structure de l ’équipement
Diapositive 125 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
Répartition des profilsRépartition des profils
Profil standard
Variables cycliquesAcquisition des entréesPilotage des sorties
Variables de configurationVariables de réglageCommandes
Commande spécifiqueDiagnostic
Validité des entréesStatus spécifique
FRD
2 mots2 mots
--
-
1 octet-
FSD
8 mots8 mots
16 mots32 mots
-
1 octet-
FED
32 mots32 mots30 mots30 mots
8 mots
1 octet8 mots
Diapositive 126 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 13 : FIPIO
Syntaxe de dénomination des profilsSyntaxe de dénomination des profils
4 champs permettent d ’identifier un profil :
FSD C8 PFamille
Structure Nbre E/S
Possibilité Paramétrage
FRD Reduced
FSD Standard
FED Extended
C Compact
M Modulaire
2 Mots
8 Mots32 Mots
P Possibilité paramétrage
- Pas de paramètrage
Diapositive 127 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Longueur du bus : 15 km à 1Mbits/s
Connexion par chaîne ou dérivation
Facilité d ’utilisation
Niveau d ’intégration dans PL7
Points faibles
Peu de produits disponibles
Pas de modification possible de la
taille des variables cycliques
Système de messagerie UNITE non
standardisé
Chapitre 13 : FIPIO
Diapositive 128 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Interbus
Chapitre 14 : Interbus
Historique
Interbus et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 129 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
HistoriqueHistorique
Spécifications du protocole
par Phoenix Contact
Commercialisation premiers produits
Création de l ’association
internationale Interbus Club
Premiers prototypes
Premiers profils
Homologation EN 50254 350 000 réseaux installés 4 millions de nœuds connectés 2700 produits
1983
1985
1987
1990
1993
2001
Diapositive 130 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Interbus et le modèle ISOInterbus et le modèle ISO
CiA DS-301 = Communication profile
VIDE
VIDE
VIDE
VIDE
CAN 2.0 A et B + ISO 11898
CAN 2.0 A et B = ISO 11898-1 et 2
CAL= CAN Application Layer APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON = LLC + MAC
7
6
5
4
3
2
Canal données processus + messagerie PCP
EMPTY
EMPTY
EMPTY
EMPTY
Maître esclave avec trame unique (registre à décalage)
RS 485
VariateursDRIVECOM
HMIMMI COM
Séquenceursde soudage
Etc...
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
LINK = LLC + MAC
PHYSICAL
7
6
5
4
3
2
1
Diapositive 131 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Medium : Double paire torsadée blindée1 paire pour la réception, 1 paire pour l ’émission
Topologie : Type anneau
Ressemble vu de l ’extérieur à une topologie bus le câble de
connexion contenant l ’aller et le retour du signal.
Distance maximum : 400 m entre 2 équipements12,8 km au total
Débit : 500 Kbits/s
Nbre max équipements : 512
La couche physiqueLa couche physique
Diapositive 132 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Les différents type de busLes différents type de bus
Bus local( Local Bus TTL )
( conçu pour une installation économique d'une sous station déportée dans une armoire )- 8 équipements maxi- 1,5 m maxi entre 2 équipements - Long totale: 10m- courant maxi: 800 mA
Interbus sensor loop( raccordement direct des capteurs numériqueset analogiques sur Interbus-S parl'intermédiaire d'une tête de station )- 1 paire non blindée + 24 V- 32 équipements maxi- 10 m maxi entre 2 équipements - Long totale: 100 m
Tête de station IP20pour bus local
Tête de station IP 65pour bus installation- Régénère les données- fournit le 24 V / 4,5 ATête de station : 170 ENO 396 00 (IP65)
Bus Installation( Installation bus )
( variante du bus inter station + tension d'alimentation des capteurs )- RS 485- Avec alim. 24 V, 4,5 A maxi- 40 modules E/S max.- 50 m maxi entre 2 équipements - Long totale: 50 m
Bus interstation( remote bus ):
( Bus principal )- RS 485 point à point- 256 équipements maxi- 400 m maxi entre 2 équipements - Long totale: 12,8 Km
Bus inter station en dérivation( remote bus )
Tête de station : 170 BNO 671 00 (IP20)
Pas d'équipements Schneider sur bus local ni sur "sensor loop"
Diapositive 133 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Les types de raccordementLes types de raccordement
IP20 IP65
5
2
34
1
Prise M12 IN
Mâle coté produit
5
1
43
2
Prise M12 OUT
Femelle coté produit
Sub D 9 points IN
Sub D 9 points OUT
Mâle coté produit
Femelle coté produit
1 5
6 9
5 1
9 6
Diapositive 134 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
Premium
TEGO POWER
FTB
ATV50
FTB
400 m max
FTB FTB
Tête de station
Tête de station
24 V
24 VOUTIN
50 m maxi.
50 m maxi.OUTIN
Bus inter stations
Bus installation
Bus installation
400 m max entre chaque produits
Bus inter stations
Diapositive 135 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
La couche liaisonLa couche liaison
Méthode d ’accès au médium : Maître / esclavesTransmission d ’une trame unique dans la quelle les données capteurs (entrées) et les données actionneurs (sorties) sont réunies.
Cette trame unique est gérée comme un registre à décalage de 256 mots maximum. Chaque esclave (station) est un élément du registre.
La structure de la trame est hybride : elle assure le support de 2 classes de données (32 mots maximum par équipement) :
les données cycliques du processus (mots périodiques d'entrée/sortie de l'esclave),
et les données acycliques de paramétrage (espace mémoire fixe).
Diapositive 136 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Les échanges acycliques
Les échanges acycliques
Les données acycliques sont transmises par le protocole PCP.
PCP = Peripherals Communication Protocol
qui fragmente les données de paramétrage.
Diapositive 137 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 14 : Interbus
Les profilsLes profils
Les profils Interbus définissent pour une famille de produits :
la reconnaissance de l ’équipement par son code d ’identification
le format des informations de commandes (sorties) et des mots d ’état (entrées) échangées
le graphe d ’état
L ’intégration d ’un nouvel équipement dans l ’outil de configuration réseau CMD Tool ne peut se fait par enrichissement d ’une base de données gérée par PHOENIX CONTACT (pas d ’EDS file).
Diapositive 138 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Très bonne utilisation de la bande
passante
Localisation des défauts
Interopérabilité garantie car outil de
configuration unique (CMD Tool).
Points faibles
Echanges acyclique très lent.
Pas de diffusion
Pas de mode dégradé : en cas de
défaut d ’un équipement, tous les
échanges s ’arrêtent.
Chapitre 14 : Interbus
Diapositive 139 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Modbus
Chapitre 15 : Modbus
Historique
Modbus et le modèle ISO
La couche physique
La couche liaison
La couche application
Les profils
Points forts- points faibles
Diapositive 140 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
HistoriqueHistorique
Le protocole MODBUS est une structure de messagerie créée par MODICONen 1979 pour connecter des automates à des outils de programmation.
Ce protocole est de nos jours largement utilisé pour établir des communicationsde type maître/client vers esclaves/serveurs entre équipements intelligents.
MODBUS est indépendant de la couche physique.
Il peut être implémenté sur des liaisons RS232, RS422, ou RS485 ainsi que
sur une grande variété d ’autres médias (ex : fibre optique, radio, etc...).
Diapositive 141 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Modbus liason série et le modèle ISOModbus liason série et le modèle ISO
MODBUS sur liaison série fonctionnant de 1200 à 56 Kbits/s avec une méthode d ’accès maître/esclave.
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
7
65
4
3
2
1
Maître / EsclaveMaître / Esclave
Modbus
RS485RS485
Diapositive 142 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Modbus Plus et le modèle ISO Modbus Plus et le modèle ISO
MODBUS PLUS est un bus fonctionnant à 1 Mbit/s basé sur une méthode d ’accès par anneau à jeton qui utilise la structure de messagerie MODBUS.
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
7
6
5
4
3
2
1
802.4 Anneau à jeton802.4 Anneau à jeton
Modbus
RS485RS485
Diapositive 143 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Ethernet TCP/IP MODBUS utilise TCP/IP et Ethernet 10 Mbit/s ou 100 Mbits/s pour porter la structure de messagerie MODBUS.
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
7
6
5
4
3
2
1
CSMA / CDCSMA / CD
ETHERNET V2 ou 802.3ETHERNET V2 ou 802.3
Modbus
TCP
IP
Ethernet TCP/IP Modbus Ethernet TCP/IP Modbus
Diapositive 144 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Medium : Paire torsadée blindée
Topologie : Type bus
Avec dérivations et terminaisons de fin de ligne
Distance maximum : 1300 m sans répéteur
Débit : 19 200 bits/s (56 Kbits/s sur certains produits)
Nbre max équipements : 255
La couche physique RS485La couche physique RS485
Diapositive 145 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Mâle coté produit
TIA/EIA-485 / SUB-D 9 pointsTIA/EIA-485 / RJ45
Connectiques préconisés par SchneiderConnectiques préconisés par Schneider
Femelle coté produitFemelle coté produit
Diapositive 146 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Exemple d ’architectureExemple d ’architecture
MicroQuantum
Premium
ATS48ATV28
Départs moteurs Tesys U
ATV58Tesys U
TéFin
de ligne
RépartieurModbus
Fin de ligne
Boîtier de dérivation
Diapositive 147 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Méthode d ’accès au médium : Maître / esclave
Méthode de transmission : Client / serveurLe maître est client, l ’esclave est serveur.L ’échande de données entre esclaves se faitpar programme applicatif
Taille maxi des données utiles : 120 mots automate
Sécurité de transmission : LRC ou CRC
Délimiteurs start et stop
Bit de parité
Flux continu
La couche liaisonLa couche liaison
Diapositive 148 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Modbus ASCII et Modbus RTUModbus ASCII et Modbus RTU
Le protocole MODBUS existe en 2 versions :
Mode ASCIIChaque octet de la trame est transmis sous la forme de 2 caractèresASCII.
Mode RTUChaque octet de la trame est transmis sous la forme de 2 caractèreshexadécimaux de 4 bits.
Le principal avantage du mode RTU est qu ’il transmet plus rapidement les informations.
Le mode ASCII permet d ’avoir un intervalle de temps d ’une seconde entre 2 caractères sans générer d ’erreur de transmission.
Diapositive 149 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Structure d ’une trame ModbusStructure d ’une trame Modbus
Adresse ChecksumDataFonction
La structure d ’une trame Modbus est la même pour les requêtes (message du maître vers l ’esclave) et les réponses (message de l ’esclave vers le maître).
Modbus ASCII
Modbus RTU
: CR LF
3A Hex 0D Hex 0A Hex
Adresse ChecksumDataFonctionsilence silence
Silence >= 3,5 characters
Diapositive 150 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Requête :
Exemple de trame en mode RTUExemple de trame en mode RTU
Code Fonction = 3 : Read n words
AdresseEsclave
CRC16Adresse 1er mot
CodeFonct.= 3
Nombre de mots à lire
1 octet 1 octet 2 octets 2 octets 2 octets
Réponse :
AdresseEsclave
CRC16Nombre
d’octets lusCode
Fonct.= 3Valeur du 1er mot
1 octet 1 octet 2 octets 2 octets 2 octets
Valeur dudernier mot
2 octets
Diapositive 151 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 15 : Modbus
Les classes d ’implémentationLes classes d ’implémentation
Les classes d ’implémentation de la messagerie Modbus sont un sous ensemble du projet Transparent Ready qui définit une liste de services à implémenter pour garantir une interopérabilité des produits Schneider.
Pour la famille des équipements serveurs (variateurs, démarreurs moteurs, E/S déportées, etc…) 3 classes sont définies.
Les classes correspondent à une liste de requêtes Modbus à supporter.
Basic : Accès mots et identification Regular : Basic + accès bits + diagnostic réseau Extended : Regular + autres accès
Diapositive 152 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Points forts - points faiblesPoints forts - points faibles
Points forts
Faible coût d ’implémentation
Offre Schneider
Niveau d ’intégration dans PL7
Points faibles
Necessité d ’écrire du programme pour
accéder à une variable.
Relaltivement lent
Pas de communication directe
d ’esclave à esclave.
Chapitre 15 : Modbus
Diapositive 153 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 16 : Tableau comparatif des différents réseaux
Comparaison au niveau physiqueComparaison au niveau physique
ASi CANopen DeviceNetEthernet
TCP/IP ModbusProfibus-DP FIPIO Interbus Modbus
Médium
Câble plat jauneCâble rond non
blindéCâble rond
blindé
Paire torsadée blindée
Double paires torsadées blindées
Cable coaxial:10 base 2 - 10 base 5
Paire torsadée blindée:10 base T - 10 base TX
Fibre optique10 base F - 10 base FX
Paire torsadée blindée
Fibre optique
Paire torsadée blindée
Fibre optique
Double paires torsadées blindées
Paire torsadée blindée
Distance maxi sans répéteur
100 m
Suivant débit :25 m à 1 Mbits/s
1 km à 10 Kbits/s
Suivant débit :100m à 500 Kbits/s500m à 125 Kbits/s
Paire torsadée 100mFibre optique 2000m
Suivant débit :100m à 12 Mbits/s1,2km à 10 Kbits/s
1000 m en paire torsadée
3000 m en fibre optique
400 m 1300 m
Distance maxi avec répéteurs
500 mFonction du type
de répéteurFonction du type
de répéteur10km fibre optique
400 à 4800 m suivant débit
15 km 12,8 kmFonction du type
de répéteur
Débit 166 Kbits/s9 débits possiblesde 10 Kbits/s à 1
Mbits/s
125, 250 ou 500 Kbits/s
10/100Mbits/s9,6 Kbits/s à 1
Mbits/s1 Mbits/s 500 Kbits/s
jusqu'à 19200 bits/s
Nombre maxi d'équipements
ASi V1 : 1 maître + 31 escl.
ASi V2 : 1 maître + 62 escl.
1281 maître et 127
esclaves
641 maître et 63
esclaves
64I/O scanning et
Modbus
Mono ou Multi-maîtres
126 équipements
maxi
1 gestionnaire+ 126 équipements
51232
1 maître et 31 esclaves
Diapositive 154 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 16 : Tableau comparatif des différents réseaux
Comparaison au niveau liaison et applicationComparaison au niveau liaison et application
ASi CANopen DeviceNetEthernetTCP/IP
ModbusProfibus-DP FIPIO Interbus Modbus
Méthode d'accès au
médium
Maître Esclaves
CSMA/CA CSMA/CA CSMA/CDToken ring
et maître/esclaveGestionnaire de
bus
Maître Esclaves
Trame unique
Maître Esclaves
Type et taille des données échangées
ASi V1 :Cycliques: 4 bits E 4 bits SAcycliques: 4 bits P
ASi V2 :Cycliques: 4 bits E 3 bits SAcycliques: 3 bits P
E/S cycliques : PDO8 octets E8 octets S
Acycliques : SDOParam./réglage>8 octets par
fractionnementdes informations
E/S cycliques :I/O messages
8 octets E8 octets Sou >8 si
fragmentation
Acycliques :Explicit messages
Param./réglage >8 octets par fractionnement
des informations
E/S cycliques :I/O scanning125 mots E125 mots S
Acycliques :Param./réglagepar messagerie
asynchrone 507mots
E/S cycliques :PZD
244 mots E244 mots S
PKW = 1 motà la fois
E/S cycliques :32 mots E32 mots S
Acycliques :Param.= 30 motsRégla. = 30 mots
E/S cycliques :256 mots E/S
Acycliques :256 mots par fragmentation
Variables acycliques1920 bits120 mots
Diapositive 155 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
AutomatesAutomates
Chapitre 17 : Aperçu de l ’offre de communication IA
ASi CANopen DeviceNetEthernetTCP/IP
Modbus
Profibus-DP FIPIO Interbus Modbus
Zelio Esclave
Twido Maître V2 2005 2005Maître ou esclave
Micro Maître V1 Oui OuiOui
AgentMaître ou esclave
PremiumMaître V1 Maître V2
Oui Oui OuiOui
GestionnaireOui
Maître ou esclave
Quantum Maître V1 A venirOui
coupleur tiers
Oui Oui OuiMaître ou esclave
Diapositive 156 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Contrôle industrielContrôle industriel
ASi CANopen DeviceNetEthernetTCP/IP
Modbus
Profibus-DP
FIPIO Interbus Modbus
Commande mouvement
LEXIUMMHDA
Oui Oui Oui
TEGO Quickfit
Oui Oui Oui Oui Oui Oui
Tesys U Oui Via passerelle Via passerelle Via passerelle Oui
IP20 et IP 67 ASI
Oui
IP20 Momentum
Oui Oui Oui Oui Oui
Advantys IP20
Oui Oui Oui Oui Oui
Advantys IP67
Oui Oui Oui Oui
XBT-HXBT-PXBT-E
Via passerelle Oui
XBT-F Via passerelle Oui Oui Oui
ATS46 Via passerelle Via passerelle Via passerelle Oui
ATV31 Oui Via passerelle Oui
ATV58 Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui
ATV68 Oui Oui Oui
Variateurs
E/S déportées
HMI
Départs moteurs
Chapitre 17 : Aperçu de l ’offre de communication IA
Diapositive 157 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Les étapes de mise en œuvreLes étapes de mise en œuvre
Câblage de l ’installation
Configuration des esclaves :Adresse, vitesse de communication...
Par switchs, commutateur rotatif, ou console.Certains produits détectent automatiquement la
vitesse et le format de communication
Déclaration du coupleur maître dans l ’automate
Sauvegarde et transfert de la configuration dans l ’automate
Configuration du coupleur maîtreAvec PL7 pour ASi, Ethernet,
FIPIO et Modbus
Avec SycCon pour CANopen,
et Profibus
Avec CMD Tool
pour Interbus
Su
r l
’in
sta
lla
tio
nA
ve
c P
L7
et
co
nfi
gu
rate
ur PL7 est le logiciel de programmation
des automates Micro et Premium
Diapositive 158 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Les étapes de mise en œuvreLes étapes de mise en œuvre
Vérification du fonctionnement de la communication par écran de mise au point
Développement programme applicatif
Test du programme
Av
ec
PL
7
Diapositive 159 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Les différents types d’échangesLes différents types d’échanges
L ’ajout dans l ’automate d’un module de communication enrichit l ’application d ’objets. Ils peuvent être de 2 types :
Objets implicites :
Ces variables d ’entrées ou de sorties sont mises à jour automatiquement par l ’UC de l ’automate et le coupleur de communication de façon asynchrone.
Objets explicites :
Ces variables d ’entrées ou de sorties mises à jour sur demande du programme utilisateur.
Il est également possible d ’échanger directement des données entre l ’application et des équipements distants en utilisant des fonctions de communication (Read_var, Write_var, Send_Req, etc…)
Diapositive 160 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Objets implicitesObjets implicites
Asynchronisme
Zone%I ou %IW
Zone%Q ou %QW
Zone%IMod
Processeur automate
Infos diagnostic
Zone mémoiredes entrées
Zone mémoiredes sorties
Coupleur de communication
Temps de cycle
automate
Echangescycliques
automatiques
Equipement 1
Equipement 2
Equipement n
Bus
Temps de cycle
réseau
Echangescycliques
automatiques
Diapositive 161 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Objets explicitesObjets explicites
Equipement 1
Equipement 2
Equipement n
BusCoupleur de
communication
Paramètres de commande
Paramètres d ’état
Paramètres de réglage courants
READ_STS
WRITE_CMD
WRITE_PAR
READ_PAR
SAVE_PAR
RESTORE_PAR
Echangesactivés par le programme
Echangesactivés par le
coupleur suite à demande prog.
Paramètres d ’état
Processeur automate
Paramètres de commande
Paramètres de réglage courants
Paramètres de réglage initiaux
Zone%Mwxy*
* %Mwxy : Avec x = Numéro Rack - y = Numéro enplacement de coupleur de communication
Diapositive 162 / 160Agence Nationale Enseignement Réseaux locaux Industriels - 10/ 2006
Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7
Fonctions de communicationFonctions de communication
Equipement 1
Equipement 2
Equipement n
Processeur automate
Coupleur de communication
Bus
Emplacement mémoire interne applicative %MW
paramétré dansla requête
Mémoire tampon
READ_VAR
WRITE_VAR
Echangesactivés par
requête*
SEND_REQ
* %La requête permet de paramétrer à quel équipement on s ’adresse et où sont rangées les données.
Echangesactivés par le
coupleur suite à demande prog.