les reseaux locaux industriels

LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Une offre pléthorique…( > 50 !)
Philippe RAYMOND mars 2005
1
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
1970 : réseaux locaux industriels (Process bus)
Décentralisation du traitement
pour rendre les automatismes unitaires plus
simples et donner de l'autonomie aux unités
fonctionnelles
2
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
1990 : réseaux de terrain (fieldbus)
décentralisation des E/S permettant de
réaliser des gains sur le coût de câblage,
sur la mise en œuvre, l'exploitation et la
maintenance
3
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
CIM : Computer Integrated Manufacturing
4
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Nombreux avantages
Simplification et réduction des raccordements et câbles
Simplification du projet
Economie de temps et d’argent
Flexibilité
Réduction des erreurs de câblage
Gain de temps pour la mise en service
Diagnostic d’erreur plus rapide
Système offrant une meilleure vue d’ensemble
Extensions futures réalisées en un minimum de temps
Informations disponibles pour tous les équipements
Dialogue direct entre 2 équipements
Structure Distribuée permettant un éclatement du contrôle commande
Connexion d ’équipements hétérogènes dans le cas de système non propriétaire
5
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Gain en matériel
cartes d’E/S dans automate,pc
montages PG
connecteurs multiples
goulottes, ponts
boitiers terminaux
borniers de distribution
câbles & temps d’installation diminué
temps de test diminué
temps de conception de schémas de câblage diminué
coût de marquage de câbles et borniers diminué
6
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Gain en câblage : exemple ASI
3 h…
78% de câblage en
moins
…30 mn
60% de bornes en moins
25% d’heures de
contrôle et de
configuration en moins
7
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
volume de donnée & temps de réponse
fichier
qq s
USINE
ATELIER
Type of
data
CELLULE
cycle
time
MACHINE
real time
ms
qq bit
TERRAIN
8
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Les caractéristiques des réseaux
La topologie (en bus, anneau, étoile, arborescent, maillé...).
Ses limites physiques (longueur, débit, nombre "d'abonnés"...).
Le type de support physique utilisé (câble, fibre optique, ondes
hertziennes...).
Le type d'accès au réseau (aléatoire, maitre-esclave, anneau
jeton, avec ou non gestion d'erreur...).
Les modes de transmissions (synchrone/asynchrone, par
paquets, série/parallèle, codage NRZ/Manchester...)
Le protocole (TCP/IP, FIP, MODBUS...)
9
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Topologie
10
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Topologie
11
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
le mécanisme d ’accès au médium.
12
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Reseau automate ETHERNET
L'adoption de protocoles
standard mondiaux Ethernet et
TCP-IP, les nouvelles
technologies, associées aux
Intranet et Internet, assurent un
accès aux données de
l'automatisme, en tout lieu, à
toute personne autorisée.
Protocole TCP IP - env. 100 m / segment - 100 Mbits/s – rj 45 13
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Bus de terrain CANOPEN
127 abo. - 1200 m / 1.3 ms / 1 Mbits/s -1 paire torsadée blindée plusieurs maitres possible
14
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Bus de terrain ASI
31 esclaves (8 E/S TOR) - 100 m / 5 ms / 170 Kbits/s – câble ASI –
topologie libre - Maitre/esclave
15
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Bus de terrain ASI
IP67 (auto-cicatrisant)
ASI (jaune) & PUISSANCE (noire)
16
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Une liaison RS232 est une liaison point à point, via un câble de trois fils
minimum (Tx,Rx,GND)
Bauds : C'est le nombre de changement d'état de la ligne pendant une
secondes. Cela correspond au nombre de bits par seconde dans le cas d'une
liaison directe par câble.
Parité : Parité paire (even) : le bit transmis est un 0 logique si le nombre de 1
logique des bits de données est paire. C'est un 1 logique dans le cas contraire.
Parité impaire (odd), Pas de parité : on n'ajoute pas de bit de parité.
Bits de données : C'est le nombre de bits (0 ou 1 logique) transmis afin de
coder un caractère. Si l'on est en 7 bits, la valeur décimale du caractère pourra
aller de 0 à 127. Si l'on est en 8 bits, la valeur décimale du caractère pourra aller
de 0 à 255.
Bits de start : C'est un bit au 0 logique qui définit le début de la donnée à
transmettre.
Bits de stop : C'est un ou plusieurs (1,2) bits au 1 logique qui définissent la fin
de la donnée transmise. Leur nombre défini la durée pendant laquelle on se
trouve au 1 logique (1 fois ou 2 fois la durée d'un bit de donnée).
17
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
15 mètres maxi & qq Kbits/s.
Transmission en parité paire, avec 2 bits de stop, du caractère B dont
le codage ascii est 1000010(2)
Définition : DTE (Data Terminal Equipement) représente le terminal ou l'ordinateur .
Définition : DCE (Data Communication Equipement) représente le modem (ou l'imprimante).
18
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
E V1 V2 Parasite
S = V1 - V2
0 -V +V
vp
(-V+vp) - (+V+vp) = -2V
1 +V -V
vp
(+V+vp) - (-V+vp) = +2V
La liaison symétrique ou différentielle permet de transmettre
des données sur de grandes distances à des vitesses
élevées. Elle est peu sensible aux parasites induits.
19
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
RS 485 boucle de courant -1000m - Mbits/s
G = Générateur.
A & B = Points de connexions du Générateur.
C = Point commun du Générateur.
R = Récepteur.
A' & B' = Points de connexions du Récepteur.
C' = Point commun du Récepteur.
Rc = Résistance de charge.
20
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
Exemple de protocole MODBUS, pour lire ou écrire des bits & mots
21
LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS
22