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partager des ressources échanger des données Améliorer la fiabilité Réaliser des systèmes distribués. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS. Décentraliser le traitement (pour rendre les automatismes unitaires plus simples et de donner de l'autonomie aux unités fonctionnelles). 1970….

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LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS


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    Presentation Transcript
    1. partager des ressources • échanger des données • Améliorer la fiabilité • Réaliser des systèmes distribués LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    2. Décentraliser le traitement (pour rendre les automatismes unitaires plus simples et de donner de l'autonomie aux unités fonctionnelles) 1970… LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS C'est l'arrivée des "réseaux locaux industriels d'automatismes".

    3. l'évolution de la technologie rend possible la décentralisation des E/S et de la périphérie d'automatisme, ce qui permet de réaliser des gains sur le coût de câblage, sur la mise en œuvre, l'exploitation et la maintenance par rapport aux solutions classiques. 1990… LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS C'est l'arrivée des "réseaux de terrain".

    4. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS USINE ATELIER MACHINE E/S Pyramide CIM (Computer Integrated Manufacturing).

    5. GESTION ENTREPRISE FICHIERS CALCULATEURS USINE CONTRÔLE PRODUCTION MICRO-ORDINATEUR TABLEAUX ATELIER COMMANDE CENTRALISEE SUPERVISION MESSAGES CELLULE API CONTROLEURS REGULATEURS AUTOMATISATION MOTS MACHINE DONNEES CAPTEURS ACTIONNEURS BITS TERRAIN FONCTIONS SYSTEMES INFORMATIONS LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    6. VOLUME DE DONNEES TEMPS NON CRITIQUE USINE ATELIER TEMPS > 10 s CELLULE TEMPS < 1 s TEMPS < 0,1 s MACHINE T < 0.01 s TERRAIN TEMPS DE REPONSE LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS TRAITEMENT DE DONNEES EN TEMPS REEL

    7. INTERNET USINE RESEAUX INFORMATIQUES ATELIER BUS D ’USINE CELLULE MACHINE BUS DE TERRAIN BUS E/S TERRAIN CLASSIFICATION LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    8. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    9. Etoile Maillage régulier Bus Arbre Anneau LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    10. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Entre un noeud et le suivant la communication est unidirectionnelle. Le noeud suivant s’occupera de répéter le signal reçu en entrée ou d’ajouter ses propres informations au moment approprié. Il n’est pas possible d’étendre le réseau lorsqu’il est en fonction, car l’anneau serait alors interrompu. D’autre part, si un composant du circuit ne fonctionne plus ou un segment de réseau est interrompu, tout le réseau ne fonctionne plus !

    11. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Cette configuration permet d’ajouter généralement sans interruption de service un nouveau noeud au réseau. En outre, la défaillance d’un composant n’empêche pas aux autres de pouvoir continuer leur travail. Cependant, comme il est facile de le deviner, une centralisation des câblages demande une quantité remarquable de câbles et ne permet pas de couvrir de grandes distances.

    12. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Un arbre permet des bifurcations, donc des structures semblables à celles à étoile, mais à chaque branche plusieurs noeuds peuvent être reliés. La défaillance d’un noeud n’entraîne donc pas l’interruption de la communication avec les autres. D’autre part, idéalement, on est complètement libres d’ajouter un nouveau segment de réseau... Cette topologie est diffusée surtout dans le domaine des bus de terrain.

    13. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Le modèle OSI (Open Systems Interconnections)

    14. Le modèle OSI (Open Systems Interconnections) LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Couche 7: ApplicationElle a pour rôle de gérer les échanges de données entre les programmes fonctionnant sur l'ordinateur et les services du réseau (base de données, impression,..) Couche 6: PrésentationElle met en forme les informations, pour qu'elles soient lisibles par les applications. Couche 5: SessionElle détermine comment les ordinateurs (ou périphériques) configurés en réseau doivent communiquer. Couche 4: TransportElle corrige les erreurs de transmission et vérifie le bon acheminement des informations. Couche 3: RéseauElle identifie les ordinateurs connectés au réseau et détermine comment les informations transférées doivent être dirigées. Couche 2: Liaison de donnéesElle subdivise les données en sous-groupes pour les transférer au sein du réseau. Couche 1: PhysiqueElle détermine comment le support de transmission (le cable par exemple) doit être connecté à l'ordinateur. Elle indique également comment les informations électriques doivent circuler au sein du réseau.

    15. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS • REDUCTION DES COUTS : • Réduction massive du câblage • Réduction du matériel nécessaire à l ’installation • REDUCTION DES COUTS DE MAINTENANCE • Complexité moindre => Fiabilité accrue • Maintenance plus aisée : Dépannage « On Line » • Flexibilité pour l ’extension

    16. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS • INCONVENIENTS: • Temps Réel • Choix de l’architecture • Coût direct du réseau • PERFORMANCES GLOBALES ACCRUES : • précision de la communication • Informations disponibles pour tous les équipements • Dialogue direct entre 2 équipements • Structure Distribuée permettant un éclatement de l ’algorithme en plusieurs tâches • Connexion d ’équipements hétérogènes dans le cas de système non propriétaire

    17. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    18. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS PROFIBUS DP Longueur MAX 1,2 KmNombre de participants 32 avec possibilité de 7 répéteurs (max 122 modules)Structure ligne Signaux analogique et numériqueVitesse 9,6 Kbits/S - 12Mbits/S (selon longueur) INTERBUS S Longueur MAX 12 KMNombre de participants 64 têtes de stations et 256 modules sur le busStructure anneauxSignaux analogique et numériqueVitesse 500 Kbits/S

    19. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Le standard international pour le plus bas niveau de réseaux d’automatismes

    20. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS 65 membres internationaux 8 groupes nationaux d’utilisateurs Italie Allemagne France Grande Bretagne Belgique Pays Bas USA Japon Suisse

    21. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Technologie prise vampire câble plat à détrompage mécanique • câble plat à codage mécanique - même technologie utilisée pour données et puissance • connecteurs à «prises vampires» - simple & sûr - indice de protection jusqu’à IP67, même après déconnexion • esclaves à connexion directe • - capteurs, actionneurs - terminaux d’électrovannes - modules électriques prises vampires boitier de l’esclave

    22. Maître câblage traditionnel avec AS -Interface LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Comparaisons de câblage

    23. etoile arborescence ligne branchements contrôleur contrôleur contrôleur contrôleur Maître Maître Maître Maître esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave esclave Topologie libre du réseau esclave LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    24. Esclave Esclave Esclave Esclave Esclave LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS simple ! Connecter une nouvelle ligne n’importe où Connecter un nouvel esclave n’importe où détection automatique de défauts de câblage augmenter le nombre d’E/S sans changer les enveloppes élargissement du réseau n’importe où et n’importe quand installation possible par personnel non-qualifié pré-assemblage des systèmes en usine au lieu de sur site

    25. Appels du maitre Réponses des esclaves LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS contrôleur Maître vers l'esclave vers l'esclave vers l'esclave vers l'esclave S l a v e 1

    26. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS • câble 2-fils non-blindés • données et puissance sur un même câble • longueur max. de ligne: 100 m (300m avec répéteur/prolongateur) • résistance de terminaison pas nécessaire • topologie libre du réseau • indice de protection jusqu’à IP67, avec possibilité de niveaux supérieurs • temps de cycle < 5 ms • principe maître-esclave • jusqu’à 31 esclaves sur une ligne • chaque esclave peut avoir jusqu’à 4 entrées TOR + 4 sorties TOR • 4 bits en plus pour paramétrage par esclave • Max. 248 entrées et sorties TOR • également possible: E/S analogique • adressage automatique par le bus

    27. D0 = capteur 1 D1 = capteur 2 D2 = actionneur 1 Esclave avec circuit intégré AS-Interface D3 = actionneur 2 P0 Auto-surveillance Un boîtier Jusqu’à 4 capteursou/et4 actionneurs énergie LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Les modules AS-Interface permettent la connexion de capteurs et d’actionneurs conventionnels: Une connexion

    28. Blocs d’alimentation Modules E/S Passerelles Actionneurs Maître plc / pc Capteurs Composants de sécurité Systèmes intégrés Accessoires, Répéteur/unité d’extension LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Gamme de produits alimentations

    29. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Que peut-on économiser ? hardware cartes d’E/S dans automate,pc taille des armoires montages PG connecteurs multiples goulottes, ponts chemins d’anneaux boitiers terminaux borniers de distribution câbles / fils dépenses (gaspillées ) temps d’installation diminuétemps de test diminuétemps de conception de schémas de câblage diminuécoût de marquage de câbles et borniers diminué

    30. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS un réseau pas cher un réseau à fonctionnement sûr et fiable même dans les circonstances les plus difficiles un réseau qui fonctionne en temps réel un réseau à multiples usages un réseau d’installation facile un réseau d’évolutivité rapide et flexible

    31. LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Evolution 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. Le concept "Transparent Factory" s'appuie sur toutes ces nouvelles technologies de l'information et de la communication (NTIC).

    32. Internet LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    33. Librairie Ethernet Open TCP/IP Modbus TCP/IP sur Ethernet Partenaires Fipio/Modbus+ Partenaires Ethernet Ouverture à protocoles tiers sur liaison série SCP Kit d’ouverture SDKC pour fonctions dédiées PL7 écrites en Visual C++ Partenaires Modules BUSX OPEN Les standards traditionnels - Uni-Telway - Modbus - FIPWAY - Ethway - …... Catalogue E/S distribuées sur bus tiers Coupleurs maitre - Modbus plus - Interbus S - Profibus - CAN Open Profibus Interbus DeviceNet/ControlNet LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS

    34. Asynchrone(Arythmique)Désigne un mode de transmission dans lequel l'émetteur et le récepteur ne se sont pas synchronisés au préalable -chaque mot ou caractère possède sa propre synchronisation. Bande passanteMesure de débit correspondant au volume maximal d'informations pouvant être traitées par un périphérique. BaudLe baud indique la vitesse de transmission. Ne pas confondre cette unité et le nombre de bits par seconde. Ce dernier correspond au taux de transfert des informations, autrement dit à la quantité de bits de données transmise chaque seconde. Bidirectionnel(Duplex)Mode de transmission permettant le transfert d'informations dans les deux sens sur un même canal. Il peut être simultané (on parle souvent alors de "full duplex") ou non simultané. Bps(Bit par seconde)Unité de mesure de la vitesse maximale d'un modem. A ne pas confondre avec Baud. BruitPerturbation indésirable susceptible de dégrader l'information contenue dans un signal. Checksum(Somme de contrôle)Mot contenant une valeur calculée à partir des bits d'un message ou d'un bloc pour détecter les erreurs de transmission. CoaxialQualifie un câble dans lequel l'un des deux conducteurs est central, pendant que l'autre sous forme de tresse métallique, entoure concentriquement le premier, empêché d'entrer en contact avec lui par une gaine isolante. Concentrateur(Hub)Matériel qui regroupe plusieurs canaux de transmission lents de façon à les additionner pour mieux utiliser un canal rapide.

    35. CRC(Cyclic Redundancy Check)Mécanisme de contrôle appliqué régulièrement à des blocs fixes de données dans une communication. Le "mot" de contrôle (ou le CRC) est ajouté à la fin de chaque bloc et permet au récepteur de constater que le bloc a été corrigée. Contrôle cyclique par redondance d'une information, c'est-à-dire du calcul d'une valeur transmise, codée sur 8, 16 ou 32 bits. Duplex(Bidirectionnel)Mode de transmission permettant le transfert d'informations dans les deux sens sur un même canal. Il peut être simultané (on parle souvent alors de "full duplex") ou non simultané. ETCD(Equipement de terminaison de circuit de données - Data Circuit Terminating Equipment.) EthernetRéseau local conçu à l'origine par Xerox, DEC et Intel, aujourd'hui normalisé par ISO. Il fonctionne normalement à 10 Mbits par seconde sur un câble coaxial et une topologie en bus. ETTD(Equipement terminal de traitement de données - En anglais DTE, Data Terminal Equipement)Expression qui dans le vocabulaire officiel des télécommunications désigne un appareil connecté à un réseau capable de recevoir et/ou d'émettre des données. Full-Duplex(Bidirectionnel simultané)Mode de transmission d'une ligne ou d'un équipement où les informations transitent en même temps dans les deux sens. Gateway(Passerelle) Half-duplex(Bidirectionnel non simultané)Transmission où le même canal est utilisé alternativement dans un sens puis dans l'autre. On dit aussi "à l'alternat". HTML(Hypertext Markup Language)Version simplifiée pour le Web de la norme SGML (Standard Generalized Markup Language), langage de document structuré, avec liens hyper-textes, utilisé en gestion documentaire (ISO 8879). HTTP(Hypertext Transfer Protocol)Protocole d'accès à une adresse du World Wide Web.

    36. Hub(Littéralement "moyeu" ou "plaque tournante")Coffret ou armoire de concentration dans un réseau local. Par extension, quelquefois utilisé pour désigner un centre nodal de télécommunications longue distance ou internationale. InternetRéseau de portée mondiale interconnectant des centaines de réseaux spécifiques et auquel sont reliés quelques dizaines de millions d'utilisateurs individuels et professionnels. LAN(Local Area NetworkRéseau local) RépartiteurDans un câblage, désigne un centre de distribution intermédiaire (armoire, coffret, local...) concentrant des câbles desservant les usagers. RépéteurEquipement servant à régénérer ou à remettre en forme un signal affaibli. Il ne modifie pas le contenu du signal et n'intervient qu'au niveau 1 (Physique) du modèle OSI. RNIS(Réseau numérique à intégration de services)Réseau mettant à profit les techniques de numérisation pour transporter sur la même infrastructure plusieurs services concernant la voix, les données ou les images. RouteurDésigne un équipement qui assure la fonction d'acheminement (routage) d'une communication à travers un réseau (niveau 3 du modèle OSI). SynchroneMode de transmission dans lequel l'émetteur et le récepteur fonctionnent au même rythme, calés sur une même horloge. TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)Protocole de communication d'Internet, créé initialement par le Département américain de la Défense pour gérer un réseau local de type Ethernet sous le système d'exploitation Unix. WWW(World-Wide Web)Le plus célèbre service d'informations sur Internet, avec un système de recherche basé sur la technologie de l'hypertexte