FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 1 2. Seconde Partie (Panorama des Bus de Terrain) Panorama de Bus de Terrain - Classification des Bus de Terrain et réseaux industriels - Bus (réseaux) de Capteurs/Actionneurs - Bus de Terrain
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Formation Bus de Terrain _Partie 2 _ Panorama de fieldbuses
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2. Seconde Partie(Panorama des Bus de Terrain)
Panorama de Bus de Terrain- Classification des Bus de Terrain et réseaux industriels- Bus (réseaux) de Capteurs/Actionneurs- Bus de Terrain
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Rappel : Classification des Bus de Terrain
• Le terme «Bus de Terrain» permet de regrouper tous les réseaux de communication industriels
• On peut classer ces réseaux suivant différents critères :
- Topologie, protocoles et méthodes d ’accès au médium,
- Modes de transmission, vitesse et débit maximales,
- Nombre maximum de nœuds sur le réseau,
- …
• On distingue néanmoins :
– Les Réseaux d’Usine : Réseaux Industriels basés sur Ethernet (TCP/IP, Internet)
– Les Bus de Terrain (DeviceBus/Field Bus) pour relier l’équipement +/- « intelligent »
– Les Bus de bas niveau : Capteurs/Actionneurs
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DeviceBus
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Rappel : Classification des Bus de Terrain
Plant/machinesupervision/management
Complexity of application[sensors & actuators]
> 90% Digital
> 20% analogue
Data Pre-processing
> 20% closed loop
Compactmanually operatingworkspaces
AutomationDevices/Cells
Machine/stationorientedProduction linesRobots
Automationplants
Communication
Motion Control
Factory Network : Ethernet TCP/IP, Internet
I/O Bus
FieldBus
Industrial Ethernet
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TERRAIN/MACHINE
(Equipement, E/S)
fonctions élaborés
TERRAIN
(Capteur/Actionneur)
fonctions simples
CELLULE/ LIGNE
Bus de Terrain
(Contrôle/Coordination)
Réseau d’USINE
( Gestion)
( Contrôle Production )
Ouverture vers
le monde
Gestion événements
Lecture/Ecriture E/S
Téléchargement
(plusieurs octets,mots)
Fonctions simples
Lecture/Ecriture
Capteurs/Actionneurs
(bits,octet)
Tâches de Ctrl
Supervision,Config.
Communication
(trames, paquets)
Gestion, Coordination
Messagerie, Routage
Transfert Fichiers et
Programmes
Contrôle Qualité
Rappel : Classification des Bus de Terrain
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Réseaux/Bus de Terrain : La proposition FESTO (Valve Terminals)
MODBUS/TCP
Actor/Sensor (I/O) bus Niveau machine (device) Signaux digitaux (seulement)
Fieldbus/DeviceBusSignaux analogiques et digitauxNiveau machine/cellule de fabrication
Industrial EthernetCommunication rapide et complète Tous les niveaux; de la machine jusqu’à la gestion d’usine
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Panorama de Bus de Terrain- Classification des Bus de Terrain et réseaux industriels- Bus de Capteurs/Actionneurs- Bus de Terrain
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HART ( Highway Adressable Remote Transducer)
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AS-I(Actuator Sensor Interface)
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Panorama de Bus de Terrain- Classification des Bus de Terrain et réseaux industriels- Bus de Capteurs/Actionneurs- Bus de Terrain (Présentation/comparaison)
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Le choix d’un système Bus de Terrain
• Actuellement, les Réseaux/Bus de Terrain sont présents dans pratiquement toutes installations et/ou machines complexes
• Ils peuvent être
- universelles , utilisables dans n’importe quelle branche industrielle, ou
- spécialisés, dédiés à une branche particulière (process, domotique, stations de mesures, véhicules,…)
• Les Réseaux/Bus de Terrain qui seront présentés ici sont principalement utilisés dans l’industrie manufacturière, et spécialement ceux qui sont intégrés dans nos terminaux distributeurs (VT)
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Le choix d’un système Bus de Terrain (2)
• Le choix d’un Réseaux/Bus de Terrain est rarement basé sur les critères « 100% » techniques
• En pratique, c’est le choix de l’API qui détermine le type du réseau /bus de terrainutilisé dans l’application d’automatisme
• Car, en général, chaque « grand » constructeur de l’API propose aussi une technologie réseaux/bus de terrain préférée
• Ils proposent aussi les outils spécialisés et optimisés (configuration, programmation, diagnostic) qui facilitent la mise en œuvre de «leurs» réseaux avec leurs API’s
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Le choix d’un système Bus de Terrain (3)
Les Réseaux/Bus de Terrain proposés par les constructeurs des API
Constructeur API Réseau « favori » Autre réseau supporté
Siemens PROFIBUS AS-I, HART, IO-Link
Rockwell DeviceNet, ControlNet IO-Link, Sercos
Mitsubishi Electric CC-Link ProfibusDP, Interbus, AS-I
Schneider Electric Modbus, CANopen, AS-I, Interbus, ProfibusDP, Sercos
Phoenix Contact Interbus ProfibusDP
Bosch Rexroth CANopen, Sercos AS-I, Profibus
Omron CompoNet, DeviceNet Profibus
Emerson Fieldbus Foundation, HART Profibus PA
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Comparaison des systèmes Bus de Terrain (1)
• Leur comparaison basé sur les critères techniques n’est pas facile
• Tous les réseaux réalisent les fonctions essentielles, exigées pour assurer une transmission cyclique, fiable et rapide, des données d’Entrées et de Sorties
• Certaines fonctions comme le diagnostic, gestions des alarmes, échanges acycliques « à la demande »,… ne sont pas supportées par tous les bus de terrain
• Et surtout, les Réseaux/Bus de Terrain actuels sont très différents dans les plusieurs aspects comme longueur des câbles, nombre des nœuds supportés, modes et moyens de transmission, le format et le contenu de trames, …
• C’est pourquoi, notre comparaison sera limité aux Réseaux/Bus de Terrain utilisés dans l’industrie manufacturière et intégrés dans nos terminaux distributeurs (VT)
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Comparaison des systèmes Bus de Terrain (2.1)
CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP
Principal constructeur API
Schneider Electric, Bosch Rexroth
FESTO, ABB, Eaton
Mitsubishi Electric RockwellOmron,
Schneider Electric
Phoenix Contact,Schneider Electric,Mitsubishi Electric
Siemens,Schneider Electric,Mitsubishi Electric,
Topologie Line Line, Star, Tree Line Ring Line
Nb Max de nœuds 127 64 64 256 126
Support de transmission (câble)
Câble 4 fils(shielded, twisted)
1. Câble 3 fils2. Câble 5 fils (avec
Alim.)
1. Câble 5 fils2. Câble plat 4 fils
Câble 5 fils,Fibres optiques
Câble 2 filsFibre optiques
Méthode de transmission
CAN Bus RS-485 CAN Bus RS-485, fibre optique RS-485, fibre optique, IEC61158-2
Longueur max. (par segment)
100 m (500kBs)1000 m (62,5 kBs)
100 m (10 MBs)1200 m (156 kBs)
500 m (125 kBs) Max. 400 m entre deux nœuds
100 m (12 MBs)1200 m (9,6 kBs)
Alim. nœuds via fieldbus
24 V DC (option) 24 V DC (option) Oui, 24 V DC Non Non pour DPOption pour PA
Utilisation ATEX Non Non Non Non Non : Profibus DPOui : Profibus PA
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