Introduction Reseau - Académie d'Aix-Marseille

mustardunfInternet και Εφαρμογές Web

21 Οκτ 2013 (πριν από 3 χρόνια και 10 μήνες)

93 εμφανίσεις

Diapositive
1

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Introduction aux réseaux

de 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
3

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

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 réseaux

de communication industriels

Diapositive
4

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les éléments mis en œuvre lors d

’une communication

Chapitre 1 : Notions de base

Médium

Informations

Informations

Les informations sont des éléments physiques (lumière, son, image, tension
électrique etc…) auxquels un sens a été attrIbué.

Emission

Réception

Coupleur de
communication

Emetteur / Récepteur

Emetteur / Récepteur

Emission

Réception

Coupleur de
communication

Diapositive
5

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les techniques de transmission

Chapitre 1 : Notions de base

Les informations peuvent être transmises sous forme
analogique

:

évolution continue de la valeur

Ou sous forme
numérique

:

évolution discontinue de la valeur (échantillonnage)

0

1

Diapositive
6

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les types de transmission

Chapitre 1 : Notions de base

Transmission

simplex

: mono
-
directionnel

Transmission

half duplex

: bi
-
directionnel alterné

Transmission

full duplex

: bi
-
directionnel simultané

Diapositive
7

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les types de transmission

Chapitre 1 : Notions de base



Transmission

série
:

La liaison nécessite en général 3 fils : émission, réception et masse.

Les bits d

’un octet sont transmis les uns à la suite des autres.



Transmission

parallèle
:

Les bits d

’un octet sont transmis simultanément.

Utilisé pour des courtes distances, chaque canal ayant tendance à
perturber ses voisins la qualité du signal se dégrade rapidement.

Diapositive
8

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les types de transmission série

Chapitre 1 : Notions de base



Transmission

série synchrone
:

Les informations sont transmises de façon continue.

Un signal de synchronisation est transmis en parallèle aux signaux de
données.



Transmission

série asynchrone
:

Les informations peuvent être transmises de façon irrégulière, cependant
l

’intervalle de temps entre 2 bits est fixe.

Des bits de synchronisation (START, STOP) encadrent les informations
de données.

Diapositive
9

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les réseaux de communication industriels

Chapitre 1 : Notions de base


Pour des raisons liées au coût et à la robustesse, la plupart des
réseaux de communication industriels utilisent :

une transmission numérique série asynchrone half
-
duplex.




Diapositive
10

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les besoins en communication industrielle

VITESSE

DE

REACTION

NECESSAIRE

1 ms

1 s

1

minute

1 bit

NOMBRE

D'INFORMATIONS

A TRANSMETTRE

1


kbits

1


Mbits

Système d

’information

Niveau 3

Entreprise

Niveau 2

Atelier

Gestion de production

Supervision

Niveau 1

Machines

Le contrôle commande


Les constituants

Niveau 0

Capteurs
Actionneurs

Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux

Diapositive
11

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Positionnement des principaux réseaux et bus

Ethernet
TCP/IP

FTP
-

HTTP

Réseaux informatiques

(Data Bus)

Simples

Evolués

Pilotage de

machine

Pilotage de

processus

FIPWAY

Ethernet

TCP/IP

Modbus



Réseaux locaux industriels

(Field Bus)

Bus capteurs

actionneurs

(

Sensor


Bus)

AS
-
i

Profibus
-
DP

DeviceNet

Modbus Plus

Modbus

Bus de terrain

(

Device


Bus)

CANopen

FIPIO

Interbus

Chapitre 2 : Besoins et positionnement des principaux réseaux

Diapositive
14

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Description du modèle OSI

ISO = I
nternational
O
rganization for
S
tandardization


COUCHE
PRESENTATION

6

Transcodage du format

: pour permettre à des entités de nature
différente de dialoguer (ex: PC / Mac)

COUCHE
APPLICATION

7

Protocole

: définit un langage commun d

’échanges entre les
équipements (sémantique et signification des informations)

STATION

Notion


de bus


Exemple :
Modbus

COUCHE

TRANSPORT

4

Contrôle de l

’acheminement de bout en bout

: reprise sur erreurs
signalées ou non par la couche réseau

COUCHE
RESEAU

3

Routage des données

: établissement du chemin entre différents réseaux

COUCHE

LIAISON

2

Contrôle de la liaison

: adressage, correction d

’erreur, gestion du flux

Gestion de
l’accès au médium :
définit quand on peut émettre

COUCHE
PHISIQUE

1

Le hardware

: le médium utilisé : paire torsadée, câble coaxial, fibre
optique…, la forme des signaux véhiculés, la connectique

Notion de
réseau
Exemple:
TCP/IP

TCP : Transmission Control Protocol (Couche 4)

IP : Internet Protocol (Couche 3)

SESSION

LAYER

5

Organise et synchronise les échanges

entre utlisateurs

Chapitre 3 : Le modèle ISO

Diapositive
16

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003


Les principaux supports utilisés

Quelques standards électriques en paire torsadée

Les différentes topologies


Les supports physiques

Chapitre 4 : Les supports physiques

Diapositive
17

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les principaux supports utilisés

La paire de fils torsadés

Le plus
simple

à mettre en œuvre, et le
moins cher
.

Le câble coaxial

Il se compose d’un conducteur en cuivre, entouré d’un écran mis à la terre. Entre les deux, une couche isolante

de matériau plastique. Le câble coaxial a
d’excellentes propriétés électriques

et se prête aux transmissions à

grande vitesse
.

La fibre optique

Ce n’est plus un câble en cuivre qui porte les signaux électriques mais une fibre optique qui transmet des signaux

lumineux. Convient pour les
environnements industriels agressifs
, les transmissions sont sûres, et les
longues


distances.



vitesse



distance



immunité électro
-
magnétique

Les supports de transmission ou
MEDIUMS
influent sur :

Coût du
médium

Faible

Important

Mediums les plus utilisés :

Chapitre 4 : Les supports physiques

Diapositive
18

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Quelques standards paire torsadée


RS232 :

Liaison point à point par connecteur SUB
-
D 25 broches.

Distance < 15 mètres, débit < 20 kbits/sec.



RS422A :

Bus multipoint
full duplex

(bi directionnel simultané) sur 4 fils.

Bonne immunité aux parasites, distance maxi 1200 mètres à 100 kbits/sec.

2 fils en émission, 2 fils en réception.



RS485 :

Bus multipoint
half duplex

(bi directionnel alterné) sur 2 fils.

Mêmes caractéristiques que RS422A mais sur 2 fils.

Chapitre 4 : Les supports physiques

Diapositive
19

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Les différentes topologies

TOPOLOGIE

POINT A POINT

(entre 2 unités en

communication)

TOPOLOGIE EN

ETOILE

(plusieurs unités

communiquent par leur

propre ligne avec une

unité dite Centrale)

TOPOLOGIE EN

ARBRE

(c’est une variante de la

topologie en étoile)

TOPOLOGIE

MAILLEE


(les équipements sont reliés

entre eux pour former une

toile d’araignée.

Pour atteindre un


noeud

,

plusieurs chemins sont

possibles)

TOPOLOGIE EN

ANNEAU

(toutes les unités sont montées

en série dans une boucle fermée.




les communications

doivent traverser toutes les

unités pour arriver au récepteur)

TOPOLOGIE

BUS

(le réseau se compose d’une

ligne principale à laquelle

toutes les unités sont

connectées)

Chapitre 4 : Les supports physiques

Diapositive
20

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Maître
-

Esclave

Anneau à jeton

Accès aléatoire

Les principaux moyens

d

’accès au médium

Chapitre 5 : Les principaux moyens d

’accès au médium

Diapositive
21

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Maître
-

Esclave

MAITRE

ESCLAVE

Polling

Quelque chose à dire ?

Réponse

Rien à déclarer

Le
MAITRE

est l

’entité qui accorde l

’accès au medium.

L’
ESCLAVE

est l

’entité qui accède au médium après sollicitation du maître.

Se situe au niveau de l

’accès au médium

Ex : Profibus
-
DP

Chapitre 5 : Les principaux moyens d

’accès au médium

Diapositive
22

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Anneau à jeton = Token ring

Les membres d

’un
ANNEAU

logique ont l

’autorisation d

’émettre lors de la réception

du jeton.

Le
JETON

est un groupe de bits qui est passé d

’un nœud au suivant dans l

’ordre
croissant des adresses.

Adresse 1

Adresse 2

Adresse 3

Adresse 4

Ex : Modbus Plus

Se situe au niveau de l

’accès au médium

Chapitre 5 : Les principaux moyens d

’accès au médium

Diapositive
23

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Accès 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.

C
arrier
S
ense
M
ultiple
A
ccess

Se situe au niveau de l

’accès au médium

Chapitre 5 : Les principaux moyens d

’accès au médium

Diapositive
24

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

CSMA/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
-


-
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
25

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Client
-

Serveur

Producteur
-

Consommateur

Types de traffic

Notion de profil

Les concepts utilisés

au niveau application

Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application

Diapositive
26

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 6 : Les concepts utilisés au niveau application

Client
-

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
27

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Producteur
-

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
155

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Les 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 maître

Avec
PL7

pour
ASi, Ethernet,
FIPIO et Modbus

Avec
SycCon
pour CANopen,
et Profibus

Avec
CMD Tool
pour Interbus

Sur l

’installation

Avec
PL7

et configurateur

PL7

est le logiciel de programmation

des automates Micro et Premium

Diapositive
156

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Les étapes de mise en œuvre

Vérification du fonctionnement de la


communication par écran de mise au point

Développement programme applicatif

Test du programme

Avec PL7

Diapositive
157

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Les différents types d’échanges

L

’ajout dans l

’automate d’un module de communication
enrichit
l

’application d

’objets

pouvant 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
158

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Objets implicites

Asynchronisme

Zone

%I ou %IW

Zone

%Q ou %QW

Zone

%IMod

Processeur


automate

Infos


diagnostic

Zone mémoire

des entrées

Zone mémoire

des sorties

Coupleur de
communication

Temps de
cycle
automate

Echanges

cycliques

automatiques

Equipement 1

Equipement 2

Equipement n

Bus

Temps de
cycle
réseau

Echanges

cycliques

automatiques

Diapositive
159

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Objets explicites

Equipement 1

Equipement 2

Equipement n

Bus

Coupleur de
communication

Paramètres de commande

Paramètres d

’état

Paramètres de réglage
courants

READ_STS

WRITE_CMD

WRITE_PAR

READ_PAR

SAVE_PAR

RESTORE_PAR

Echanges

activés par le
programme

Echanges

activés 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
160

/ 160

Industrial Automation
-

Customer View
-

Services
-

Formation

PhW
-

Intro_RLI_fr
-

09 / 2003

Chapitre 18 : La fonction communication traitée par PL7

Fonctions de communication

Equipement 1

Equipement 2

Equipement n

Processeur


automate

Coupleur de
communication

Bus

Emplacement mémoire
interne applicative %MW
paramétré dans

la requête

Mémoire tampon

READ_VAR

WRITE_VAR

Echanges

activés par
requête*

SEND_REQ

*

%La requête permet de paramétrer à quel équipement on s

’adresse et où sont rangées les données.

Echanges

activés par le
coupleur suite à
demande prog.