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Diapositive 1 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr 30-08-04 Descriptif des principaux réseaux locaux industriels Chapitre 1 :ASi Chapitre 4.

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1 Diapositive 1 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Descriptif des principaux réseaux locaux industriels Chapitre 1 :ASi Chapitre 4 : Ethernet - TCP/IP - Modbus Chapitre 3 :DeviceNet Chapitre 2 : CANopen Chapitre 5 :Profibus-DP

2 Diapositive 2 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 :Interbus Chapitre 8 : Modbus Chapitre 9 :Tableau comparatif Descriptif des principaux réseaux locaux industriels Chapitre 6 :FIPIO

3 Diapositive 3 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr ASi Chapitre 1 : ASi Historique ASi et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

4 Diapositive 4 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : 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 Historique 1992 : Premiers chips disponibles Création de l association ASi internationale : basée en Allemagne. Schneider entre dans l association : 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 »

5 Diapositive 5 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi ASi et le modèle ISO VIDE Maître / esclave Alimentation et communication sur le même support Interfaces E/S TOR génériques Capteurs TORDépart moteurs E/S analogiques etc... APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC PHYSIQUE couches utilisées + des profils Client / Serveur via requêtes

6 Diapositive 6 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Medium :Câble plat jaune 2 fils avec détrompage Possibilité utilisation câble rond non blindé Topologie : Libre Pas de fin de lignes Distance maximum :100 m sans répéteur 500 m avec répéteurs (2 répéteurs max entre le maître et l esclave le plus éloigné) Débit :167 Kbits/s 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 esclaves ASi V2 : 1 maître + 62 esclaves A/B La couche physique

7 Diapositive 7 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi 4 types de raccordement définis dans la charte ASi Schneider Les types de raccordement Bornier à vis ou à ressort AS I+ AS I- Prise vampire ASI- ASI+ Connecteur débrochable jaune 2 points Prise M12 (mâle sur produit) IP20 IP65

8 Diapositive 8 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Exemple d architecture Micro Quantum Alimentation double Asi-24 V Bus ASi (câble jaune) 24 V (câble noir)Alimentation Répartiteur passif Répartiteur actif Répéteur Alimentation ASi Conversion câble plat - câble rond Départ-moteur coffret Té Boîte à boutons SEGMENT 2 SEGMENT 1 Premium

9 Diapositive 9 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Méthode d accès au médium : Maître / Esclave Taille maxi des données utiles : 4 bits de sorties pour une requête (3 bits pour en ASi V2 pour les esclaves A/B) 4 bits d entrées pour une réponse La couche liaison Sécurité de transmission :Nombreux contrôles aux niveaux bits et trames Délimiteur start bit, alternance des pulses, longueur pause entre 2 bits, parité en fin de trame, délimiteur end bit, longueur de la trame

10 Diapositive 10 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Une douzaine de requêtes standardisées pour : 1. Administration du réseau : adressage, identification, paramétrage, reset. 2. Echanges cyclique des entrées - sorties : Data exchanges 4 bits de sorties maximum les esclaves standards, 3 pour les esclaves A/B 4 bits d entrées maximum pour tous les esclaves Temps de cycle : 5 ms max pour 31 esclaves, 10 ms pour Surveillance cyclique du réseau : Read Status Remontée des défauts périphériques des esclaves ASi V2 Temps de cycle : 155 ms pour 31 esclaves, 310 ms pour 62 esclaves 4. Transmission des données de paramétrage : Write Parameter Par programmation requête Write Parameter 4 bits de sorties maximum les esclaves standards, 3 pour les esclaves A/B 155 ms maximum pour 31 esclaves, 310 ms pour 62 La couche application

11 Diapositive 11 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Les 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.

12 Diapositive 12 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Les profils ASi V1 : 2 digits Profil = IO _code. ID _code IO _code = indique le nombre dentrées et sorties de léquipement (0 to F) ID _code = indique le type déquipement (0 to F) ASi V2 : 4 digits Profil = IO _code. ID _code. ID1 _code. ID2 _code IO _code = indique le nombre dentrées et sorties de léquipement (0 to F) ID _code = indique le type déquipement (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)

13 Diapositive 13 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 1 : ASi Points 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

14 Diapositive 14 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr CANopen Chapitre 2 : CANopen Historique CANopen et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

15 Diapositive 15 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen : 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. Historique : Prix des drivers et micro-contrôleurs intégrant CAN très attractifs car gros volume consommé par l automobile 1991 : Naissance du CIA = CAN in Automation : pour promouvoir les applications industrielles

16 Diapositive 16 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : 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). Historique 1993 : Publication par le CiA des spécifications CAL = CAN Application Layer qui décrit des mécanismes de transmission sans préciser quand et comment les utiliser.

17 Diapositive 17 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen CANopen et le modèle ISO CiA DS-301 = Communication profile VIDE CAN 2.0 A et B + ISO CAN 2.0 A et B = ISO et 2 ISO DS-102 Device Profile CiA DSP-401 I/O modules Device Profile CiA DSP-402 Drives Device Profile CiA DSP-404 Measuring devices Device Profile CiA DSP-4xx CAL= CAN Application Layer APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC PHYSIQUE CANopen s appuie sur CAL

18 Diapositive 18 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Medium :Paire torsadée blindée 2 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/s Fonction 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 : maître et 127 esclaves La couche physique

19 Diapositive 19 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Le CiA fournit dans sa recommandation DR une liste de connecteurs utilisables classée en 3 catégories avec la description de leur brochage. Mâle coté produit SUB D 9 points DIN RJ45 Open style 5-pins Micro-Style = M12 ANSI/B93.55M-1981 La connectique

20 Diapositive 20 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Exemple d architecture Premium ATV58 TEGO POWER FTB1CN TEGO POWER Résistance fin de ligne Résistance fin de ligne (120 ) Résistance fin de ligne

21 Diapositive 21 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Méthode d accès au médium : CSMA/CA Chaque 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 lidentifieur : l identifieur de valeur la plus faible est prioritaire. Modèle de communication : Producteur / Consommateur Un 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 détat, cyclique, ou signal SYNC, système Maître_esclave. La couche liaison

22 Diapositive 22 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Structure dune trame CAN Chapitre 2 : CANopen Séquence de CRC Début de trame SOF Indentifieur Bit RTR Remote Transmission Request Champ de données Délimit. CRC Slot ACK à Délimit. ACK Fin de trame EOF Champ d arbitrage Champ de commande : compatibilité et longueur Taille de la trame sans bit stuffing : 47 à 111 bits

23 Diapositive 23 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Bits dominants et récessifs SOFRTR Control field Identifier Station 1 Station 2 Station 3 D R S1 S2S3 Station 2 perd larbitrage Station 1 perd larbitrage Bus Chapitre 2 : CANopen

24 Diapositive 24 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen La couche liaison Taille maxi des données utiles : 8 octets par trame Sécurité de transmission : Parmi les meilleurs sur les réseaux locaux industriels De nombreux dispositifs de signalisation et de détections d erreurs permettent de garantir une grande sécurité de transmission.

25 Diapositive 25 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : 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 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 application

26 Diapositive 26 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Dans le but de réduire la phase de configuration du réseau un système obligatoire d allocation des identifieurs par défaut est défini. Cette allocation est effective dans l état « Pre operational » juste après la phase d initialisation. Elle est basée sur un partage de l identifieur COB-ID 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. Node ID correspond à l adresse du produit codée par exemple par des DIP switchs. Allocation par défaut des identifieurs Function CodeNode ID

27 Diapositive 27 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Allocation par défaut des identifieurs L allocation par défaut des identifieurs n est utilisable que pour les produits utilisant les 4 premiers PDO (Le cinquième PDO recouvre la zone réservée aux SDO) 1024 identifieurs maximum résersvés pour les PDO

28 Diapositive 28 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Les 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.

29 Diapositive 29 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Les profils Structure du dictionnaire d objet

30 Diapositive 30 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Les 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.

31 Diapositive 31 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 2 : CANopen Points 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

32 Diapositive 32 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr DeviceNet Chapitre 3 : DeviceNet Historique DeviceNet et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts - points faibles

33 Diapositive 33 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet : 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. Historique : Prix des drivers et micro-contrôleurs intégrant CAN très attractifs car gros volume consommé par l automobile : Développement et commercialisation par Allen Bradley (groupe Rockwell Automation) de produits DeviceNet.

34 Diapositive 34 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet 1997 : L association comporte environ 200 sociétés membres et offrent une centaine de produits différents : ODVA amorce le développement de spécifications pour intégrer des composants de sécurité.. Historique 1995 : Création de l ODVA = Open DeviceNet Vendor Association : pour promouvoir et supporter techniquement les spécification DeviceNet.

35 Diapositive 35 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet DeviceNet et le modèle ISO CiA DS-301 = Communication profile VIDE CAN 2.0 A et B + ISO CAN 2.0 A et B = ISO et 2 CAL= CAN Application Layer APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC DeviceNet Specifications Volume 1 EMPTY CAN 2.0 A and B + ISO CAN 2.0 A and B = ISO and 2 DeviceNet Specifications Volume 1 AC DrivesHMI Communication adapter Etc... APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK LINK = LLC + MAC PHYSICAL

36 Diapositive 36 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Medium :2 paires torsadées blindées 2 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 physique

37 Diapositive 37 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Connecteurs Tous les connecteurs doivent être équipés de 5 broches. Les connecteurs suivant sont préconisés : Phoenix Combicon Connecteur Mini Style ANSI/B93.55M­1981 MSTB 2.5/5­ST­5.08­AU : coté câble réseau MSTBA 2.5/5­G­5.08­AU : coté produit pins horizontales MSTBVA 2.5/5­G­5.08­AU : coté produit pins verticales

38 Diapositive 38 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Connecteurs Connecteur Micro Style (M12) Style Lumberg RST 5­56/xm ou équivalent

39 Diapositive 39 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Taps IP20

40 Diapositive 40 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Taps IP65

41 Diapositive 41 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Exemple d architecture Quantum ATV58TEGO POWER ATS48ATV28 Modbus LUF P Tesys modèle U Alim. 24 V FTB Automate Allen Bradley Résistance fin de ligne Thin cable Résistance fin de ligne

42 Diapositive 42 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Méthode d accès au médium : CSMA/CA Chaque 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 lidentifieur : l identifieur de valeur la plus faible est prioritaire. Modèle de communication : Producteur / Consommateur Un 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 détat, cyclique, ou signal Strobe, système Maître_esclave. La couche liaison

43 Diapositive 43 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet La 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 industriels De nombreux dispositifs de signalisation et de détections d erreurs permettent de garantir une grande sécurité de transmission.

44 Diapositive 44 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : 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 Transmission de données de paramétrage de grande taille (> 8 octets) par segmentation sans contrainte de temps : Explicit messages en mode client-serveur. La couche application

45 Diapositive 45 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Allocation des identifiers IDENTIFIER BITS DESCRIPTION Source MAC ID Group 1 Messages Source MAC ID Slave's I/O Bit-Strobe Response Message Source MAC ID Slave's I/O Poll Response Message Group 2 Message ID 10 MAC ID Group 2 Messages 10Source MAC ID 000 Master's I/O Bit-Strobe Command Message 10Source MAC ID 001 Reserved for Master's Use -- Use is TBD 10Source MAC ID 010 Master'sChg of state/cyclic acknowledge msgs 10Source MAC ID 011 Slave's Explicit Response Messages 10Destination MAC ID 100 Master's Connected Explicit Request Messages 10Destination MAC ID 101 Master's I/O Poll Cmd/Chg of State/Cyclic Msgs 10Destination MAC ID 110 Group 2 Only Unconnected Explicit Req.. Msgs 10Destination MAC ID 111 Duplicate MAC ID Check Messages Group 1 Message ID Source MAC ID Slave's I/O Change of State or CyclicMessage

46 Diapositive 46 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Les 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.

47 Diapositive 47 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Adressage des objets DeviceNet utilise une méthode d adressage à 4 niveaux : MAC ID Class ID Instance ID Attribute ID Les variables d un nœud sont accessibles par un Path qui est composé de : Class ID Instance ID Attribute ID

48 Diapositive 48 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Fichier 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.

49 Diapositive 49 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Extrait du fichier EDS DeviceNet passerelle LUFP9 $ DeviceNet Manager Generated Electronic Data Sheet [File] DescText = "LUFP9 Gateway"; CreateDate = ; CreateTime = 10:31:30; ModDate = ; 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, " ", 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, " ", 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

50 Diapositive 50 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 3 : DeviceNet Points 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

51 Diapositive 51 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Ethernet TCP/IP Modbus Chapitre 4 : 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

52 Diapositive 52 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Historique 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 dEthernet définis par XEROX Première spécification d Ethernet par XEROX, DEC et INTEL Version 2 des spécifications d Ethernet Normalisation IEEE des réseaux CSMA/CD Ethernet TCP - IP Modbus Schneider Transparent factory

53 Diapositive 53 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Ethernet TCP/IP Modbus et le modèle OSI PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK LINK = LLC + MAC PHYSICAL VIDE CAN 2.0 A et B + ISO CAN 2.0 A et B = ISO et 2 Modbus VIDE CSMA/CD Ethernet V2 ou Ethernet ne couvre que les 2 premières couches du modèle OSI HTTP FTP BootP DHCP --- TCP IP

54 Diapositive 54 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus La couche physique Topologie : Libre Bus, étoile, arbre, ou anneau Distance maximum :Fonction du médium et du débit Minimum : 200 m en 100 base TX Maximum : m en 10 base F Débit :10 Mbits/s Mbits/s - 1 Gbits /s 1 Gbits/s utilisé en bureautique Nbre max équipements : Fonction du médium Minimum : 30 par segment sur 10 base 2 Maximum : 1024 sur 10 base T ou 10 base F

55 Diapositive 55 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Ethernet est disponible sur trois types de médium : Supports de transmission

56 Diapositive 56 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr 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 un blindage avec feuille dalu 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 torsadée Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Utilise la connectique RJ45

57 Diapositive 57 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : 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 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 davoir des plus grandes longueurs de segment (max 2 km) Servent souvent dartères

58 Diapositive 58 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Exemple d architecture Quantum MomentumMagelisMomentumAltivar 58Altistart 48Altivar 38MomentumAltivar 58 Quantum Anneau optique redondant 200 M bits/s Full-duplex Switch Premium Boucle optique Hub Transceiver Fibre optique

59 Diapositive 59 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Méthode d accès au médium : CSMA/CD Carrier 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 segmentation Taux de charge < 10% Méthode de transmission : Par paquets ou 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 TCP Réponse au niveau application (UNITE/Modbus) Couches liaison réseau transport

60 Diapositive 60 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus HTTP :HyperText Transfer Protocol = Web Transfert de fichiers au format HTML FTP :File Transfer Protocole Transfert de fichiers suivant modèle client serveur SNMP : Simple Network Management Protocol Gestion de réseau : configuration, surveillance, administration DNS : Domain Name Service Traduit le nom symbolique dun nœud de réseau en une adresse IP Les principaux protocoles application

61 Diapositive 61 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Protocoles application BOOTP :Protocol bootstrap Affectation 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.

62 Diapositive 62 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Les 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.

63 Diapositive 63 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Les classe d implémentation 01 : modbus Basic access 05 : modbus Regular access 10 : modbus on TCP-IP basic access 20 : modbus on TCP-IP management access 30 : modbus on TCP-IP added values access 40 : distributed control on TCP-IP A : without Web Z : Web Basic Y : Web Regular X : Web Active W : Web Distributed A : without Web B : Web Basic C : Web Configurable D : Web Active E : Web Distributed serverclient 00 : without Modbus Web services level User & communication level servicesm Examples : A10-Eth10/100Modbus on Ethernet TCP-IP (10/100 Mbs), no Web A05-SL-RS485Modbus on RS485, no Web A00-Canfor Can Open : profiles to be defined C30-Eth100Modbus on Ethernet TCP-IP (100 Mbs) + com & Web services

64 Diapositive 64 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Services Web optionalmandatory Doc B R Web Maintenance B R Monitoring B R E Diag B R E Conf B Web level A Web level B Web level D Web level C ServerClient Web level Z Web level Y Web level X Web level A Client A : without Web Z : Web Basic Y : Web Regular X : Web Active W : Web Distributed Server A : without Web B : Web Basic C : Web Configurable D : Web Active E : Web Distributed

65 Diapositive 65 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Services utilisateurs et communication Net Mgt (Modbus) B Modbus Messaging B R E FDR B R E Glob Data B R User & Communication with TCP-IP Communication level 10 Communication level 20 Communication level 30 Bd. Mgt B R optionalmandatory Communication level 01 Communication level 05 Modbus Messaging B R E Com without TCP-IP Net Mgt (Modbus) B Net Mgt (SNMP) B R IOScan B

66 Diapositive 66 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 4 : Ethernet TCP/IP Modbus Points 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

67 Diapositive 67 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Profibus-DP Chapitre 5 : Profibus-DP Historique Profibus-DP le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

68 Diapositive 68 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Historique 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.

69 Diapositive 69 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Les 3 versions de Profibus Profibus-PA Profibus-DP ProfiNet

70 Diapositive 70 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Profibus et le modèle ISO Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique FDL = Fieldbus data link RS485 ou fibre optique Fonctions DP Profiles DP FMS = Fieldbus message specif. ProfilesFMS

71 Diapositive 71 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP La 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 122 avec 3 repeaters

72 Diapositive 72 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Les types de raccordement IP20 IP65 A A B B Sub D 9 points Femelle coté produit avec terminaison de ligne ou pas Prise M12 Femelle coté produit Han-Brid Préconisation DESINA

73 Diapositive 73 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Exemple d architecture Quantum Premium ATV58 TEGO POWER Momentum Répéteur FTB1DP Fins de ligne Fin de ligne

74 Diapositive 74 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP PROFIBUS utilise une méthode daccès hybride n La communication entre stations actives est basée sur le concept danneau à jeton. n Les stations passives (esclaves) utilise le concept maître-esclave. Stations actives = équipements maîtres Stations passives = équipements esclaves Couche liaison

75 Diapositive 75 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP Anneau à jeton Le concept d anneau à jeton garantit que l accès au bus est donné à chaque équipement 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 - Esclave Le concept maître-esclave permet au maître en possession du jeton d accéder aux 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).

76 Diapositive 76 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Description du PPO Le maître émet une requête cyclique à lesclave Le maître reçoit une réponse cyclique de de lesclave PZD 1er mot PKE PWE PZD1 PZD2 PZD3 PZDn Dernier mot Zone échanges apériodiques optionnelle COMMANDe DU MAITRE PZD PKE PWE PZD1 PZD2 PZD3 PZDn REPONSE ET STATUS DE LESCLAVE Tous les mots sont échangés cycliquement, mais les échanges apériodiques sont utilisés quand nécessaire. PKW = Parameter - Kennung - Wert = Paramètre - Adresse - Valeur PKE = Parameter - Kennung = Adresse du paramètre PWE = Parameter - Wert = Valeur du paramètre dont ladresse est contenue dans PKE PZD = Prozeßdaten = Données de process PKW Dernier mot Chapitre 5 : Profibus-DP Zone échanges apériodiques optionnelle Zone échanges périodiques Zone échanges périodiques

77 Diapositive 77 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Utilisation des PKW Sortie PKE : Bits 0 à E : Adresse de la variable Bit F : = 0 Ecriture ou lecture unique = 1 Ecriture ou lecture permanente Sortie R/W : = 16#0052 = Read = 16#0057 = Write Sortie PWE : = Si écriture : Valeur à écrire Entrée PKE : Copie de la valeur de sortie PKE Entrée 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 Chapitre 5 : Profibus-DP

78 Diapositive 78 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 5 : Profibus-DP La couche application Echanges des données : Process : échanges cycliques Paramètres, diagnostic : apériodiques (PKW) Taille maxi des données : 244 octets de PPO Interopérabilité : Produits certifiés par lorganisation Profibus Interchangeabilité : Profils de communication et dapplication

79 Diapositive 79 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Profils 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 5 : Profibus-DP

80 Diapositive 80 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Profils application DP Les profils application complétent le standard pour un champ dappication donné. Exemples : Commandes numériques et robots Basé sur des diagrammes séquentiels, les mouvements et les commandes sont décrits sous langle de lautomatisme. Codeurs Basé sur le raccordement des codeurs rotatifs, angulaires et linéaires, et basé sur la définition de fonctions (mise à léchelle, 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 dautomatismes de niveau supérieur. Il utilise les fonctions étendues de PROFIBUS-DP concernant la communication. Chapitre 5 : Profibus-DP

81 Diapositive 81 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Fichiers 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 générales Cette section contient des informations sur le fabricant, le nom du produit, les versions hardware et software, les débits supportés, etc... Spécifications relatives aux maîtres Cette 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 esclaves Cette 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 5 : Profibus-DP

82 Diapositive 82 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Points 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 5 : Profibus-DP

83 Diapositive 83 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr FIPIO Chapitre 6 : FIPIO Historique FIPIO et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

84 Diapositive 84 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Historique A lorigine, on trouve un groupe de travail piloté par la Mission Scientifique et Technique du Ministère de lIndustrie et de la Recherche comprenant les constructeurs TELEMECANIQUE, MERLIN GERIN, CGEE, ALSTHOM et CSEE. Ce groupe a travaillé durant les années à la spécification de FIP. L association de constructeurs et d utilisateurs WorldFIP a été créée en 1987 sous le nom de CLUB FIP. WorldFIP est conforme aux standards EN et IEC

85 Diapositive 85 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO FIPIO et le modèle ISO CiA DS-301 = Communication profile VIDE CAN 2.0 A et B + ISO CAN 2.0 A et B = ISO et 2 CAL= CAN Application Layer APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC Canal données processus + messagerie PCP EMPTY Maître esclave avec trame unique (registre à décalage) RS 485 Variateurs DRIVECOM HMI MMI COM Séquenceurs de soudage Etc... APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK LINK = LLC + MAC PHYSICAL

86 Diapositive 86 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO La couche physique Medium :Paire torsadée blindée ou fibre optique Topologie : Type bus Avec raccordement par chaînage ou dérivations + terminaisons de fin de ligne Distance maximum :1000 m pour un segment électrique 3000 m pour un segment optique m avec répéteurs électriques Nbre répéteurs¨+ Nbre stations =< 36 Nbre répéteurs x 0,5 + somme des longueurs en Km < 22 Débit :1Mbits/s Quelle que soit la longueur du câble Nbre max équipements : maître et 126 esclaves 32 équipements max par segment

87 Diapositive 87 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Connectique SUBD-9 points standardisée SUBD-9points mâle coté produit Vers câble FIPIO principal ou vers boitier de dérivation

88 Diapositive 88 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Exemple d architecture ATS48ATV28 Modbus LUFP1 Démarreurs-contrôleurs modèle U Premium Magelis E/S Momentum Micro Passerelle ASi TBX IP20 TBX IP67 Fin de ligne 24 V Fin de ligne ASi Convertisseurs électique-optique Fin de ligne

89 Diapositive 89 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO La 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 / Consommateur Lorsque 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 / Serveur Après traitement des échanges périodiques, l arbitre de bus traite les requêtes apériodiques stockées dans une file d attentes dédiée (liste d identifieurs).

90 Diapositive 90 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO La couche liaison cycle élem n°1 cycle élem n°2 cycle élem n°3 cycle élem n°4 cycle élem n°5 cycle élem n°6 cycle élem n°7 cycle élem n°8 FEDCBAFEDCBAA EDBAEDBA CACAA FEDCBAFEDCBA EDBAEDBAA Occupation bande 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

91 Diapositive 91 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Les familles de profils FSD P : FIPIO Simple Device Profile 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

92 Diapositive 92 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Répartition des profils Profil standard Variables cycliques Acquisition des entrées Pilotage des sorties Variables de configuration Variables de réglage Commandes Commande spécifique Diagnostic Validité des entrées Status spécifique FRD 2 mots - 1 octet - FSD 8 mots 16 mots 32 mots - 1 octet - FED 32 mots 30 mots 8 mots 1 octet 8 mots

93 Diapositive 93 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 6 : FIPIO Syntaxe de dénomination des profils 4 champs permettent d identifier un profil : FSD C8 P Famille Structure Nbre E/S Possibilité Paramétrage FRD Reduced FSD Standard FED Extended C Compact M Modulaire 2 Mots 8 Mots 32 Mots P Possibilité paramétrage - Pas de paramètrage

94 Diapositive 94 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Points 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 6 : FIPIO

95 Diapositive 95 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Interbus Chapitre 7 : Interbus Historique Interbus et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

96 Diapositive 96 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Historique Spécifications du protocole par Phoenix Contact Commercialisation premiers produits Création de l association internationale Interbus Club Premiers prototypes Premiers profils Homologation EN réseaux installés 4 millions de nœuds connectés 2700 produits

97 Diapositive 97 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Interbus et le modèle ISO CiA DS-301 = Communication profile VIDE CAN 2.0 A et B + ISO CAN 2.0 A et B = ISO et 2 CAL= CAN Application Layer APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON = LLC + MAC Canal données processus + messagerie PCP EMPTY Maître esclave avec trame unique (registre à décalage) RS 485 Variateurs DRIVECOM HMI MMI COM Séquenceurs de soudage Etc... APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK LINK = LLC + MAC PHYSICAL

98 Diapositive 98 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Medium :Double paire torsadée blindée 1 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 équipements 12,8 km au total Débit :500 Kbits/s Nbre max équipements : 512 La couche physique

99 Diapositive 99 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Les 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 numériques et analogiques sur Interbus-S par l'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 IP20 pour bus local Tête de station IP 65 pour bus installation - Régénère les données - fournit le 24 V / 4,5 A Tête de station : 170 ENO (IP65) Bus Installation ( Installation bus ) ( variante du bus inter station + tension d'alimentation des capteurs ) - RS Avec alim. 24 V, 4,5 A maxi - 40 modules E/S max m maxi entre 2 équipements - Long totale: 50 m Bus interstation ( remote bus ): ( Bus principal ) - RS 485 point à point équipements maxi m maxi entre 2 équipements - Long totale: 12,8 Km Bus inter station en dérivation ( remote bus ) Tête de station : 170 BNO (IP20 ) Pas d'équipements Schneider sur bus local ni sur "sensor loop"

100 Diapositive 100 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Les types de raccordement IP20 IP Prise M12 IN Mâle coté produit Prise M12 OUT Femelle coté produit Sub D 9 points IN Sub D 9 points OUT Mâle coté produit Femelle coté produit

101 Diapositive 101 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Exemple d architecture Premium TEGO POWER FTB ATV50 FTB 400 m max FTB Tête de station 24 V OUTIN 50 m maxi. OUTIN Bus inter stations Bus installation 400 m max entre chaque produits Bus inter stations

102 Diapositive 102 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus La couche liaison Méthode d accès au médium : Maître / esclaves Transmission 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).

103 Diapositive 103 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Les échanges acycliques Les données acycliques sont transmises par le protocole PCP. PCP = Peripherals Communication Protocol qui fragmente les données de paramétrage.

104 Diapositive 104 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 7 : Interbus Les 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).

105 Diapositive 105 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Points 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 7 : Interbus

106 Diapositive 106 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Modbus Chapitre 8 : Modbus Historique Modbus et le modèle ISO La couche physique La couche liaison La couche application Les profils Points forts- points faibles

107 Diapositive 107 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Historique Le protocole MODBUS est une structure de messagerie créée par MODICON en 1979 pour connecter des automates à des outils de programmation. Ce protocole est de nos jours largement utilisé pour établir des communications de 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...).

108 Diapositive 108 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Modbus 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 Maître / Esclave Modbus RS485

109 Diapositive 109 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus 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 Anneau à jeton Modbus RS485

110 Diapositive 110 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : 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 CSMA / CD ETHERNET V2 ou Modbus TCP IP Ethernet TCP/IP Modbus

111 Diapositive 111 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Medium :Paire torsadée blindée Topologie : Type bus Avec dérivations et terminaisons de fin de ligne Distance maximum :1300 m sans répéteur Débit : bits/s (56 Kbits/s sur certains produits) Nbre max équipements : 32 1 maître et 31esclaves La couche physique RS485

112 Diapositive 112 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Mâle coté produit TIA/EIA-485 / SUB-D 9 points TIA/EIA-485 / RJ45 Connectiques préconisés par Schneider Femelle coté produit

113 Diapositive 113 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Exemple d architecture Micro Quantum Premium ATS48ATV28 Départs moteurs Tesys U ATV58 Tesys U Té Fin de ligne Répartieur Modbus Fin de ligne Boîtier de dérivation

114 Diapositive 114 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Méthode d accès au médium : Maître / esclave Méthode de transmission : Client / serveur Le maître est client, l esclave est serveur. L échande de données entre esclaves se fait par 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 liaison

115 Diapositive 115 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Modbus ASCII et Modbus RTU Le protocole MODBUS existe en 2 versions : Mode ASCII Chaque octet de la trame est transmis sous la forme de 2 caractères ASCII. Mode RTU Chaque octet de la trame est transmis sous la forme de 2 caractères hexadécimaux 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.

116 Diapositive 116 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Structure d une trame Modbus AdresseChecksumDataFonction 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 :CRLF 3A Hex 0D Hex 0A Hex AdresseChecksumDataFonction silence Silence >= 3,5 characters

117 Diapositive 117 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Requête : Exemple de trame en mode RTU Code Fonction = 3 : Read n words Adresse Esclave CRC16 Adresse 1er mot Code Fonct.= 3 Nombre de mots à lire 1 octet 2 octets Réponse : Adresse Esclave CRC16 Nombre doctets lus Code Fonct.= 3 Valeur du 1er mot 1 octet 2 octets Valeur du dernier mot 2 octets

118 Diapositive 118 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 8 : Modbus Les 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

119 Diapositive 119 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Points 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. Relativement lent Pas de communication directe d esclave à esclave. Chapitre 8 : Modbus

120 Diapositive 120 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 9 : Tableau comparatif des différents réseaux Comparaison au niveau physique équipements avec le maître

121 Diapositive 121 / 121 P&T - GPS - Formation PhW - Descrip_RLI_fr Chapitre 9 : Tableau comparatif des différents réseaux Comparaison au niveau liaison et application


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