Formation Bus de Terrain _Partie 3_3 _EthernetIP

F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherNet/IP :Ethernet Industrial Protocol
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EtherNet/IP lesdonnéesbasiques
• EtherNet / IPest une implémentation « Ethernet Industriel » du protocole CIP(DeviceNet !!)
• Les extensions de CIPsur Ethernet/IP
- CIPSafety: pour les applications de sécurité jusqu’à SIL 3
- implémentésurEthernet/IPet DeviceNet
- conformeà IEC 61784-3 FSCP-2/1 (FunctionalSafetyCommunicationProfiles)
- certifiéparTÜV (IEC61508, EN 954-1)
- nonimplémentésurle CPX!
- CIP-Sync : pourdes applications qui demande une synchronisation (horlogessynchronisées)
- 100%compatibleà IEEE-1588
StandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementandControlSystems,
- CIPMotion :pour des application Motion Control,propose 2 spécifications
- MotionDriveDeviceProfile
- MotionAxis Object
• Lanorme et les spécifications sont gérées par l'ODVA (dont Festo est un membre).
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Les implémentationduprotocole CIP : Controland Information Protocol
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Ethernet/IP,DeviceNet,ControlNetet CompoNetpartagelamême couche applicativedeCIP

EtherNet/IP :Les caractéristiquestechniquesessentielles
• EtherNet/IPestbasé surl’EthernetstandardTCP / IP.
D’oùsacompatibilitéélevéeet l’intégrationfaciledansuneinfrastructured’unréseaustandard
• Peutêtreimplémentésur10/100/1000MbitsEthernetmaisdemandel’utilisationde switches(commutateurs)
• Lefichierde configurationEDSrecommandé,bienque l‘auto-identificationd’équipementestpossible
• Topologiesflexibles (Star,Arbre,Line,Ring)
•Letempsde cycle minimum : 1ms
• EtherNet/IPn’estpas tropadaptéleTemps Réel« dur»(utilisationde swiches,unefortegigue)
• CIP Motion estun flop,d’oùlacohabitation,surle même câble,avecSERCOSIII
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Ethernet/IP :les modesde transmission
Ethernet/IP propose 3modes de transmission
1. Information.
Letransfertdesdonnéesnon-critiques,p.ex.les donnéesdeconfiguration,paramètres
Lesconnexions sontcourteduréeetse fontparlamessagerieexplicite,enutilisantle protocoleTCP
2. I/O Data.
Letransfertdesdonnées« tempsréel», p.ex. l’étatE/S, alarmes
Leséchangesse fontparlamessagerieimplicite,typeproducteur-consommateur,enutilisantle protocoleUDP.
3. Real-time Interlocking.
L’échangecyclique etsynchroniséeentrele processeur« producteur» etplusieurs« consommateurs»
Leséchangesse fontparlamessagerieimplicite,typeproducteur-consommateur,enutilisantle protocoleUDP.
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Le type d’équipementd’Ethernet/IP
1. Explicit Message Server
RépondauxrequêtesenvoyéesparExplicit MessageClients.
Exemple :lecteurCAB
2. Explicit Message Client:
Initialiselacommunication(envoiederequête)avecles autresparticipants(Servers)
Exemple : IHM,les outils deconfigurations, applicationsurPC(acquisitionde données)
3. I/O Adapter:
Reçoitlesdemandesdeconnexion implicitede lapartde I/OScanner
«Produit»etenvoie lesdonnéesE/S conformémentauxdemandesde scanner
UnI/OAdapterestaussiun Explicit MessageServer
Exemple :un module E/S,un TerminalDistributeur,…
4. I/O Scanner:
Initialiseunecommunicationimpliciteavec I/OAdapter
LeScannerdoitaussisupporterles différentesservicesproposés parEthernet/IPcomme
laconfigurationdu réseau, l’initiationdesconnexions, lediagnosticd’équipement
connecté,…
LesScannerssupportentaussilesmessagesexplicits
Un API estun exemple typede I/OScanner
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Device Level Ring (DLR) – le principe
• LafonctionnalitéDLRproposeunmécanismede gestiondestopologieANNEAU(ring)sur EtherNet/IP
Devices
• LatopologieANNEAUpermetd’avoiruneredondancebasiquesurle réseau.
En cas d’unproblèmesurune liaison,il estpossibledecommuniqueraveclesautresparautrevoie.
Ilfautdonc 2coupuresde liaisonspourarrêterlacommunication.
• LafonctionnalitéDLRexige :
- l’intégrationd’unswitch avec2portsexternes
- le supportduprotocoleDLRparle firmwared’équipement
• LeréseauxEthernet/IPavecDLRdoitcontenirdanssastructure:
- unmoduleaveclefonctionnalitéDLR-RingSupervisor
- plusieursmodules/participants« RingNode »: DLRdevices
Note:tous lesnœuds doiventsupporterDLR,les nœud« non-DLR»ne sont pas autorisés

Le marché d’automatisme: Host-Systems
 Rockwell / Allen Bradley
- LefournisseurprincipaldesAPIavec lesscannersEtherNet/IP
- EtherNet/IPesttoujoursproposécomme unréseau« pardéfaut»surl’ensembledesAPI
 Omron
- PlusieursAPIet passerellesvers DeviceNetet CompoNet
- Leplusrépandusurle marchéasiatique
 SchneiderElectric
- SchneiderproposeEtherNet/IPetModbusTCPsurlesnouveauxAPI Mxxx
- Maispour MotionControl,Schneiderproposedescontrôleurs SERCOSII/III
 Hilscher/HMS
- Lescarteset modulespourPCavecles scannersEtherNet/IPintégrés
- Lesconfigurateurs (p.ex.Sycon.net)nécessitentlesfichiersEDS(paramétrage)
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FestoCPX-FB36 : le nœudEtherNet/IP
FB36 Les donnés essentielles :
• 2 portsEthernet avec le Switch intégré
• Le support de DLR –Device Level Ring
• Le fonctionnalité Quick-Connect
• Très performant (RPI 1ms) (RequestPacket Interval)
• Les formats dedonnés SINT/ UINT pour I/O Connection
• Les objets CIP et le mapping I/O les mêmes que CPX-FB32
• Le support du protocole Modbus TCP (optionnel)
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Anciennegénération: CPX-FB32

CPX-FB36: Topologie Anneau(ring) : DLR
• CPX-FB36 intègre un switch 2 ports
Il peut être alors, directement intégré dans une structure Anneau
d’EtherNet/IP.
• Le switch de CPX-FB36 supporte les fonctionnalités IEEE1588
(clock), QoSetIGMP nécessaires pour lafonctionnalité DLR
• CPX-FB36 fonctionne comme un «Ring-Node » dans un anneau
DLR
• La fonctionnalité DLR augmente la fiabilitéd’un réseau
EtherNet/IP et permet d’éviter les arrêts d’installation en cas
d’une perte d’une connexion
• Le temps decommutation DLR (Network Recovery Times) est <
à 3ms pourle réseau avec 50 nœuds
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EtherNet/IPQuickConnect
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Une connexion rapide“Quick Connect”
 Dansles lignesactuellesdemontagerobotisé(p.ex. automobile(AMI) on abesoind’outils
interchangeables
• Lechangement etledémarraged’équipementdoitêtreaussirapidequepossiblepouravoirdes
cycles de productioncourts
 Lafonction«QuickConnect»surEtherNet/IPpermetderéduirele tempsdu démmarageet de
connexion d’environ5s à 350ms.
 PourassurercettefonctionnalitésurCPX-FB36:
 Ilfautunhardwareetunefonctionnalitésoftwarespécifiquepour un nœud EtherNet/IP
 Ilfautgérerleconflitdeladétectiondel’adresselorsdudémarrage
 Supprimerlafonction« TestLED” lorsdudémarrage
 Utiliserl’adressageIP Fixe seulement(non DHCP)
 Désactiverlesfonctionsdel’autonégociationEthernet
 Unefonctionnalitéspéciale pourle démarragedeconnexion avecle scannerde EtherNet/IP

Applications type
 EtherNet/IPestun réseaugénéraliséetpeutêtreutilisédans(pratiquement)
toutesapplicationsd’automatisme
 Ilfautseulementprendreencomptequelquesprécautionspourdesapplication:
- MotionControl(tempscycle,synchronisme,..)
- ProcessAutomations(lesenvironnementsATEX)
 CPX-FB36estbienadaptésurtoutpour:
 AMIaveclafonctionnalitéQuick-Connect
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Situation du Marché : Concurrence
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EtherNet/ IPestl'undesprotocoleslesplusutilisésdansl’Industrie.
Presquetousles concurrentsproposentles terminauxdedistributeurset lesE/S compatible EtherNet/IP.
Lesprincipauxconcurrentssont:
 SMC
 Touslesterminauxdedistributeursavec BdT
 EX600asCPXcompetition
 Rockwell/ AllenBradley
 ModulesE/S enIP20et IP65
 Parker
 En combinaisonavecdesModules E/S: Turck(BL-67)ou AllenBradley
 Numatics
 VT de lafamille G2et G3
 Bosch Rexroth
 Touslesterminauxdedistributeursavec BdT
 LesnouveauxterminauxavecE/S intégrées: AV-03

CPX-FB36et ModbusTCP
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LenœudCPX-FB36supportaussile protocole Modbus TCP
PouractiverlafonctionnalitéModbus TCP ilfautcommuterle DIL1.2sur« ON».
L’implémentation(le mappingE/S)estlamême quesurle CPX-FEC(RemoteI/O).
Maislesfonctionssuivantessontlesmêmespourles deuxprotocoles:
• L’adressageIP
• ModeDiagnostic(StatusBits/STI)
• Paramètres« System»du CPX
• WEBserverembarqué
• Intégrationd’unSwitch2ports
EtherNet/IPet ModbusTCPne doiventpasêtre
utilisésensemble,puisquecelapeutentraînerun
comportementimprévisiblelorsqu'unemême sortie
estcontrôléepar lesdeuxprotocoles.

CPX-FB32/36Migration
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 Le CPX-FB36 remplacera l’ancien CPX-FB32
 Pour lamême tarif ,le CPX-FB36 offre plus de fonctionnalités. Plus spécialement un Switch intégré ,QuickConnect et DLR
 Le CPX-FB36 résout quelques difficultés rencontrées avec le FB32
 Pour lafonctionnalité basique (CIPObjects, I/O Mapping), lacompatibilité est complète.
 Il n’est pas prévu de phase out pourle CPX-FB32 pour l’instant. Avoirl’évaluation sur le marché du CPX-FB36

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Comparisonentrele CPX-FB32et le nouveauCPX-FB36
CPX-FB32 EtherNet/IP
EtherNet/IP Product code 0x32CA
1 Port Ethernet
NoDLR
NoQuickconnect
Minimum RPI : 10ms
I/O-Connections only in SINT format
CPX-FB36EtherNet/IP2-Port
EtherNet/IPProductcode0x36CA
2EthernetPortswith integratedSwitch
SupportsDLR– DeviceLevelRing
SupportsQuickconnect
Increased networkperformance(minimum RPI1ms)
I/OConnectioninSINTor UINT format
StandardCIP Objectsand I/O-Mapping idemCPX-FB32
OptionalModbus/TCP support

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