Formation Bus de Terrain _Partie 3_3 _EthernetIP

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Formation basique pour nos techniciens.
Complément de la présentation générale (partie 3).
Présentation de la solution EthernetIP.

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Formation Bus de Terrain _Partie 3_3 _EthernetIP

  1. 1. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo EtherNet/IP :Ethernet Industrial Protocol 1
  2. 2. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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). 2
  3. 3. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Les implémentationduprotocole CIP : Controland Information Protocol 3 Ethernet/IP,DeviceNet,ControlNetet CompoNetpartagelamême couche applicativedeCIP
  4. 4. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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 4
  5. 5. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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. 5
  6. 6. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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 6
  7. 7. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 7 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
  8. 8. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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) 8
  9. 9. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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) 9 Anciennegénération: CPX-FB32
  10. 10. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 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 10
  11. 11. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo EtherNet/IPQuickConnect 11 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
  12. 12. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Applications type  EtherNet/IPestun réseaugénéraliséetpeutêtreutilisédans(pratiquement) toutesapplicationsd’automatisme  Ilfautseulementprendreencomptequelquesprécautionspourdesapplication: - MotionControl(tempscycle,synchronisme,..) - ProcessAutomations(lesenvironnementsATEX)  CPX-FB36estbienadaptésurtoutpour:  AMIaveclafonctionnalitéQuick-Connect 12
  13. 13. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Situation du Marché : Concurrence 13 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
  14. 14. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo CPX-FB36et ModbusTCP 14 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.
  15. 15. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo CPX-FB32/36Migration 15  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
  16. 16. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 16 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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