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F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherNet/IP :Ethernet Industrial Protocol
1
F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherNet/IP lesdonnéesbasiques
• EtherNet / IPest une implémentation « Ethernet Industriel » du protocole CIP(DeviceNet !!)
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2
F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
Les implémentationduprotocole CIP : Controland Information Protocol
3
Ethernet/IP,DeviceNet,ControlNetet CompoNetpartagelamême couche applicativedeCIP
F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherNet/IP :Les caractéristiquestechniquesessentielles
• EtherNet/IPestbasé surl’EthernetstandardTCP / IP.
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4
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Ethernet/IP :les modesde transmission
Ethernet/IP propose 3modes de transmission
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Leséchangesse fontparlamessagerieimplicite,typeproducteur-consommateur,enutilisantle protocoleUDP.
5
F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
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2. Explicit Message Client:
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«Produit»etenvoie lesdonnéesE/S conformémentauxdemandesde scanner
UnI/OAdapterestaussiun Explicit MessageServer
Exemple :un module E/S,un TerminalDistributeur,…
4. I/O Scanner:
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LeScannerdoitaussisupporterles différentesservicesproposés parEthernet/IPcomme
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connecté,…
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Un API estun exemple typede I/OScanner
6
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
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- unmoduleaveclefonctionnalitéDLR-RingSupervisor
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Note:tous lesnœuds doiventsupporterDLR,les nœud« non-DLR»ne sont pas autorisés
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
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
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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
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
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Applications type
 EtherNet/IPestun réseaugénéraliséetpeutêtreutilisédans(pratiquement)
toutesapplicationsd’automatisme
 Ilfautseulementprendreencomptequelquesprécautionspourdesapplication:
- MotionControl(tempscycle,synchronisme,..)
- ProcessAutomations(lesenvironnementsATEX)
 CPX-FB36estbienadaptésurtoutpour:
 AMIaveclafonctionnalitéQuick-Connect
12
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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
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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.
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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
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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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Formation Bus de Terrain _Partie 3_3 _EthernetIP

  • 1. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo EtherNet/IP :Ethernet Industrial Protocol 1
  • 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. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Les implémentationduprotocole CIP : Controland Information Protocol 3 Ethernet/IP,DeviceNet,ControlNetet CompoNetpartagelamême couche applicativedeCIP
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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