Formation Bus de Terrain _Partie 3_5 _SERCOS III

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Formation basique pour nos techniciens.
Complément pour la présentation générale (Partie 3).
Présentation de la solution SERCOS III.

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Formation Bus de Terrain _Partie 3_5 _SERCOS III

  1. 1. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 1
  2. 2. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Sercos:Introduction  sercos =SEries Real-time COmmunication System  sercos aété développé pour lacommunication temps réel dans les systèmes du contrôle des mouvements et des machines outils  Il existait trois génération de sercos  sercos I(1991) et sercos II(1999) utilisaient les fibres optiques pour accueillir 254 stations et une vitesse de transmission 2/4/8/16 Mbps  C’était le système Maître/Esclaves avec une topologie en anneau  Déjà en 1991, sercos proposait le temps cycle allant de 62.5us à 65 ms  sercos III(2005) gardele même principe de fonctionnement, mais utilise Ethernet 100 Mbpscomme le medium de transmission sercos III = sercos II + Ethernet  sercos IIIpropose aussi une extension du protocole pour supporter les E/S sur réseau et le profil CIP-Safetypour la transmission de données desécurité 2 sercosI&II = Drive Bus sercosIII = AutomationBus
  3. 3. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosI/ II : latopologie 3 •1 Maître * •254esclaves (max) * •2/4/8/16Mbps •Temps cyclemin 62µs * Par anneau Plusieurs anneaux possibles
  4. 4. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosI/ II : le principe defonctionnement (un cycle) 4 Lecycle estdéfiniparlatransmissionde 3trames: • MST (MasterSynchronisationTelegram)qui permetla synchronisation detousles nœudsconnectés • AT(AmplifierTelegram)quicontientlaréponsede chaque driveavec sespropresdonnées • MDT (MasterDataTelegram)qui terminele cycle etqui contientles donnéespourchaqueesclave • Le cycle commence parl’émissionde MST par leMaître • Dansuntemps déterminéaprèsMST, le premierEsclave (drive)envoieses donnéesdansle messageAT • Ensuite,cessontlesautresEsclavesqui envoientsesmessages ATdansl’ordre définiependantl’initialisation. • Aprèsl’émissiondudernierAT, le Maîtreenvoielemessage MDT avec les donnéespourchaqueesclave. • Lesesclavessaventoùse trouventsesdonnéesdans MDT. MST MDT AT(1) AT(5)
  5. 5. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Sercos:structuresstandardiséesdedonnées 5 • L’interopérabilité entre les versions de sercos est assurée parla standardisation des structures de données • Chaque données transmise est reconnue parson numéro d’identification (ID) • Les ID de1 à 32767 sont réservés par TWG of SercosInternational pourles données et des fonctions associées décrite dans la spécification • Les ID de32768 à65535 sont disponibles pourle constructeur/utilisateur pour les données spécifiques à l’équipement
  6. 6. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII :laversionEthernet 6
  7. 7. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Communication RT/NRT SercosIII 7 MDT AT UCCMDT AT UCC CycleStart CycleStart CycleStart • Deuxtypesdetélégrammesdansuncycle : -MDT: MasterDataTelegram -AT :AcknowledgeTelegram • LesdeuxsontenvoyésparMaster • MDT contientinformationdu Maîtrepourdes Esclaves (lecture) • ATestécritpardes Esclaves avecleursdonnéesassociées(feedbackvalues, inputstates,etc.). • SercosIIIautorisemax 4MDT etmax 4AT dansuncycle • Larestedu tempscycle estexploitéepour UC Channel
  8. 8. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo * Par segment SercosIII :lesfonctionnalités basiques 8 Lestramesstandard d’Ethernet FastEthernet (100Mbps;Full-Duplex) TopologiesLinéairesetAnneau (Line /Ring) LetraficRT cyclique Optimisationcoûtsmatériel Sansswitches/hubs Intégrationdu CPX! • 1Maître* • 254esclaves(max) * • Tempscycle min32 µs
  9. 9. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII :lestopologies 9 •1 Maître * •254esclaves (max) * •100Mbps •Temps cyclemin 32µs * Par segment Plusieurs segments possibles
  10. 10. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII ;lesnouvelles fonctionnalités 10 Redondancefonctionnelle • Laredondanceestautomatiquedanslatopologie anneau(ring) • Siuneinterconnexionestcassée,les nœudsaffectésdétectentcette rupture(ringbreak)etappliquentlafonctionnalité « loop back»(les nœuds« terminaux») • Letempsderecouvrementne dépassepas25µs. Hotplugging (connexion à chaud) • Hot-pluggingestunepossibilitéd’intégrationd’unnœuddansun réseauactif. • Lemêmemécanismeque pourlaredondance,permetdedétecter un nouveaunœud, leconfigurer,et annoncersadisponibilitéau Maître
  11. 11. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII ;lesnouvelles fonctionnalités 11 • CC – SlaveCross Communication (communicationentrelesEsclaves) • Letempsentreune transmissiondetouslestélégrammescycliques RTet le débutdu cycle suivantestnommé « UCChannel» • Danscettelapsdutemps SercosIIIestouvertauxtramesd’Ethernet Standard(TCP/IP)pour(p.ex.) - LesservicesdeWeb Servers - l’échangedesdonnéesentrelesesclaves(CC) Mais •Les appareilsnon-sercos(p.ex. PC)doiventêtreraccordésavec unmodule spécifique (IPswitch sercos)quiestcher. •Il faut passerà unetopologieenligne avec unPCconnectéenbout deligne surle dernierport non utilisé.
  12. 12. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII ;lesnouvelles fonctionnalités 12 Controller-to-Controller Communication (C2C)andCrossCommunication (CC) • Lesdonnéescontenuesdansunetélégramme,envoyéesparunnœud, sontaccessiblesà chaqueautrenœuddu réseau SercosIII,sanscycle additionnelet sansinterventionduMaître • Deuxméthodesdecommunicationsont proposéesaussiparlaspécification SercosIII - ControllertoController (C2C) entrelesMaîtres - Cross Communication (CC),entrelesEsclaves (* disponibleaussivia UCChannel)
  13. 13. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo SercosIII :lestélégrammesdesécurité :CIP SafetyonSercos 13 Un seul réseaupour: • CommunicationdesE/S • Communicationdesdonnéesdesécurité • DriveCommunicationforMotionControl • Protocolesd’Ethernetstandard Solutionoptimisée • Topologiesimple • Lenombred’interfaceréduit • Engineeringstandardisé • Fonctionnalitéétendue(MC,Safety,I/O)
  14. 14. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Communication RT/NRT SercosIII 14 MDT AT UCCMDT AT UCC CycleStart CycleStart CycleStart • Deuxtypesdetélégrammesdansuncycle : -MDT: MasterDataTelegram -AT :AcknowledgeTelegram • LesdeuxsontenvoyésparMaster • MDT contientinformationdu Maîtrepourdes Esclaves (lecture) • ATestécritpardes Esclaves avecleursdonnéesassociées(feedbackvalues, inputstates,etc.). • SercosIIIautorisemax 4MDT etmax 4AT dansuncycle • Larestedu tempscycle estexploitéepour UC Channel
  15. 15. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Sercos:Les Systèmeshôtes(1)  3S (CODESYS)  3S propose l’outil de configuration sercos dans CODESYS.Ilincluse les produits dedifférents constructeurs (Schneider, Keba, Bosch Rexroth,etc…).  Il ya aussi le driversercos pour CoDeSys SoftMotion 15  Bosch Rexroth  Le créateur de sercos, Bosch Rexroth propose Sercos en standard  Une largegamme decontrôleurs Sercos dont les Masters: MLP,MPX, MLC,Sercans Soft-PLC  Bosch Rexroth propose aussi les systèmes E/S IP20/IP65 pour avoirle package complet « sercos-package »  Schneider Electric (ELAU)  Le système «PACDrive »intégre Sercos IIIMaster pour les Drives etE/S  Destiné à la Robotique /Motion Control  Schneider commercialise aussi les Remote I/O X20 de B&R
  16. 16. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo Sercos:Les Systèmeshôtes(2)  Keba  Keba développe les contrôleurs Robot /Motion Controlavec les API integrés  Utilisés surtout par “DürrPaint Systems” 16  Hilscher  La cartePC avec sercos masters  FPGA netx pourl’équipement Sercos
  17. 17. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 17
  18. 18. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 18 Sercos:remarqueslibres Les limites à l’utilisation de sercos:  Le processus “prise àla volée” nécessite une électronique puissante (FPGAs) qui est cher  Seules les topologies en ligne et anneau sont possibles. On ne peut pas utiliser de Switchavec les topologies sercos.  Les appareils non-sercos (e.g.un PC)doivent être raccordé avec un module spécifique sercos qui est cher. Avec une topologie en ligne un PCdoit être connecté en bout de ligne surle dernier portnon utilisé.  Il ya un choix très limité de module d’E/S (ce qui est bon pour le CPX)  Solution très complexe. Il y aun grandnombre defonction optionnelles et des changements très fréquents ce qui rend le protocole difficile à utiliser.  ??????

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