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FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 1
2. Seconde Partie
(Panorama des Bus de Terrain)
Panoramade Busde Terrain
- Classification des Busde Terrainet réseauxindustriels
- Bus (réseaux) de Capteurs/Actionneurs
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FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
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Rappel : Classification des Bus de Terrain
• Le terme«Bus deTerrain»permet de regroupertous les réseaux decommunication industriels
• On peut classer ces réseaux suivant différents critères :
- Topologie, protocoles et méthodes d ’accès au médium,
- Modes de transmission, vitesse et débit maximales,
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• On distingue néanmoins :
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Rappel :Classification des Busde Terrain
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FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
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TERRAIN/MACHINE
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Bus de Terrain
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Panoramade Busde Terrain
- Classification des Bus deTerrain et réseaux industriels
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Le choix d’un système Busde Terrain
•Actuellement, les Réseaux/Bus de Terrain sont présentsdans pratiquement toutes
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•Ils peuvent être
- universelles ,utilisables dans n’importe quelle branche industrielle, ou
- spécialisés, dédiés àune branche particulière (process, domotique, stations demesures,
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l’industrie manufacturière, etspécialement ceuxqui sont intégrés dans nos terminaux
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•Le choix d’un Réseaux/Bus de Terrain est rarement basé sur les critères « 100%»
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•Enpratique, c’est le choix de l’API qui détermine le type du réseau /bus de terrain
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FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
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Le choix d’un système Busde Terrain(3)
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Schneider Electric Modbus, CANopen, AS-I,Interbus,ProfibusDP,Sercos
Phoenix Contact Interbus ProfibusDP
Bosch Rexroth CANopen, Sercos AS-I,Profibus
Omron CompoNet, DeviceNet Profibus
Emerson Fieldbus Foundation, HART ProfibusPA
FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (1)
•Leurcomparaison basé sur les critèrestechniques n’estpas facile
•Tous les réseaux réalisent les fonctions essentielles, exigées pour assurer unetransmission cyclique,fiable et
rapide, des données d’Entrées et deSorties
•Certaines fonctions commelediagnostic, gestions des alarmes, échanges acycliques« à la demande »,… ne sont
pas supportées par tous les bus de terrain
•Etsurtout, les Réseaux/Bus de Terrain actuels sont très différents dans les plusieurs aspects comme longueur
des câbles, nombre des nœuds supportés, modes et moyens de transmission, le format et le contenu de trames, …
•C’est pourquoi, notrecomparaison sera limité aux Réseaux/Bus de Terrain utilisés dans l’industrie
manufacturièreet intégrés dans nos terminaux distributeurs(VT)
FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
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CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP
Principal constructeur
API
SchneiderElectric, Bosch
Rexroth
FESTO, ABB, Eaton
MitsubishiElectric Rockwell
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SchneiderElectric
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SchneiderElectric,
MitsubishiElectric
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Oui : ProfibusPA
FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
W.GOMOLKA : FESTO France
27/01/2015 16
Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (2.2)
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la spécification
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FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (2.3)
CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP
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vers
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CC-Link-IE Ethernet/IP ProfiNet ProfiNet
Remarques -Contrôleur standard,
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-Trèsbonpour unetransmission
rapidedespetits blocksde données
- Déterministe
- BonpourMotionControl(une
synchro.rapide)
- VersionCAN-FDpermet de
transmettre64 octetsdedonnées
dansune seuletrame
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rapideet déterministe,
-Trèsbonneimmunité
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unetransmissionvia bus
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- Trèsbonnemécanismedu
diagnostic
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Contact
-Réseauuniverselet
déterministe,
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DPV1, DPV2, PA
Autresinformations
FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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  • 1. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 1 2. Seconde Partie (Panorama des Bus de Terrain) Panoramade Busde Terrain - Classification des Busde Terrainet réseauxindustriels - Bus (réseaux) de Capteurs/Actionneurs - Bus deTerrain
  • 2. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 2 Rappel : Classification des Bus de Terrain • Le terme«Bus deTerrain»permet de regroupertous les réseaux decommunication industriels • On peut classer ces réseaux suivant différents critères : - Topologie, protocoles et méthodes d ’accès au médium, - Modes de transmission, vitesse et débit maximales, - Nombre maximum de nœuds sur le réseau, - … • On distingue néanmoins : – Les Réseaux d’Usine :Réseaux Industriels basés sur Ethernet (TCP/IP, Internet) – Les Bus deTerrain (DeviceBus/Field Bus) pour relier l’équipement +/- « intelligent » – Les Bus debas niveau : Capteurs/Actionneurs
  • 3. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France DeviceBus 27/01/2015 3 Rappel :Classification des Busde Terrain Plant/machine supervision/management Complexity of application [sensors&actuators] > 90%Digital > 20%analogue DataPre- processing > 20%closedloop Compact manually operating workspaces Automation Devices/Cells Machine/station oriented Productionlines Robots Automation plants Communication MotionControl FactoryNetwork:EthernetTCP/IP,Internet I/O Bus FieldBus Industrial Ethernet
  • 4. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 4 TERRAIN/MACHINE (Equipement, E/S) fonctions élaborés TERRAIN (Capteur/Actionneur) fonctions simples CELLULE/ LIGNE Bus de Terrain (Contrôle/Coordination) Réseau d’USINE ( Gestion) ( Contrôle Production ) Ouverture vers le monde Gestion événements Lecture/Ecriture E/S Téléchargement (plusieurs octets,mots) Fonctions simples Lecture/Ecriture Capteurs/Actionneurs (bits,octet) Tâches de Ctrl Supervision,Config. Communication (trames, paquets) Gestion, Coordination Messagerie, Routage Transfert Fichiers et Programmes Contrôle Qualité Rappel : Classification des Bus de Terrain
  • 5. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 5 Réseaux/Bus de Terrain : Laproposition FESTO(Valve Terminals) MODBUS/TCP Actor/Sensor(I/O) bus Niveaumachine (device) Signauxdigitaux(seulement) Fieldbus/DeviceBus Signauxanalogiqueset digitaux Niveaumachine/celluledefabrication Industrial Ethernet Communicationrapideetcomplète Touslesniveaux; delamachine jusqu’àlagestion d’usine CPX CTU CTEL
  • 6. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 6 Panoramade Busde Terrain - Classification des Bus deTerrain et réseaux industriels - Busde Capteurs/Actionneurs - Bus de Terrain
  • 7. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 7
  • 8. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 8 HART ( Highway Adressable Remote Transducer)
  • 9. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 9 AS-I (Actuator Sensor Interface)
  • 10. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 10 Panoramade Busde Terrain - Classification des Bus deTerrain et réseaux industriels - Bus deCapteurs/Actionneurs - BusdeTerrain(Présentation/comparaison)
  • 11. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 11 Le choix d’un système Busde Terrain •Actuellement, les Réseaux/Bus de Terrain sont présentsdans pratiquement toutes installations et/ou machinescomplexes •Ils peuvent être - universelles ,utilisables dans n’importe quelle branche industrielle, ou - spécialisés, dédiés àune branche particulière (process, domotique, stations demesures, véhicules,…) •Les Réseaux/Bus deTerrainqui seront présentés ici sont principalement utilisés dans l’industrie manufacturière, etspécialement ceuxqui sont intégrés dans nos terminaux distributeurs (VT)
  • 12. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 12 Le choix d’un système Busde Terrain(2) •Le choix d’un Réseaux/Bus de Terrain est rarement basé sur les critères « 100%» techniques •Enpratique, c’est le choix de l’API qui détermine le type du réseau /bus de terrain utilisé dans l’application d’automatisme •Car, en général, chaque «grand »constructeur de l’APIpropose aussi unetechnologie réseaux/bus deterrain préférée •Ils proposent aussi les outils spécialisés et optimisés (configuration, programmation, diagnostic) qui facilitent la mise en œuvre de«leurs»réseaux avec leurs API’s
  • 13. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 13 Le choix d’un système Busde Terrain(3) Les Réseaux/Bus deTerrain proposés par les constructeurs des API Constructeur API Réseau « favori » Autre réseau supporté Siemens PROFIBUS AS-I,HART,IO-Link Rockwell DeviceNet, ControlNet IO-Link,Sercos Mitsubishi Electric CC-Link ProfibusDP,Interbus,AS-I Schneider Electric Modbus, CANopen, AS-I,Interbus,ProfibusDP,Sercos Phoenix Contact Interbus ProfibusDP Bosch Rexroth CANopen, Sercos AS-I,Profibus Omron CompoNet, DeviceNet Profibus Emerson Fieldbus Foundation, HART ProfibusPA
  • 14. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 14 Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (1) •Leurcomparaison basé sur les critèrestechniques n’estpas facile •Tous les réseaux réalisent les fonctions essentielles, exigées pour assurer unetransmission cyclique,fiable et rapide, des données d’Entrées et deSorties •Certaines fonctions commelediagnostic, gestions des alarmes, échanges acycliques« à la demande »,… ne sont pas supportées par tous les bus de terrain •Etsurtout, les Réseaux/Bus de Terrain actuels sont très différents dans les plusieurs aspects comme longueur des câbles, nombre des nœuds supportés, modes et moyens de transmission, le format et le contenu de trames, … •C’est pourquoi, notrecomparaison sera limité aux Réseaux/Bus de Terrain utilisés dans l’industrie manufacturièreet intégrés dans nos terminaux distributeurs(VT)
  • 15. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 15 Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (2.1) CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP Principal constructeur API SchneiderElectric, Bosch Rexroth FESTO, ABB, Eaton MitsubishiElectric Rockwell Omron, SchneiderElectric PhoenixContact, SchneiderElectric, MitsubishiElectric Siemens, SchneiderElectric, MitsubishiElectric, Topologie Line Line, Star,Tree Line Ring Line Nb Max de nœuds 127 64 64 256 126 Support de transmission (câble) Câble4 fils (shielded,twisted) 1. Câble3 fils 2. Câble5 fils(avec Alim.) 1. Câble5 fils 2. Câbleplat4 fils Câble5 fils, Fibresoptiques Câble2 fils Fibreoptiques Méthode de transmission CAN Bus RS-485 CAN Bus RS-485,fibre optique RS-485,fibre optique, IEC61158-2 Longueur max. (par segment) 100m (500kBs) 1000m (62,5 kBs) 100m (10 MBs) 1200m (156 kBs) 500m (125kBs) Max. 400m entredeux nœuds 100m (12 MBs) 1200m (9,6 kBs) Alim. nœuds via fieldbus 24 V DC (option) 24 V DC (option) Oui, 24 V DC Non NonpourDP Optionpour PA Utilisation ATEX Non Non Non Non Non: ProfibusDP Oui : ProfibusPA
  • 16. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 16 Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (2.2) CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP Connecteurs conseilléspar la spécification Sub-D (9-pin), Open style, 2xM125-pin (M,F) Sub-D(9-pin), Terminalblock Sub-D(9-pin), Open style, 2xM12 5-pin(M,F) 2xSub-D(9-pin),(M,F) Sub-D(9-pin), 2xM12 5-pin(M,F) Connecteursconseillés
  • 17. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 17 Comparaisondes systèmesBusdeTerrain (2.3) CANopen CC-Link DeviceNet InterBus ProfibusDP Migration vers Ethernet Industriel PowerLink EtherCAT Varan CC-Link-IE Ethernet/IP ProfiNet ProfiNet Remarques -Contrôleur standard, - lowcost -Trèsbonpour unetransmission rapidedespetits blocksde données - Déterministe - BonpourMotionControl(une synchro.rapide) - VersionCAN-FDpermet de transmettre64 octetsdedonnées dansune seuletrame - Unetransmissiontrès rapideet déterministe, -Trèsbonneimmunité EMC - Bienimplantéen Asie - Basésurle principeCIPet unetransmissionvia bus CAN, -Déterministe - Unealimentation 24 V DC via le câbleréseauest possible -Trèsrapide, -Auto configuration possible, - Trèsbonnemécanismedu diagnostic En déclin, n’estplus supportépar Phoenix Contact -Réseauuniverselet déterministe, -No1 enEurope -Transmissionrapide - Existeen plusieurs versionsfonctionnelles: DPV1, DPV2, PA Autresinformations
  • 18. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels P2 : Panorama Filedbuses W.GOMOLKA : FESTO France 27/01/2015 18 Fin 2nde Partie (présentation/comparaison BdT)