R.L.I. Réseaux Locaux Industriels

Transcription

1 Communication Industrielle - - Jean-Yves BRON 1

2 Les besoins en communication industrielle Des besoins divers Synchronisation des processus Supervision passive/active Contrôle/commande Intégration des processus avec la GPAO et les systèmes d informations de l entreprise Suivi de production Maintenance Qualité Manufacturing Execution System 2

3 Des modèles de communication d entreprise Usine Niveau 3 : Gestion, conception Atelier Niveau 2 : Organisation, préparation Machine - Terrain Niveau 1 : Fabrication Le Computer Integrated Manufacturing Hiérarchisation des besoins et contraintes 3

4 Des besoins et des contraintes différentes Usine Grande taille Temps important Atelier Taille moyenne Temps moyen Machine - Terrain Petite taille Temps faible Deux critères principaux La taille des informations échangées Le temps alloué à la communication 4

5 Les contraintes induites sur les RLI Niveau Usine Les applications (GPAO, CAO, ) échangent des informations dans un environnement de bureau peu parasité données sur les produits, sur les commandes, sur les stocks, sur les clients, sur le personnel,... Le trafic est important Pas d'information de coordination, donc pas de nécessité de respecter des délais stricts 5

6 Les contraintes induites sur les RLI Niveau Atelier Les données échangées à ce niveau sont des fichiers de programmes pour les machines, des ordres de lancement de production, des messages de commandes, des états d'équipements pour le suivi de fabrication, notions de supervision et de MES Les volumes d'informations peuvent être importants Même en cas de trafic élevé, les contraintes temporelles doivent être respectées 6

7 Les contraintes induites sur les RLI Niveau Machine (ou Terrain) A ce niveau communiquent des capteurs et actionneurs plus ou moins "intelligents«des systèmes de commande simples notions d E/S déportées, de Micro API L'aspect temps réel est prioritaire La taille des messages échangés est très faible Le flux est plutôt périodique Les réseaux adaptés à ce niveau sont appelés réseaux de terrain ou "Fieldbus". 7

8 Modèle de communication d entreprise à 4 niveaux 8

9 C.I.M. et évolutions Disparition du tout informatique L informatique au service de l entreprise Réduction des fonctions de pilotage automatique total Trop complexe et difficile à maintenir en état de marche optimal Les contraintes restent celles du C.I.M. Nécessité de moyens de communication adaptés et efficaces 9

10 Moyens de communication adaptés et efficaces Usine Ethernet, Atelier Ethernet, Modbus Plus, Profibus, Unite, Machine - Terrain Ethernet, Modbus, Profibus, Unite, FIP, CAN, ASi, Spécificités liées fortement aux fournisseurs Pas de produit universel (pas de norme unique!) Ethernet semble prendre de plus en plus de place Avec divers protocoles associés (messageries spécifiques) 10

11 Principales topologies Les liaisons point-à-point La liaison RS232c Les liaisons optiques Les liaisons multipoints Topologies des réseaux 11

12 Un modèle de référence L interconnexion de machines hétérogènes Dès les premiers systèmes de communications Recensement concret de l'ensemble des problèmes à résoudre Mise en évidence de la complexité Problèmes matériels (connecteurs, signaux, ) Problèmes logiciels (syntaxe des informations, signification, ) Définition de règles : PROTOCOLES Élaboration d une structure de protocoles élémentaires => MODÈLE OSI <= (1977) 12

13 Modèle OSI Analyses des principales couches Couche 1 : Couche physique Topologie, signaux, supports, connexions, pré-câblage, architecture, Couche 2 : Couche liaison Techniques d accès : limites et contraintes Échange de trames et contrôle des erreurs Couches 3 et 4 : Couche réseau et transport Les protocoles TCP/IP : objet et utilisation industrielle Couches 7 : Couche application Des services pour l utilisateur : échanges de variables, de fichiers, Communication Client/Serveur ou Producteur/consommateur(s) 13

14 Modèle réduit : Type Ethernet Industriel Protocoles 14

15 Modèle réduit pour les réseaux de terrain Protocoles 15

16 Étude de réseaux industriels majeurs Modbus et Modbus+ Unitelway et UNITE WorldFip Profibus CAN ASi Et les autres!!! 16

17 Les réseaux de terrain et la normalisation Caractérisation Capteurs/Actionneurs Capteurs/Actionneurs «intelligents» La normalisation et sa réalité industrielle : Modèle OSI Norme EN Norme IEC

18 Étude de réseaux industriels à base d Ethernet Ethernet industriel ModbusTCP WorldFip ProfiNet Et les autres!!! Concept OPC 18

19 L environnement Windows : influences Banalisation de l accès aux variables (Item) Les réseaux industriels restent avec leurs propres caractéristiques Uniformisation des communications entre les processus répartis Liaisons DDE Serveur OPC ATTENTION AUX PERFORMANCES 19