Formation basique pour nos techniciens. Une présenatation des solutions Bus de Terrain classqiues. Complétée par les présentations détaillées pour HART, AS-I et IO-Link

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
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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,
- 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
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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
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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
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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
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8. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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HART
( Highway Adressable Remote Transducer)

9. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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AS-I
(Actuator Sensor Interface)

10. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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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
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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
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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
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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
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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)

15. FORMATION : Bus de Terrain et les Réseaux Industriels
P2 : Panorama Filedbuses
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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
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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
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Fin 2nde Partie
(présentation/comparaison BdT)