Type de communication "Allen Bradley", diffrentes technologies 500 et 5000

SommaireCest Quoi un API.2ConstitutionProgrammationUsageAllen Bradley2Structure de communication industrielle2Exigences pour les rseaux industriels?Topologies des rseaux industrielsMthodes d'accs au rseauComment dcider?Type de Protocole Utilis2Ethernet/IPControlNETDH+DH 485DeviceNetAnnexe2Exemple dapplication EtherNet/IP:Exemple dapplication ControlNetExemple dapplication DH+Exemple dapplication DH-485Exemple dapplication DeviceNet

Cest Quoi un API.Unautomate programmable industriel, ouAPI, est un dispositiflectroniqueprogrammabledestin lacommandedeprocessus industrielspar un traitement squentiel. Il envoie des ordres vers lespractionneurs(partie oprative ouPOct actionneur) partir de donnesdentres (capteurs) (partie commande ouPCct capteur), deconsigneset dunprogramme informatique.Lorsqu'un automate programmable remplit une fonction de scurit, il est alors appelautomate programmable de scuritouAPS.Source: Wikipedia.com

Constitution Des cartes d'entres - sorties (en anglais Input - Output, I/O) numriques (tout ou rien) pour des signaux 2 tats ou analogiquespour des signaux volution continue Cartes d'entres pour brancher descapteurs,boutons poussoirs, etc. Cartes de sorties pour brancher desactionneurs,voyants,vannes, etc. Des modules de communication obissant divers protocolesModbus,Modbus Plus,Profibus,InterBus,DeviceNet,LonWorks,Ethernet,FIPIO,FIPWAY,RS232,RS-485,AS-i,CANopen, pour dialoguer avec d'autres automates, des entres/sorties dportes, des supervisions ou autres interfaces homme-machine (IHM, en anglais Human Machine Interface,HMI), etc. Des modules spcifiques aux mtiers, tels que comptage rapide, pesage, etc. Des modules d'interfacepour la commande de mouvement, dits modules Motion, tels que dmarreurs progressifs,variateurs de vitesse, commande d'axes. Des modules locaux de dialogue homme-machine tels qu'unpupitre(tactile ou avec clavier), un terminal de maintenance, relis l'automate via un rseau industriel propritaire ou non et affichant des messages ou une reprsentation du procd.Source: Wikipedia.com

ProgrammationLes programmes des API sont traits selon un cycle prcis, le plus souvent1:1. diagnostic (auto-test)2. acquisition de toutes les entres (recopie dans une mmoire image)3. traitement du programme4. mise jour des sorties.Le temps d'un cycle d'API varie selon la taille du programme, la complexit des calculs, le nombre d'entres/sorties, la puissance de l'API, et les besoins du procd pilot. Il varie dune quelques dizaines de millisecondes et est protg par unchien de garde, au cas par exemple o l'algorithme excuterait indfiniment une mme boucle de programme.Lecture des capteurs et commande des actionneurs sont raliss par scrutation, la gestion d'interruptions pouvant tre victime d'un effet d'avalanche en cas d'incident. Source: Wikipedia.com

Usage Un API peut grer un ou plusieurs ascenseurs. Un API dot d'un programme simple peut maintenir un niveau de liquide dans un rservoir entre deux niveaux (un mini et un maxi), en ouvrant et fermant unevanne. Un programme lgrement plus complexe pourrait impliquer une mesure de niveau (comme entre) et un contrleur d'coulement (comme rsultat) permettant l'eau de couler un taux command. Un automatismeindustrieltypique pourrait commander plusieurs rservoirs dans un processus tel que letraitement des eaux uses. Chaque rservoir pourrait tre observ pour une varit de conditions telles que: tre ni trop plein ou ni trop vide, avoir lepHdans une certaine fourchette, une temprature adquate.... Un API peut galement piloter un racteur et commander en consquence entres de ractifs, de catalyseurs ou de solvants, sorties de produits, rchauffement ou refroidissement etc. Un API peut piloter un chariot automatique. Source: Wikipedia.com

Allen Bradley

Allen-Bradley est lun des leaders internationaux en construction des automates programmables. La socit a t initialement fonde comme Compression Rheostat Company par le Dr Stanton Allen et Lynde Bradley. Le 20 Fvrier 1995, Rockwell International (maintenant Rockwell Automation) achet Allen-Bradley pour $ 1,651 milliards.Allen Bradley maintenant a plusieurs produits dans le domaine lectrique et automatisme, voil une liste des domaines de production Allen Bradley:

Protection de charge et de circuit Ordinateurs et interface oprateur Surveillance de l'tat des actifs Dispositifs de connexion Variateurs et moteurs Surveillance de la consommation d'nergie Modules d'entre/sortie (E/S) Commande d'clairage Commande de mouvement Commande de moteur Scurit et infrastructure des rseaux Alimentations Automates programmables Relais et temporisateurs Bouton-poussoir et dispositifs de signalisation Composants de scurit Capteurs et interrupteurs Interface de signal LogicielsSource: rockwellautomation.com

Puisque on est intress par lautomate Programmable, AB produit 3 types dautomate programmable: Systmes de contrleur de grande taille Systmes de contrleur Micro et Nano Systmes de contrleur de petite taille

Figure 1: Exemple d'un API Allen Bradley*

Structure de communication industrielle

Exigences pour les rseaux industriels?Un rseau industriel doit tre capable de faire le lien entre diffrents dispositifs intervenant dans un rseau industriel, tel que les API, les Ordinateur, les Dispositif de supervision, les capteurs, et les actionneurs. Il doit aussi tre capable de contrler le rseau en temps rel tout en gardant la haute intgrit des donnes entre le contrleur et les actionneur/capteurs. Le rseau doit aussi donner une grande immunit de bruit pour garder linformation intacte et viter le conflit dinformation.Lun des buts dutiliser les API cest de pouvoir travailler dans des secteurs difficiles alors le rseau doit aussi tre capable de survivre dans ces secteurs difficiles avec le maintien des exigences prcdentes.

Topologies des rseaux industrielsDans lindustrie, il y a plusieurs mthodes pour monter un rseau en voir les deux topologies les plus utilis dans des installations Allen Bradley.

Daisy-ChainDaisy-Chain est un schma de cblage dans lequel plusieurs priphriques sont connects ensemble dans l'ordre ou dans un cycle. Autre que, une seule boucle complte, systmes qui contiennent des boucles internes ne peuvent pas tre appels guirlandes.Daisy-Chain peut tre utiliser pour l'alimentation, les signaux analogiques, les donnes numriques, ou une combinaison de ceux-ci.Daisy-Chain peut se rfrer soit des dispositifs de grande chelle connects en srie, comme une srie de bandes d'alimentation branch dans l'autre pour former une seule longue ligne de bandes, ou pour les configurations de cblage l'intrieur des dispositifs embarqus. D'autres exemples de dispositifs qui peuvent tre utiliss pour former des chanes marguerite sont celles fondes sur USB, FireWire, Thunderbolt et des cbles Ethernet. Source: wikipedia.com

SLCSLCSLCSLC

Trunk-Line / Drop-LineTrunk-Line/Drop-Line est un type de topologie de rseau qui permet la fois le cblage de signal dinformation et la source d'alimentation par le mme cble. La puissance fournie par une source connecte directement au rseau est dcrit comme suit:1. 24V;2. Sortie DC isol de l'entre AC;3. La capacit actuelle compatible avec les quipements installs;4. La longueur totale du rseau varie en fonction de la vitesse de transmission (125,250, 500 Kbps) Source: wikipedia.com

SLCSLCSLCSLCTrunk LineDrop LineDrop LineDrop LineDrop Line

Mthodes d'accs au rseauPassage de jeton (Token Passing)Le passage du jeton est un protocole de communication utilis dans les tlcommunications. Le systme utilise un signal appel un jeton pour limiter lorsqu'un dispositif peut transmettre sur le rseau. Seul le dispositif avec le jeton peut transmettre. Lorsque cet appareil est termin, le jeton est envoy l'appareil suivant. Avec de grandes transmissions, le jeton peut se dplacer la station suivante avant l'mission est termine. Le dispositif doit attendre jusqu' ce qu'il obtienne le jeton de retour avant qu'il puisse continuer envoyer des donnes. Source: wikipedia.comTOKEN

SLCSLCSLCSLC

Matre / Esclave: (Master / Slave)Matre / esclave est un modle de communication o un dispositif ou un processus a le contrle unidirectionnel sur un ou plusieurs autres dispositifs. Dans certains systmes, un matre est choisi parmi un groupe de dispositifs admissibles, avec les autres dispositifs agissant dans le rle d'esclaves.En d'autres termes "La configuration matre / esclave est essentiellement utilis pour des fins de partage de charge lorsque deux moteurs identiques connects deux disques diffrents sont coupls une charge commune". Un lecteur est dfini comme le matre et est configur pour excuter en mode de contrle de vitesse tandis que l'autre dfini comme esclave est configur pour excuter en mode de contrle du couple. Source: wikipedia.com

NetworkController(Master) Reply !(Slave)(Slave) (Slave)(Slave) (Slave)(Slave) (Slave)

Comment decider? Le nombre maximum de dispositifs1. Combien de nuds sont ncessaires pour l'application?2. Combien de nuds devraient tre rserver pour l'expansion future? Longueur maximale du rseau1. Habituellement spcifi comme la distance de cble physique partir du premier nud vers le dernier nud dans le rseau2. Longueur de dpt est la longueur de cble du cble principal au nud Dispositif soutenu1. Automates programmables2. Les dispositifs de programmation3. Interfaces oprateur4. D'autres ordinateurs - PC, stations de travail, Minis, Mainframes ... Temps de rponse Interface de l'application

Type de Protocole UtilisPour communiquer entre les diffrents constitutions dun rseau industriel , il existe plusieurs type de protocoles pour faire ladaptation entre les niveaux dun rseau, ci-dessus on va voir les types des protocoles utilis, et on va commencer du grand niveau au petit:Ethernet/IPLe rseau EtherNet / IP offre une gamme complte de contrle, la configuration, et les services de collecte de donnes en superposant le Common Industriel Protocol sur les protocoles standard utiliss par l'Internet (TCP / IP et UDP). EtherNet / IP utilise le protocole TCP / IP pour la messagerie gnrale / services d'information de change et UDP / IP pour les services de messagerie d'E / S pour les applications de contrle. Cette combinaison de normes bien acceptes fournit la fonctionnalit requise pour soutenir la fois l'change de donnes d'information ainsi que des applications de contrle.Le rseau EtherNet / IP est le plus souvent utilis dans ces types de configurations: comme une solution conomique pour connecter plusieurs ordinateurs comme le meilleur choix lorsque vous souhaitez vous connecter de nombreux appareils que le rseau standard pour la connectivit aux systmes d'entreprise comme l'option la moins chre HMI lorsqu'il est utilis avec PanelView Plus dans une topologie en toile lorsque les nuds sont regroups en troite collaboration Source: rockwellautomation.com

ControlNETControlNet est un rseau de contrle en temps rel qui assure le transport grande vitesse de deux temps critique E / S et de verrouillage de donnes et de messagerie de donnes, y compris upload / download des donnes de programmation et de configuration sur une seule liaison physique. Capacit de transfert de donnes trs efficace du rseau ControlNet amliore considrablement les performances d'E / S et de la communication peer-to-peer dans ne importe quel systme ou une application o il est utilis.ControlNet est trs dterministe et rptable, et ne est pas affect en tant que dispositifs sont connects ou dconnects du rseau. Cela garantit fiable, synchronis et coordonn performances en temps rel.Le rseau ControlNet est le plus souvent utilis dans ces types de configurations en tant que: rseau par dfaut pour la plate-forme ControlLogix substitut / remplacement pour la tlcommande universelle / S rseau (RIO), parce ControlNet gre un grand nombre de points E / S dorsale optique aux rseaux distribus DeviceNet rseau de communication par les pairs rseau grande vitesse I / O Source: rockwellautomation.com

DH+Le rseau Data Highway Plus (DH+) est un rseau local conu pour prendre en charge la messagerie et la programmation distance entre des ordinateurs et des automates pour des applications en ateliers.Caractristiques Rseau local conu pour les applications en atelier Facile mettre en uvre Offre une communication simple entre les PLC, les SLC et les PCSource: rockwellautomation.com

PLC-5DH+SLC-5/04PLC-2, PLC-3PLC-5/250OtherProcessors

DH 485Le rseau local industriel DH485 est conu pour des applications en ateliers et utilise la norme de transmission RS485.Caractristiques Inclut un rseau local conu pour les applications en ateliers Utilise la norme de transmission RS-485 Prend en charge la connexion de 32 dispositifs, dont les automates SLC 500 et MicroLogix 1000, les terminaux graphiques et les ordinateurs personnelsSource: rockwellautomation.com

Link CouplerLink CouplerLink CouplerLink CouplerSLC 5/03SLC 5/02SLC 5/01SLC 500 FixedPICALLEN-BRADLEYDTAM PlusRUNALARMAIC+SLC 5/04

DeviceNetDeviceNet est une solution de gestion de rseau simple, ouverte qui rduit le cot et le temps demander pour cbler et installer des dispositifs d'automatisation industrielle, tout en assurant l'interchangeabilit des composants comme provenant de plusieurs fournisseurs.Bas sur la technologie Controller Area Network (CAN), DeviceNet est une solution rentable pour les appareil industriel bas niveau et un moyen efficace de fournir un accs l'intelligence prsente dans ces dispositifs. Un rseau DeviceNet vous permet de connecter les priphriques directement l'usine contrleurs-de-chausse sans disque-cblage chaque appareil dans un module E / S.Utilisez un rseau DeviceNet pour: rduire le cblage et le cot d'installation rduire le temps de dmarrage rduire considrablement les temps d'arrt et le cot total de proprit l'aide de diagnostics, Auto Remplacement d'appareils, et d'autres caractristiques du temps et de rduction des cots en charge de lapplication standard et de scurit sur le mme fil bnficier d'un rseau ouvert contrler, configurer et collecter des donnes sur un seul rseauSource: rockwellautomation.com

AnnexeExemple dapplication EtherNet/IP:

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Exemple dapplication ControlNetSource: rockwellautomation.com

Exemple dapplication DH+

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Exemple dapplication DH-485Source: rockwellautomation.com

Exemple dapplication DeviceNet

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