Formation Bus de Terrain _Partie 3_ Ethernet Industriel pour Valve Terminals

Les bases d’Ethernet Industriel : solutions pour VT Festo

F-FR/W.Gomolka Réseaux et Bus de Terrain : P3 : Solutions Ethernet Industriel pour VT Festo

Introduction

• Le principal but de cette présentation est de vous montrer qu’est-ce que c’est Ethernet Industriel et comment il fonctionne

F-FR/W.Gomolka Réseaux et Bus de Terrain : P3 : Solutions Ethernet Industriel pour VT Festo 2

c’est Ethernet Industriel et comment il fonctionne

• En parlant de solutions technologiques FESTO pour les Terminaux Distributeurs, nous allons essayer de vous présenter tous les différents types d'Ethernet Industriel proposés sur le marché, y compris SERCOS et POWERLINK

• Nous espérons que cette session vous aidera dans vous contacts avec les clients en vous fournissant plus de connaissances sur ce sujet et en vous aidant à utiliser les termes corrects

Ethernet Industriel et les autres réseaux de communication industrielle

1. Dans le passé, les taches de communication ont été principalement assurées par les Bus de Terrain, différents à chaque niveau de la pyramide C.I.M. (p.ex Ethernet, Profibus, AS-I,…)

2. Suite à l’évolution des moyens de production, l’équipement technologique actuel doit exploiter plus de données et surtout, il doit pouvoir dialoguer directement avec le système de gestion (planification, production, maintenance, qualité, logistique,…)


(planification, production, maintenance, qualité, logistique,…)

3. Et c’est l’Ethernet Industriel qui permet de créer les infrastructures de communication s ’étendent de l’environnement bureautique jusqu’aux machines de production et l’équipement de terrain.

Usine (GFAO, MES,…)

Cellule/Atelier

Ligne

Machine

Capteurs / Actionneurs

Evolution des Bus de Terrain (migration vers Ethernet Industriel)


Source:SERCOS International

Par WG

Pourquoi Ethernet Industriel ?

1. Un seule type du réseau capable de communiquer avec tout l’équipement (du type différent) à chaque niveau de la structure de l’automatisation d’une usine

2. Plus de la bande passante, donc plus de données à échanger, plus vite et en toute sécurité


échanger, plus vite et en toute sécurité

3. Possibilité d'utiliser l’équipement standard : routeurs, commutateurs, concentrateurs, câbles et fibre optique

4. La possibilité de connecter et de configurer le nouveau participant à distance et n’import où (p.ex. via Internet), plus d’interopérabilité

5. Intégration de l’automatisme dans le monde de la gestion (production planning , reporting, logistics)

6. Possibilité d’intégrer les bus de terrain existants dans le réseau global d’entreprise (via passerelles « proxy »)

C’est quoi Ethernet Industriel ?

Ethernet ??

TCP/IP ??� Ethernet Industriel (Industrial Ethernet ,IE) se réfère à

l'utilisation d’Ethernet standard dans un environnement industriel, pour l'automatisation ou le contrôle de processus


HTTP ??

SMTP ??

UDP ??

processus

� Ethernet standard a été défini en 1983 par IEEE (Institute

of Electrical and Electronics Engineers):IEEE 802.3 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) qui n’est pas déterministe

� Mais, Ethernet Industriel se différencie de l’Ethernet « bureautique » par des connexions robustes et l’aspect déterministe de protocoles appliqués

FTP ??

Ethernet standard


Le standard Ethernet

• ETHERNET c’est la spécification d’une technique de transmission de données( conçue au milieu des années 1970), communément employée pour des réseaux locaux.

• Cette spécification a été standardisée en 1983 par IEEE : les normes IEEE 802.xx


• Cette spécification a été standardisée en 1983 par IEEE : les normes IEEE 802.xx

• Important: ETHERNET (IEEE 802.3) sans protocole de communication n’est pas un réseau mais un médium normalisé !!!.

1. IEEE 802.3 : 10 Mbit/s – Ethernet Standard

2. IEEE 802.3u : 100 Mbit/s – Fast Ethernet

3. IEEE 802.3ab : 1 Gbit/s – Gigabit Ethernet

4. IEEE 802.3ae : 10 Gbit/s – 10 Gigabit Ethernet

Le standard Ethernet

• INTERNET est un ensemble de réseaux interconnectés utilisant les mêmes protocoles de communication : TCP/IP.

• Les services les plus utilisés d’INTERNET sont :


• Les services les plus utilisés d’INTERNET sont :• la messagerie (E-mail)• le transfert de fichier (services/protocole FTP)• les serveurs d ’information en ligne (serveurs WEB)

• ETHERNET TCP/IP- un réseaux basé sur la technique de transmission ETHERNET (IEEE 802.xx) et sur la suite de protocoles TCP/IP issues de l ’Internet

APPLICATIONSAPPLICATIONS

Structure de l’Ethernet TCP/IP

Port

Messages d ’application

Couche Application

Couche

Protocoles applicatifs


Ethernet

ou autres

IPIP

TCPTCP UDPUDP

Transceiver (point de connexion) Support

Adresse physique (MAC-ID)

Adresse logique (Adresse IP)

Protocoles de transport Couche Transport

Couche Internet

CoucheAccès Réseau

Protocoles de communication ARP, RIP,…

Les adresses Ethernet : adresse MAC (MAC-ID)

• Chaque contrôleur Ethernet a son propre adresse physique, unique dans le monde, (également appelée l’adresse MAC ou MAC-ID)

• Les adresses MAC-ID sont utilisées dans les trames au niveau d‘Accès Réseau Ethernet

• Si les applications sur le même réseau veulent communiquer via Ethernet, elles doivent utiliser


00 – OE – F0 - 00 - 02 – 08

Les 3 premiers octets sont affectés au constructeur par IEEE.

Les 3 autres sont affectés (individuellement) par le constructeur de l’appareil.

Les adresses MAC « Festo »:00 – OE – F0 – xx – xx – xx

• Si les applications sur le même réseau veulent communiquer via Ethernet, elles doivent utiliser les protocoles du niveau supérieure : IP/TCP/UDP

• Pour communiquer avec d'autres réseaux , il faut utiliser un appareil qui permet d’accéder à ces réseaux (par exemple un routeur) et aussi les protocoles de niveau supérieur .

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Protocoles IP / TCP / UDP

• La protocole de communication IP assure la transmission de paquets IP : (la fragmentation, l’adressage, le routage, la transmission de données)

• Pour réaliser ces fonctions, il exploite les trois paramètres indispensables- L’adresse IP du destinateur- Le masque sous-réseau


- Le masque sous-réseau - l’adresse de la passerelle par défaut

• Le protocole IP encapsule les protocoles de transport TCP / UDP

• UDP : un protocole simple, sans connexion, il permet d’envoyer des messages à une autre application avec un minimum de fonctionnalités et sans garantie d’arrivée au destinataire

• TCP : un protocole « point-à-point » (en connexion), avec toutes les fonctionnalités de communication :(p.ex. ouverture/fermeture de la connexion, contrôle de flux, acquittement des messages, la sécurité, ...)

Le standard Ethernet : l’adressage logique : l’adresse IP

Adresse IP

• Adresse IP est une adresse unique de la station sur le réseau

• Adresse IP est définie par 4 octets (32 bits), en

Ethernet network 1with Router192.168.1.56


• Adresse IP est définie par 4 octets (32 bits), en format Dotted Decimal Notation.

• Chaque octet peut avoir la valeur entre 0 et 255.

• Plusieurs classes d’adressage sont possibles.

Certaines adresses sont réservées; les autres sont ouvertes pour des organisations différentes (10.x.x.x) ou pour l’usage privé (192.168.x.x)

L’adressage IP est souvent complété par

• Netmask : qui permet de déterminer si deux stations se trouvent sur le même sous-réseau ;

• Gateway : l’adresse du routeur.

13

192.168.1.56

Ethernet network 2with Router212.45.33.26

Telephone network(as example)

Ethernet Industriel


Ethernet Industriel,

• Ethernet Industriel se différencie de l’Ethernet « bureautique » par :- des connexions robustes - le déterminisme des protocoles appliqués

• Pour l'utilisation d‘Ethernet dans les installations industrielles

- il faut prendre en compte l'environnement dans lequel l'équipement doit travailler


- il faut prendre en compte l'environnement dans lequel l'équipement doit travailler (la température, l'humidité, les vibrations)

- Les composants utilisés doivent être conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles (IP xx, CEM, résistance mécanique,…)

- Les câbles et les connecteurs doivent être adaptés (RJ-45 IP67; M-12 ,…)

Ethernet Industriel, (oui..mais…)

• Ethernet Industriel se différencie de l’Ethernet « bureautique » par :- des connexions robustes - le déterminisme des protocoles appliqués

• Les mécanismes suivants permettent assurer le déterminisme des applications Ethernet Industriel, y compris pour certaines applications Motion Control :


Industriel, y compris pour certaines applications Motion Control :

• Switched Full-Duplex Ethernet

• Fast Ethernet, ou Gigabit Ethernet,

• Protocole UDP, au lieu de TCP (multicast)

• Prioritisation des trames

• Segmentation via VLAN

• Synchronisation du temps via IEEE 1588 (distributed clock)

Ethernet Industriel : Méthodes d’Implémentation

Transport Layer

Application Layer

TCP UDP

MODBUS/ TCP

EasyIP

TCP UDP

Real TimeExtension

RealTime

RealTime

Protocol

Fieldbus Application


Physical Layer

Internet Layer

Ethernet

IP/ARP/ICMP

ModifiedEthernet

Ethernet

IP/ARP/ICMP

Ethernet

TimeProtocol Protocol

« Modified Ethernet »

PROFINET IRT

EtherCat

Sercos III

SynqNet

« On TCP/IP »

Ethernet/IP,

Modbus TCP,

PROFINET CBA,

IEC61850

Ethernet TCP/IP,

Modbus TCP,

EasyIP,

Proto-à-Coco,…

IEEE IEEE 1588 (1588 (DistributedDistributed clockclock))

Common Ethernet cableCommon Ethernet cable

« On Top Ethernet »

EPL (Power Link)

PROFINET RT

CC-Link IE,

HSE

�- - - - - - - Classe A - - - - - - � Classe B Classe C

Ethernet Industriel : Méthodes d’Implémentation

Pro

pri

éta

ire

3,4

OS

I

PROFINET IRT

EtherCat

Sercos III

EPL (Ethernet Power Link)

CC-Link IE,

HSE,

• PROFINET, EtherCat et SECROS III sont des solutions 100% propriétaires (contrôleur Ethernet, pile de protocoles) avec une transmission cyclique de trames

• Ethernet Power Link, CC-Link IE et HSE sont basées sur le contrôleur Ethernet standards mais les piles de protocoles sont propriétaires;


Contrôleur Ethernet

Propriétaire Standard

Pro

pri

éta

ire

S

tan

da

rd

Pro

toco

les

: C

ou

che

s 3

,4 O

SI

Sercos III

SynqNetP-Net

Ethernet/IP,

MODBUS TCP,

EasyIP Festo

JetSync, Vnet/IP,

IEC61850

mais les piles de protocoles sont propriétaires; transmission cyclique contrôlée de trames

• Ethernet/IP et MODBUS sont à 100% basés sur Ethernet Standard (contrôleur Ethernet , pile de protocoles);

• CC-Link IE est basé sur Gigabit Ethernet, tandis que toutes les autres sont basées sur FAST Ethernet (100 Mbit/s)

• Mais, seulement pour Ethernet/IP et MODBUS TCP on pourrait aussi envisager une transition facile vers le Gigabit Ethernet (contrôleurs std, switches)

A

B C

Ethernet Industriel et le monde IT : Protocoles possibles

Application Layer

User Application

HTTP SMTP FTP TELNET

WWW EmailFile

Transfer

MODBUS/ TCP

Message

RealTime

ExtensionEasyIP


TFTP SNTP DNSBOOTP/DHCP

FileTransfer

TimeSync

SNMP

Network Configuration



Physical Layer

Internet Layer

Transport Layer

Ethernet

HTTP: Hyper Text Transfer Protocol

SMTP: Simple Mail Transfer Protocol

DNS: Domain Name Server

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol

TFTP: Trivial File Transfer Protocol

IP: Internet Protocol

ARP: Address Resolution Protocol

TCP: Transmission Control Protocol

BOOTP: Bootstrap Protocol

ICMP: Internet Control Message Protocol

UDP: User Datagram Protocol

SNTP: Simple Network Time Protocol

CI: Command Interpreter

EasyIP: Easy Internet Protocol

MODBUS/TCP: Modbus over TCP

FTP: File Transfer Protocol

SNMP: Simple Network Management

IP / ARP / ICMP

TCP UDP

ModifiedEthernet

Fieldbus

RealTime

Protocol

FieldbusProtocol

The World Market for Industrial Ethernet – 2013: Protocols


Ethernet IndustrielLes solutions Ethernet Industriel pour VT Festo


Solutions VT Festo pour Ethernet Industriel

Protocoles supportés par CPX



CTEL avec l’interface I-port/IO-Link (et CP-I)


CTEL-Master CPX

Les nœuds CTEU pour une connexion directe d‘un VT à un réseau/bus de terrain :

CTEU AS-InterfaceCTEU- EtherCATCTEU- COCTEU- Device Net



MPA-L

CTEL-Master CPX

VTUB-12

CPV

CTEL- input module

CTEU- Device NetCTEU- ProfibusCTEU-CC-LINK

Important : Nouvelle plateforme Ethernet Industriel pour CPX

Une nouvelle plateforme commune (hardware et software)

pour les nœuds de communication CPX ;

La solution qui permet :- d’implémenter facilement les différentes versions (5) d’Ethernet Industriel

- d’avoir des caractéristiques communes pour les nœuds CPX


Ne concerne pas

les solutions existantes

- d’avoir des caractéristiques communes pour les nœuds CPX

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La plateforme commune EI pour CPX: le Switch intégré

Intégration d’un switch 3 Ports Ethernet :Intégration d’un switch 3 Ports Ethernet :

� Un port interne et deux ports externes � Fast Ethernet : une transmission 100MBit/s Full-Duplex


pas

� Fast Ethernet : une transmission 100MBit/s Full-Duplex� La possibilité de réaliser des structures linéaires et du

type « Daisy-Chaine » pour Ethernet � Une réduction importante de coûts d’infrastructure – pas

besoin des switches supplémentaires� Les connecteurs standard industriel : M12-4 D coded

26

L’avantage d’un switch intégré : les Topologies Flexible Ethernet

Star Tree Line (bus) Line (on-the-flyprocessing)

Ring


EtherNet/IPModbus TCPPROFINETPowerlink



EtherCATSercos

SercosEtherCATEtherNet/IPPROFINET

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La plateforme commune EI pour CPX: le WEBServer intégré

� Le WebServer est accessible pour l’ensembles de navigateurs web (p.ex. Internet Explorer, MozillaFirefox,…) via l’adresse IP du terminal CPX

� Le WebServer est accessible pour l’ensembles de navigateurs web (p.ex. Internet Explorer, MozillaFirefox,…) via l’adresse IP du terminal CPX


terminal CPX

� La page d’accueil montre l’aperçu du CPX et sa configuration : les types de modules CPX, le nombre d’octets E/S et l’info diagnostic de chaque module.

� La page Device Info affiche l’information détaillée de chaque module.

� La page Diagnosis donne accès aux données diagnostiques du CPX (p.ex. historique des erreurs)

terminal CPX

� La page d’accueil montre l’aperçu du CPX et sa configuration : les types de modules CPX, le nombre d’octets E/S et l’info diagnostic de chaque module.

� La page Device Info affiche l’information détaillée de chaque module.

� La page Diagnosis donne accès aux données diagnostiques du CPX (p.ex. historique des erreurs)

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La plateforme commune EI pour CPX: la compatibilité CPX-FMT


� La connexion CPX-FMT est facilement réalisée directement via Ethernet – sans adaptateurs !

� CPX-FMT facilite la configuration pour Powerlink, Profinet et EtherNet/IP : les fonctions d’exportations des données vers le software spécialisé (RSLogix , Siemens & Automation Studio)

� La connexion CPX-FMT est facilement réalisée directement via Ethernet – sans adaptateurs !

� CPX-FMT facilite la configuration pour Powerlink, Profinet et EtherNet/IP : les fonctions d’exportations des données vers le software spécialisé (RSLogix , Siemens & Automation Studio)

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La plateforme commune EI pour CPX : support pour Festo Field Device Tool

Network scanning


Network scanning

Selection function of one or more devices √√

Single / Parallel update

� Identification facile du réseau : une simple scrutation (scanning) des nœuds connectés� Visualisation graphique : une sélection d’un nœud « à traiter » : un click sur son symbole graphique ou

sur une liste d’équipement connecté� Information détaillée pour chaque participant : p.ex. No série, No de release,…� Un traitement simultané (parallel update) de plusieurs option communes pour les participants

sélectionnés (la demande AMI) : une réduction du temps de traitement ou des mises à jour

La plateforme commune EI pour CPX : DIL-Switch 1, Operation Mode

Avec DIL-Switch 1.1, on peut sélectionner le mode du fonctionnement du CPX (comme pour FieldBus)

Par default c’est le mode Remote I/O où toutes les fonctions CPX sont contrôlées via réseau.

En mode Remote Controller, les fonctions du CPX sont contrôlées par le nœud API CPX-CEC.

Le nœud CPX-CEC peut alors transmettre ces donnée vers un niveau plus haut (p.ex. SCADA).

En mode Remote Controller, l’utilisation d’un CPX-CEC ou CPX-FEC devient obligatoire !

Avec DIL-Switch 1.1, on peut sélectionner le mode du fonctionnement du CPX (comme pour FieldBus)

Par default c’est le mode Remote I/O où toutes les fonctions CPX sont contrôlées via réseau.

En mode Remote Controller, les fonctions du CPX sont contrôlées par le nœud API CPX-CEC.

Le nœud CPX-CEC peut alors transmettre ces donnée vers un niveau plus haut (p.ex. SCADA).

En mode Remote Controller, l’utilisation d’un CPX-CEC ou CPX-FEC devient obligatoire !


En mode Remote Controller, l’utilisation d’un CPX-CEC ou CPX-FEC devient obligatoire !En mode Remote Controller, l’utilisation d’un CPX-CEC ou CPX-FEC devient obligatoire !

La plateforme commune EI pour CPX : DIL-Switch 2, Diagnostic Mode

Fonction connue (et héritée) pour tous nœuds de communication CPX (fieldbus nodes)

Permet d’intégrer les données diagnostique dans les données E/S d’échange cyclique sur réseau.

Peut être utile quand le PLC (ou le protocole) ne support pas les autres mécanismes du diagnostic.

Fonction connue (et héritée) pour tous nœuds de communication CPX (fieldbus nodes)

Permet d’intégrer les données diagnostique dans les données E/S d’échange cyclique sur réseau.

Peut être utile quand le PLC (ou le protocole) ne support pas les autres mécanismes du diagnostic.


MODBUS/TCP

VT Festo et la communication industrielle

CPX-FEC : Modbus TCPCPX-FB32/36 : EthernetIP,Modbus TCPCPX-FB33/34/35 : ProfiNetCPX-FB37/38 : EtherCAT


CTEU- EtherCAT

CTEU- COCTEU- Device NetCTEU- ProfibusCTEU-CC-LINK

CTEU AS-Interface

MODBUS/TCP CPX-FB37/38 : EtherCATCPX-FB39 : Sercos IIICPX-FB40 : PowerLink

CPX-FB6 : INTERBUSCPX-FB11 : DeviceNetCPX-FB13 : Profibus DPCPX-FB14 : CANopenCPX-FB23-24 : CC-Link

Quelques informations sur chaque protocole


ProfiNet


CPX Festo : Nœud de communication ProfiNet : CPX-FB33

Nœud pour l'environnement Profinet avec le protocole PROFINET RT

1. Connexion du terminal CPX (et CPI/IO-link/I-port) sur le réseau ProfiNet

2 x M12-4 D-coded


2. Connecteurs réseau : 2 x M12-4 D-coded

3. Intégration facile tdans les architectures réseaux avec API Siemens et Phoenix Contact

4. Mode de fonctionnement Remote I/O o(par défaut) ou Remote Controller (en configuration avec CPX-CEC )

5. Technologie IT (TCP/IP) embarquée :- WebServer (pour visualisation, diagnostic)- Accès « en ligne » pour les outils software Festo (FMT/FFT)

- la messagerie (e-Mail)

Applications : le marché (générique) d’automatisme

CPX Festo : Nœud de communication ProfiNet : CPX-FB34/35

Caractéristiques techniques comme FB33 (excepté le connectique)

• Standards Ethernet supportés:

- 100 Base TX (FB34),


- 100 Base TX (FB34),

- 100 Base FX (FB35)

• La connectique supportée par CPX-34/35 :

- FB34 : 2x RJ45 CU (principe Push-Pull, conformité AIDA)

- FB35 : 2x SCRJ Fibre Optique (Push-Pull, conformité AIDA)

Marché : Automobile (Automotive Companies)

CPX-FB33/34/35 : Applications/Marché

� PROFINET est un réseau généraliste, utilisable

dans une large gamme des applications.

� Version « Metal » pour AMI


� Version « Metal » pour AMI

� La mémoire amovible sur CPX FB33/34/35 permet un remplacement rapide et simple des nœuds CPX sans console de programmation

- Pas besoin de reconfigurer la pièce de rechange

- L’échange ne nécessite pas le personnel qualifié

- Réduction des temps d’arrêt

38

CPX-FB33/34/35 : Compétition

PROFINET est l’un de protocoles le plus utilisés dans l’Ethernet Industriel.

Par conséquence, plusieurs systèmes I/O et VT sont disponible pour ce réseau.

Le concurrents principaux sont:

� SMC


� SMC

� Toute la gamme de terminaux distributeurs

� EX600 comme le concurrent direct de CPX

� Siemens

� ET200S

� Parker

� En combinaison avec le système BL-67 de chez Turck

� Numatics

� La famille des VT G2 et G3

� Bosch Rexroth

� Toute la gamme de terminaux distributeurs

� Concurrent direct : AV-03 avec E/S intégrées

39

EtherNet/IP : Ethernet Industrial Protocol


Festo CPX-FB36 : le nœud EtherNet/IP

FB36 Les donnés essentielles :

• 2 ports Ethernet avec le Switch intégré

• Le support de DLR – Device Level Ring

• Le fonctionnalité Quick-Connect

Très performant (RPI 1ms)


• Très performant (RPI 1ms) (Request Packet Interval)

• Les formats de donnés SINT/ UINT pour I/O Connection

• Les objets CIP et le mapping I/O les mêmes que CPX-FB32

• Le support du protocole Modbus TCP (optionnel)

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Ancienne génération : CPX-FB32

CPX-FB36 : Topologie Anneau (ring) : DLR

• CPX-FB36 intègre un switch 2 ports

Il peut être alors, directement intégré dans une structure Anneau d’EtherNet/IP.

• Le switch de CPX-FB36 supporte les fonctionnalités IEEE1588 (clock), QoS et IGMP


fonctionnalités IEEE1588 (clock), QoS et IGMP nécessaires pour la fonctionnalité DLR

• CPX-FB36 fonctionne comme un « Ring-Node » dans un anneau DLR

• La fonctionnalité DLR augmente la fiabilité d’un réseau EtherNet/IP et permet d’éviter les arrêts d’installation en cas d’une perte d’une connexion

• Le temps de commutation DLR (Network Recovery Times) est < à 3ms pour le réseau avec 50 nœuds

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EtherNet/IP QuickConnect

Une connexion rapide “Quick Connect”

� Dans les lignes actuelles de montage robotisé (p.ex. automobile( AMI) on a besoin d’outils interchangeables

• Le changement et le démarrage d’équipement doit être aussi rapide que


• Le changement et le démarrage d’équipement doit être aussi rapide que possible pour avoir des cycles de production courts

� La fonction « Quick Connect » sur EtherNet/IP permet de réduire le temps du démmarage et de connexion d’environ 5s à 350ms.

� Pour assurer cette fonctionnalité sur CPX-FB36:

� Il faut un hardware et une fonctionnalité software spécifique pour un nœud EtherNet/IP

� Il faut gérer le conflit de la détection de l’adresse lors du démarrage

� Supprimer la fonction « Test LED” lors du démarrage

� Utiliser l’adressage IP Fixe seulement (non DHCP)

� Désactiver les fonctions de l’auto négociation Ethernet

� Une fonctionnalité spéciale pour le démarrage de connexion avec le scanner de EtherNet/IP

Applications type

� EtherNet/IP est un réseau généralisé et peut être utilisé dans (pratiquement) toutes applications d’automatisme

� Il faut seulement prendre en compte quelques précautions pour des application :

- Motion Control (temps cycle, synchronisme,..)


- Process Automations (les environnements ATEX)

� CPX-FB36 est bien adapté surtout pour:

� AMI avec la fonctionnalité Quick-Connect

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Situation du Marché : Concurrence

EtherNet / IP est l'un des protocoles les plus utilisés dans l’Industrie.

Presque tous les concurrents proposent les terminaux de distributeurs et les E/S compatible EtherNet/IP.

Les principaux concurrents sont :


� SMC

� Tous les terminaux de distributeurs avec BdT

� EX600 as CPX competition

� Rockwell / Allen Bradley

� Modules E/S en IP20 et IP65

� Parker

� En combinaison avec des Modules E/S : Turck (BL-67) ou Allen Bradley

� Numatics

� VT de la famille G2 et G3

� Bosch Rexroth

� Tous les terminaux de distributeurs avec BdT

� Les nouveaux terminaux avec E/S intégrées : AV-03

CPX-FB36 et Modbus TCP

Le nœud CPX-FB36 support aussi le protocole Modbus TCP

Pour activer la fonctionnalité Modbus TCP il faut commuter le DIL1.2 sur « ON ».


46

L’implémentation (le mapping E/S) est la même que sur le CPX-FEC (Remote I/O).

Mais les fonctions suivantes sont les mêmes pour les deux protocoles :

• L’adressage IP

• Mode Diagnostic (Status Bits / STI)

• Paramètres « System » du CPX

• WEBserver embarqué

• Intégration d’un Switch 2 portsEtherNet/IP et Modbus TCP ne doivent pas être utilisés ensemble, puisque cela peut entraîner un comportement imprévisible lorsqu'une même sortie est contrôlée par les deux protocoles.

CPX-FB32/36 Migration


� Le CPX-FB36 remplacera l’ancien CPX-FB32

� Pour la même tarif , le CPX-FB36 offre plus de fonctionnalités. Plus spécialement un Switch intégré , QuickConnect et DLR

� Le CPX-FB36 résout quelques difficultés rencontrées avec le FB32

� Pour la fonctionnalité basique (CIP Objects, I/O Mapping), la compatibilité est complète.

� Il n’est pas prévu de phase out pour le CPX-FB32 pour l’instant. A voir l’évaluation sur le marché du CPX-FB36

Comparison entre le CPX-FB32 et le nouveau CPX-FB36


CPX-FB32 EtherNet/IP�EtherNet/IP Product code 0x32CA�1 Port Ethernet�No DLR�No Quickconnect�Minimum RPI : 10ms�I/O-Connections only in SINT format

CPX-FB36 EtherNet/IP 2-Port�EtherNet/IP Product code 0x36CA�2 Ethernet Ports with integrated Switch�Supports DLR – Device Level Ring�Supports Quickconnect� Increased network performance (minimum RPI 1ms)� I/O Connection in SINT or UINT format�Standard CIP Objects and I/O-Mapping idem CPX-FB32�Optional Modbus/TCP support


Festo CPX-FB37 : nouveau nœud EtherCAT

Fonctions:

� Protocole Ethernet Industriel : EtherCAT

� Interface Ethernet : 2 ports x M12 D-coded, 100MBit/s

� Interface diagnostic pour CPX-MMI (Handheld)

Fonctions:

� Protocole Ethernet Industriel : EtherCAT

� Interface Ethernet : 2 ports x M12 D-coded, 100MBit/s




� 8 LEDs Diagnostic (CPX- et EtherCAT)

� IP65/67

� Fichier .ESI (EtherCAT Device Description) avec fonctionnalité MDP (Modular Device Profile)

� WEVserver (seulement via EoE)

� DIL-Switches pour l’adressage EtherCAT (adresse 1..255)

� DIL-Switches pour activer/désactiver MDP


� 8 LEDs Diagnostic (CPX- et EtherCAT)

� IP65/67

� Fichier .ESI (EtherCAT Device Description) avec fonctionnalité MDP (Modular Device Profile)

� WEVserver (seulement via EoE)

� DIL-Switches pour l’adressage EtherCAT (adresse 1..255)

� DIL-Switches pour activer/désactiver MDP

EtherCAT: CPX-FB37 Modular Device Profile (MDP)

Sans MDP, il faut mettre un seul élément où toutes les E/S sont déclarées

Avec MDP, chaque Module possède les champs séparés


possède les champs séparés

Bénéfice de MDP

� Configuration Modulaire de CPX – sa présentation dans TwinCAT correspond à sa configuration physique.

� Les E/S sont « mappées » et leur affectation est plus fléxible

Bénéfice de MDP

� Configuration Modulaire de CPX – sa présentation dans TwinCAT correspond à sa configuration physique.

� Les E/S sont « mappées » et leur affectation est plus fléxible

EtherCAT: CPX-FB37 Modular Device Profile : les paramètres

Sans MDP ( le cas de CPX-FB38) Avec MDP (CPX-FB37)


Bits et octets génériques, sans description

Tous les paramètres correspond au module déclaré

EtherCAT: CPX-FB38 vs. CPX-FB37

Features CPX-FB 38serie R06

CPX-FB38New serie R07 (AE169172)released

CPX-EtherCAT (FB37)New Serie R01 Planned Q1/2014

Hardware Infineon C161PI / ET1100 ASIC

Infineon C161PI / ET1100 ASIC Freescale I.MX25 / XILINX Spartan 6


ET1100 ASIC Spartan 6

DIL switches no no yes

Fixed konfiguration yes yes yes

Diagnosis over CoE no yes yes

Parametrization over CoE no yes (20 modules) yes

Modular Device Profile no no yes

FoE (File over EC) no no yes

EoE (Ethernet over EC) no no yes

DC (Distributed Clocks) no no yes

EtherCAT: Coexistence du CPX-FB38 et du CPX-FB37

� Les 2 modules EtherCAT coexisteront. Le phase-out du CPX-FB38 n’est pas prévu.

� Compatibilité:

� Les connections sont différentes. “in” est au dessus, “out” est en bas du module.

� Pour remplacer CPX-FB38 par le CPX-FB37, il faut désactiver MDP (DIL-Switch en position “fixed configuration”)


“fixed configuration”)

� Si un CPX-FB37 avec MDP est remplacé par un CPX-FB38, il faut spécifier ceci dans le software de configuration. Le paramétrage précédent sera alors perdu!

Le prix suit les fonctionnalités! CPX-FB38: Price attractif, moins de fonctionsCPX-FB37: Prix plus élévé, plus de fonctions

Valve Terminals:

� Multipin box (e.g. from B&R)

� SMC

� EX260

� EX600-SEC

Valve Terminals:

� Multipin box (e.g. from B&R)

� SMC

� EX260

� EX600-SEC

EtherCAT: Competition


Remote I/O:

� Beckhoff propôse des E/S déportées en IP20 et IP65/67.

� Puisque Beckhoff utilise EtherCAT aussi comme le bus de communication, toute les fonctionnalités d’ EtherCAT sont très bien intégrées

Remote I/O:

� Beckhoff propôse des E/S déportées en IP20 et IP65/67.

� Puisque Beckhoff utilise EtherCAT aussi comme le bus de communication, toute les fonctionnalités d’ EtherCAT sont très bien intégrées

� EX600-SEC

� Bosch-Rexroth:

� AES Fieldbus-Module

� Disponible aussi pour AV-03

� EX600-SEC

� Bosch-Rexroth:

� AES Fieldbus-Module

� Disponible aussi pour AV-03

Le CPX-FB37 a un concept de diagnostique meilleur que celui de SMC

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Aperçu du CPX-FB39

FB39 Essentiels

� Protocole Ethernet Protocol: sercos

� Interface Ethernet : 2 x M12 D-coded, Fast Ethernet

� Compatibilité : CPX-MMI, CPX-FMT, FFT

8 LEDs pour le diagnostic CPX- et sercos

FB39 Essentiels

� Protocole Ethernet Protocol: sercos

� Interface Ethernet : 2 x M12 D-coded, Fast Ethernet

� Compatibilité : CPX-MMI, CPX-FMT, FFT

8 LEDs pour le diagnostic CPX- et sercos


� 8 LEDs pour le diagnostic CPX- et sercos

� Support e profile sercos : FSP_IO

� 8 LEDs pour le diagnostic CPX- et sercos

� Support e profile sercos : FSP_IO

Mise en œuvre : l’adressage Sercos

Le protocole sercos propose 2 différent types d’adressage :

1. Topology Address qui décrit la position du nœud dans le anneau (ring) sercos. Cette adresse peut être changée uniquement en cas du changement de la position du noeud.

2. Sercos Address est l’unique ID du nœud qui peut être assigné par l’utilisateur


Le sercos Address peut être fixée soit via paramètre sercos IDN (S-0-1040) ou avec le DIL-Switch 3.

Le switch DIL-3 permet affecter l’adresse entre 1 et 255.

Si le DIL-3 est positionné à « all off » (Value = 0), l’adresse sercos peut être affecté via l’objet IDN S-0-1040.

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affecté via S-0-1040

Fixé à 38

FSP CPX-FB39 Sercos : Function Specific Profile

Le CPX-FB39 supporte FSP_IO (Function Specific Profile IO )

� En fonction de sa configuration, les modules CPX seront « mappés » selon différente groupes : IO-Function Groups:

IO Funktionsgruppe Name


� Les Classes supportées

� IO_Basic

� IO_Diagnostic

� IO_OpMon

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S-0-1500.SI.0 Bus Coupler

S-0-1502.SI.0 Digital Output

S-0-1503.SI.0 Digital Input

S-0-1504.SI.0 Analog Output

S-0-1505.SI.0 Analog Input

S-0-1507.SI.0 Complex Protocol

S-0-1508.SI.0 Sub bus Master

S-0-1516.SI.0 Passive

Sercos: Intégration du CPX via SDDML

•Le standard sercos spécifie un outil de la description d’équipement : SDDML (Sercos Device Description Markup Language).

•Cet outil basé sur XML permet de supporter l’équipement modulaire E/S comme CPX.

•Mais le CPX peut être aussi configuré avec les outils software de différents constructeurs.


•Mais le CPX peut être aussi configuré avec les outils software de différents constructeurs.

•La configuration CPX peut être facilement étendue car chaque module de CPX doit posseder son propre fichier SDDML.

•Le fichier SDDML pourra être téléchargé sur le Festo Support Portal dès que le CPX-FB39 sera disponible http://ww.festo.com/sp/cpx

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Sercos: Concurrence

Il existe une solution « Valve-Terminals » pour sercos :

�Bosch Rexroth – BDC Fieldbus-System qui intégre la plupart de VT Bosch Rexrothcomme HF-02/03/04, CD01/02.

le nouveau système AV-03 est un concurrent sérieux pour MPA/MPA-L

Beaucoup d’utilisateurs utilisent les sorties déportés Sercos avec les VT multipôles.


Beaucoup d’utilisateurs utilisent les sorties déportés Sercos avec les VT multipôles.

P.ex.

� Phoenix Contact (FieldLine, Axioline)

� B&R (X20)

� Schneider Electric (Brand labled B&R X20 System)

� Wago (Speedway IP65)

CPX-MPA et CPX-MPA-L correspond parfaitement aux applications demandées. Mais sont quand même assez cher pour des utilisateurs qui cherchent jouer sur des prix.

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Sercos est une technologie chèreDonc, l’utilisation du CPX n’affecte pas trop

les coûts générales de l’application!

The End


Engineering

Formation Bus de Terrain _Partie 3_ Ethernet Industriel pour Valve Terminals