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  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Module

    Rseau de Communication Industrielle

    Licence Professionnelle AII - SARI

    58

    Les Rseaux de Terrain PROFIBUS-DP et AS-i

    Pr. Eddy BAJICIUT Nancy BraboisNancy Universit

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    La Famille PROFIBUS

    Procds Continus

    PROFIBUS-PAIEC 1158-2

    - TlAlimentation Bus - Scurit Intrinsque

    Capteur/Actionneur

    Automatisation Ethernet Industriel

    PROFINETEthernet

    -Ethernet- Windows - DCOM- Client / Serveur

    UniverselArchitecture Rpartie

    Procds Manufacturier

    PROFIBUS-DPRS 485 / FO

    - Rapide- Plug and play- Efficace et Bas cot

    E/S Dportes

    DPV1DPV0

    DPV2

    M/E Cyclique

    + Acyclique+ Sync Temporelle,+ Comm Esc/Esc

    Profils Equipement / Profils Application

    PROFIBUSEN 50170 (1996)

    IEC 61158 (2000) DIN 19245 (1991)

    Automatisation gnrale

    PROFIBUS-FMSRS 485 / FO

    - Varit dapplications- Multi-Matre- Messagerie Objets

    MultiMatre

    59

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Application PROFIBUS La socit Bitburger, brasserie installe Bitburg, Allemagne, gre une installation de stockage constitue de plus de 60 rservoirs dans une architecture rseau PROFIBUS

    60

    Cette application s'appuie sur une architecture rseau trois niveaux :

    Profibus-PA pour l'instrumentation de terrain ;

    Profibus-DP pour le niveau contrle/commande de process ;

    Ethernet pour la supervision de l'installation.

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Diversit des Equipements Communicants de Terrain

    Dmarreur Moteur ASi

    Module 4E/4S ASiPupitre Oprateur ProfibusBouton poussoir ASi

    Sonde Niveau PA

    Dbimtre PA

    Bloc E/S dportes

    analyseurs ABB pH/Redox (ORP)

    Rgulateur Eutotherm PID DP

    Variateur Vitesse Parvex Asyn

    API Schneider

    Contrleur Alpha Mitsubishi

    Barrire IR DP Interrupteurs de scurit commande par cble ASi

    Passerelle AS-i/DeviceNet

    PC

    61

    API Siemens

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Cblage et Technologies de Transmission

    Fibre OptiquePour haute protection EMC et longues

    distances

    RS-485Cble 2-fils Cuivre pour

    usage gnral

    IEC 1158-2 Cble 2-fils cuivre avec option

    tlalimentation et protection Ex

    3 Technologies de Transmission sont disponibles

    LWLFO

    coupleurFO

    coupleur

    62

    DP

    DP

    PA

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Brochage Normalis Sub D 9

    63

    Broche Signal Dsignation 1 Terre Terre de protection blindage2 M24 Masse 24 V 3 Rouge TX+/RX+ (A) Ligne mission/Rception positif4 CNTR-P Signal de contrle pour rpteur5 DGND Masse Donnes 5V 6 VP Signal sortie 5V pour polarisation 7 P24 Signal sortie 24 V 8 Vert TX- /RX- (B) Ligne mission/Rception ngatif9 CNTR-N Signal de contrle pour rpteur

    Connecteur SubD 9 Brochage Normalis RS 485 - 2 fils

    Rouge A (TX+/RX+) Vert B (TX-/RX-)

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Profibus Couche 2 : Mthode

    64

    Bus Jeton entre Stations Matres

    API, PC

    Polling Matre-Esclave avec stations passives

    Bloc E/S, IHM, Variateur,

    +Stations Actives (Matres)

    Stations Passives (esclaves)

    APIAPI PC

    PROFIBUS

    Jeton sur Bus (Token Bus)

    Matre / Esclave

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle 65

    Trame maximum 255 Octets, transmission asynchrone, caractre sur 11 bits : 1 Start, 1 Stop, 8 data Bits, parit paire.

    SYN SD LE SD SA FC FCS EDDALEr DSAP SSAP DU

    Longueur

    DSAP Point d'accs du service de destinationSSAP Point d'accs du service de la sourceDU Donnes (244 octets Maximum)FC Contrle (Requte/Rponse/Acquittement)FCS Clef de contrle (Checksum)ED Dlimiteur de fin (16H)

    SYN Temps de synchronisation (33 Tbits)SD Dlimiteur de dbut de trameLE Longueur de la trame de DA FCSLEr Rptition de la longueur de la trameDA Adresse DestinationSA Adresse Source

    !Le tlgramme de rponse est du mme format que la trame mise ou d'un format court sur un octet d'acquittement selon le type de tlgramme.

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 N+1 N+2

    Sync Time : La transmission de chaque trame est prcde d'une attente de synchronisation gal 33 Temps Bits 1 . (1 Tbit = 83 ns pour 12 MBit/s)

    Trames PROFIBUS DP

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Trames PROFIBUS DP (2) 1) Passage du Jeton

    2) Longueur fixe sans Donnes (FDL Status Req)

    4) Longueur variable avec Donnes (4 249 octets)

    3) Longueur fixe avec Donnes (8 Octets)

    DCH DA SA

    A2H DA SA FC DU FCS 16H

    68H LE LEr 68H DA SA FC DSAP SSAP DU FCS 16H

    10H DA SA FC FCS 16H

    E5H5) Acquittement court

    ACK : pour des requtes en SDA

    NACK : pour des requtes en SRD (No data available)

    DA = Adresse DestinationSA = Adresse source FC = Code Fonction DU = DonnesDSAP = SAP DestinationSSAP = SAP SourceLE = LongueurLEr = Longueur rpteFCS = Checksum (Mod 256 hors dlimiteurs)DCH, 10H, A2H, 68H = Dlimiteur dbut 16H = Dlimiteur de fin

    Trame maximum 255 Octets, transmission asynchrone, caractre sur 11 bits : 1 Start, 1 Stop, 8 data Bits, parit paire.

    66

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Profibus DP-V0 : Echange Cyclique

    67

    temps

    1

    Cycle i+1

    Lorsquun matre DP possde le Jeton, il effectue dans l'ordre :

    Matre DPM5

    Esclave 23 Esclave 3 Esclave 4

    PROFIBUS-DP

    Cycle i PROFIBUS

    Matre DPM5 possde le Jeton

    Service couche 2 de Base Profibus : Echange cyclique des E/S de chaque esclave

    Config.Diag.Esclave

    1/2/3

    ! Configuration/Diagnostic Esclave si Dfaut (tat remont prcdemment)

    ! Polling en Ecriture/lecture des E/S de ses esclaves DP

    RechercheStationmatre

    FDL_Req

    ! Recherche dune autre station matre (FDL_Request)

    Circulation duJeton

    Jeton

    ! Passage du jeton au Matre suivant (Circulation du jeton dans lanneau logique)

    Ecrire les Sorties

    Lire les Entres

    @3 @4 @23

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Profibus DP-V1 : Echange

    68

    temps

    1

    Cycle i+1

    Acyclique

    LectureEcriture

    E/S d'un autre matre

    R/W 3/4/23

    !mme conctionnement que Cycle DP-V0

    Matre DPM5

    Esclave 23 Esclave 3 Esclave 4

    PROFIBUS-DP

    Cycle i PROFIBUS

    Matre DPM5 possde le Jeton

    UN maitre peut lire ou crire dans les esclaves d'un autre matre

    Config.Diag.Esclave

    1/2/3

    RechercheStationmatre

    FDL_Req

    Circulation duJeton

    Jeton

    Ecrire et Lire toutes les E/S

    @3

    Ecrire les SortiesLire les Entres

    @4 @23

    + Accs acyclique sur demande par Programme :! tout module dE/S adressable individuellement!Paramtrage, exploitation, visualisation des alarmes ( alarme dtat, de mise

    jour, de constructeur) des appareils de terrain intelligents

    Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Profibus : un rseau Dterministe

    69

    Temps de Rotation ConsignTTR (Token Target Rotation Time),

    0TTR

    Marge temporelle

    de rtention du jeton

    Temps de Rotationen cours TRR (Token Real

    Rotation Time)

    Fonctionnement rapide et scuris : temps de rotation du jeton dans l'anneau logique est surveill en permanence par chaque station active.

    Chaque station matre mesure le temps de rotation du jeton (intervalle entre deux rceptions de jeton conscutives) TRR (Token Real Rotation Time) et le compare un temps consign TTR (Token Target Rotation Time)

    Le temps restant est utilisable par la station active pour mettre des tlgrammes TRR < TTR

    Mthode hybride : Token Bus + Matre / Esclave fonctionnement dterministe

    Passage Jeton au matre suivant

    Rception Jeton

  • Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

    Temps Cycle Bus DP

    70

    Le matre lit 2 octets d entres et crit 2 octets de sorties par un service SRD (Send and Request Data) dans chaque esclave :

    " 0,5 MBps = 20,5 ms pour 30 esclaves" 1,5 MBps = 8,8 ms pour 30 esclaves" 12 MBps = 2,1 ms pour 30 esclaves

    0

    2,05

    4,10

    6,15

    8,20

    10,25

    12,30

    14,35

    16,40

    18,45

    20,50

    1 5 10 20 30

    2,0

    4,6

    7,7

    14,1

    20,5

    0,92,0

    3,3