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Des réseaux automates aux réseaux de terrain

Date de publication : 05-12-2001 10:21:24
www.productique.orgArchivesLettrePI45-2.htm

Des réseaux automates aux réseaux de terrain Face aux besoins de structuration et de performances, évoqués en première page, les offreurs ont élaboré une réponse par palier. - Dans un premier temps, les constructeurs d'automates ont proposé l'interconnexion de leurs systèmes de commande, pour permettre un pilotage réparti et intelligent de processus complexes ou étendus. Ce sont donc les commandes que l'on a rapprochées de la machine et que l'on a fait communiquer avec des protocoles propriétaires pour des systèmes homogènes, Ce sont les réseaux automates de type TELWAY (TELEMECANIQUE), SINEC (SIEMENS), MODBUS (MODICON) ; certains d'entre eux (tel MODBUS) sont devenus de vrais standards de communication et fédèrent des commandes hétérogènes: API, CNC, ROBOT, PC, VME... - Sont apparus aussi les réseaux de cellules, destinés à piloter des processus mettant en ceuvre des entrées/sorties distribuées et des commandes hétéro- gènes (CNC, API, ROBOT, PC, ... ) connectées à un système intelligent qui organise la cellule. BITBUS (INTEL) est le plus représentatif des réseaux de cellules. La procédure de communication utilisée est de type maître/esclaves comme pour MODBUS (MODICON). D'autres réseaux de cellules ont fait leur apparition pour interconnecter des systèmes hétérogènes comme LAC (COMPEX) par exemple qui utilise une procédure de communication de type MULTIMAITRE. - Ce sont aussi les réseaux d'atelier, réseaux de type bureautique et fédérateurs de systèmes intelligents (CAO, FAO, GPAO, SNCC, Robot, API, PC ... ) et de réseaux cellules existants, l'exemple type en est FACTOR (ITMI-APTOR) qui à partir d'ETHERNET, propose des services de messagerie, de base de données et des convertisseurs de protocoles ou des boîtiers d'entrées/sorties réparties pour piloter une cellule ou pour fédérer un ensemble de cellules. - Le besoin de communication des niveaux bas se faisant plus pressant et la réponse homogène des réseaux API étant trop restrictive, c'est alors l'émergence des Réseaux de Terrain. Ce sont des systèmes de communication à la fois proches du processus, en prise directe sur les capteurs et les actionneurs, et à la fois réseau de cellule pour interconnecter des systèmes intelligents (API, SNCC, CN, PC ... ). Ces réseaux conjuguent le temps critique et les services plus élaborés tels que la messagerie industrielle (MMS) ou la base de données temps réel. WorIdFIP ou Profibus sont les références en matière de Réseaux de Terrain. Ce concept est une révolution et une ouverture vers les capteurs et actionneurs intelligents. Bien que la normalisation ait quelque peu perturbé les annonces de produits compatibles, la biblio- thèque de solutions Fipées ou Profibus commence a être bien remplie, - La complexité des Réseaux de Terrain, peu adaptés aux petites applications ou aux automatisations simples et la difficulté de connecter sur le processus les capteurs et les actionneurs "usuels" ont généré un nouveau concept, le réseau capteurs-actionneurs, destiné à connecter des éléments simples (Tout ou Rien, numérique, analogique) mais sans surcoût d'interfaçage et possédant un temps de réponse compatible avec le pilotage de processus. L'objectif est de diminuer le coût de câblage des capteurs et des actionneurs. Il se distingue du Réseau de Terrain en proposant des échanges de données très courts (quelques octets à quelques dizaines d'octets) pour interfacer des systèmes aussi divers que des commandes de moteur, des terminaux d'atelier, des systèmes d'identification, des variateurs, des entrées/sorties déportées, de codeurs, de commandes d'axes... Cette nouvelle approche comporte déjà ses chefs de files CAN, AS-1, LONWORKS,... - Le dernier type de réseau est le réseau d'entrées/sorties déportées, destiné à diminuer les coûts de câblage : ce sont des extensions des E/S d'automates. L'approche est généralement 'constructeur" et donc homogène (FIPIO de TELEMECANIQUE par exemple). * Construire une architecture de communication Face à cette offre importante et foisonnante, la solution n'est pas souvent unique, C'est quelquefois un ensemble de systèmes qu'il va falloir coordonner pour réaliser la fonction demandée. En effet, suivant la complexité du processus à automatiser, les fonctions à réaliser, la coordination de l'application avec l'existant et la répartition géographique des commandes et des machines, c'est une véritable architecture de communication qu'il faut mettre en oeuvre. Mais attention, les réseaux ne sont pas des "legos" que l'on peut empiler sans trop réfléchir pour construire l'application ou intégrer le nouveau processus. Il est nécessaire d'avoir une vision globale, une politique cohérente d'entreprise quant à l'organisation des différents niveaux fonctionnels et aux solutions techniques ou aux choix technologiques mis en oeuvre. Pour une communication cohérente et sûre, il est important de s'appuyer sur les normes, sur les produits normalisés et sur l'homogénéité des solutions. Un Réseau de Terrain ou de capteurs/actionneurs est rarement unique et isolé, il doit communiquer, s'intégrer dans un système de communication existant, et il ne faut pas sous-estimer le problème de l'interconnexion : le passage d'un réseau à l'autre n'est pas toujours évident soit pour des raisons de conversion de protocole, soit pour des raisons de vitesses de transfert, de support, de méthodes d'accès... Une donnée émise est une donnée utile... elle doit être traitée. Il est nécessaire de bien définir les stations communicantes et le parcours de l'information. L'architecture de communication se construit autour d'une réflexion de tous les partenaires : utilisateurs, développeurs, offreurs. C'est le préalable indispensable à la constitution d'un Schéma Directeur d'intégration qui fixe les objectifs en matière d'applications à intégrer (et donc de données à échanger et de fonctions logicielles à mettre en oeuvre) mais aussi en matière de solutions techniques ou technologiques à utiliser. Cette démarche assure la cohérence en définissant l'épine dorsale de l'architecture de communication de l'entreprise, et donne le cadre dans lequel seront intégrées les nouvelles applications.






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