Bus de terrain

IC FELDBUS BESCHNITTEN

Un bus de terrain désigne un système de bus qui relie des capteurs et actionneurs à un PLC pour échanger des informations. Chaque fabricant a développé ses propres mécanismes de communication pour son bus de terrain de façon à ce que les capteurs et actionneurs puissent échanger des informations sans problèmes. La plupart des bus de terrain sont basés sur une architecture maître-esclave.

Avantages de la technologie de bus de terrain :

  • Une plus grande facilité d’installation : moins de câblage, des armoires électriques plus petites et simplifiées

  • Réduction de la recherche d’erreur en cas de panne

  • Un seul câble pour les signaux numériques / binaires et les signaux analogiques

  • Protection contre les interférences par des valeurs analogiques

  • Auto diagnostique du système automatisé – par exemple, en cas de défaillances des capteurs / actionneurs

  • Extension simplifiée ou ajout simplifié de capteurs / d’actionneurs

Normes de protocole de bus de terrain

En fonction des exigences techniques qu’un réseau doit remplir dans son environnement d’applications et des systèmes de bus requis pour y parvenir, LAPP met à votre disposition une grande variété de composants de bus de terrain. Dans ce document, nous analysons les principales normes de protocole et nous examinons notamment un câblage C/A simple qui relie les capteurs et les actionneurs, ainsi que les bus de terrain plus complexes qui établissent une connexion entre des équipements périphériques décentralisés et des appareils de commande.

La gamme de produits LAPP inclut des câbles en cuivre pour tous les systèmes de bus décrits. Des câbles à fibres optiques peuvent également être utilisés. N’hésitez pas à nous contacter pour obtenir un conseil !

PROTOKOLL FELDBUS

Câblage capteur / actionneur

Pour connecter des capteurs et actionneurs conventionnels à des niveaux de réseau supérieur, LAPP met à votre disposition des câbles C/A en cuivre ainsi que divers composants de système de bus.  Tous les produits de la marque LAPP UNITRONIC® parfaitement adaptés à ces applications portent la mention « CAPTEUR » qui garantit une visibilité immédiate.

Interface AS (AS-I)
L‘AS-i (Interface actionneur/capteur) est le seul bus de terrain au monde standardisé pour le niveau de processus inférieur. Ce système de connexion simple relie, avec un seul port et via un seul câble bifilaire, jusqu’à 31 capteurs et actionneurs ou modules AS-i au niveau de commande. Et le câble AS-i est à la fois responsable de l’échange de données et de l’alimentation électrique de ses esclaves. Une longueur de câble de 100 m permet d’atteindre une vitesse de transmission cyclique ≤ 5 ms. La norme industrielle ouverte, indépendante des fabricants permet donc de réaliser un câblage rapide, efficace et à faible coût dans l’automatisation industrielle.

La diffusion et la standardisation de la norme de protocole AS-i est encouragée par l’AS International Association e.V. LAPP est membre de cette association est participe activement au développement de ce dispositif.

Câbles en cuivre et composants conformes à la norme AS-I
Les câbles conformes à la norme AS-i de la marque LAPP UNITRONIC® portent la mention « ASI » pour garantir la visibilité immédiate de leur conformité avec la norme AS-i.

 

 

Câblage réseau plus complexe

PROFIBUSPROFIBUS® (Process Field Bus) est un standard de communication de bus de terrain et l’un des leaders mondiaux en matière de bus de terrain. Il permet un échange de données cycliques entre des appareils du niveau de terrain inférieur (périphériques décentralisés, esclaves) et des unités de commande principales (centrales, maîtres) et est aujourd’hui un protocole de communication important en production, technique de processus et de procédés. Dans le système maître / esclave, on peut utiliser des paires torsadées ou des câbles à fibres optiques.

Son successeur, PROFINET® permet d’atteindre des vitesses plus élevées grâce à sa solution Ethernet.

LAPP est membre de l’association PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO) et participe activement au développement de PROFIBUS®.

On utilise principalement les deux variantes de PROFIBUS® suivantes : 

PROFIBUS® DP
La communication de bus de terrain en technique de production peut être effectuée via un système mono-master ou via un système multi-master, dans lequel plusieurs maîtres se trouvent sur le même bus. À intervalles cycliques, les maîtres lisent les informations d’entrée des esclaves et leur envoient des informations de sortie en retour. Il existe différentes versions du système PROFIBUS®-DP :

  • DP-V0 pour la communication cyclique,
  • DP-V1 pour la communication acyclique,
  • DP-V2 pour la fonctionnalité en temps réel, l’utilisation d’un horodateur, la communication esclave-esclave

PROFIBUS® DP offre un débit de transmission de 12 Mbit/s et regroupe jusqu’à 126 appareils (maîtres et esclaves) dans un seul réseau.

PROFIBUS® PA
Le protocole PROFIBUS® PA est utilisé pour la communication dans l’automatisation des processus. En raison de la puissance limitée, PROFIBUS® PA est particulièrement bien adapté à une application dans les zones explosibles. Son débit de transmission de 31,25 kbit/s permet d’utiliser de grandes longueurs de câbles et garantit une résistance élevée aux interférences électromagnétiques.

Les produits conformes au protocole PROFIBUS® de la marque LAPP UNITRONIC® (câbles) et EPIC Data (connecteurs) incluent dans leur nom la mention « BUS DP » pour PROFIBUS DP et « PA » pour PROFIBUS PA.   

Câbles en cuivre et composants conformes au standard PROFIBUS®-DP

Câbles en cuivre conformes au standard PROFIBUS®-PA


 

CANopen
représente l’ajout d’un profil de communication au système de bus de terrain CAN (Controller Area Network) initialement développé pour l’industrie automobile. CANopen est donc considéré comme une norme de protocole ouverte utilisée dans de nombreux domaines tels que l’automatisation, mais aussi dans le secteur médical, ferroviaire, etc., principalement en Europe.

L’échange de données dans le système CAN de série s’effectue sous forme de télégrammes, cycliques et déclenchés par un événement, et est géré via les deux premières couches du modèle OSI. Les participants au réseau ayant les mêmes droits, transfèrent automatiquement leurs messages au bus avec un débit de transmission pouvant atteindre 1 Mbit/s sur une longueur de câble de 40 m, c’est un échange de données en temps réel.

L’intégration d’une couche applicative dans la couche supérieure du protocole CANopen fournit un profil de communication capable d’accéder aux profils d’appareils et d’applications des catégories d’appareils utilisées dans le réseau, via une interface unique. Le profil de communication détermine ainsi quelles données d’appareils doivent être échangées par quels types d’appareils.

Le protocole CANopen est géré par l’organisation à but non lucratif CiA (CAN in Automation).

Câbles en cuivre et composants conformes à la norme CANopen
Les composants de la marque LAPP UNITRONIC® conformes à la norme CANopen portent la mention « BUS CAN » (câbles et câbles patch) et « CAN » (connecteurs) pour garantir une visibilité immédiate de leur conformité avec la norme CANopen.

CC-Link
CC-Link est le premier standard industriel ouvert au comportement très déterministe utilisé en Asie, dédié à l’échange de données entre les niveaux de commande et de production et existe dans différentes variantes. Dans sa version standard, CC-Link en tant que système de bus de terrain offre un débit de transmission de données de 10 Mbit/s sur une longueur totale de câble de 100 m et la communication en temps réel avec jusqu’à 64 appareils du réseau. La distance de transmission pouvant être étendue jusqu’à 1200 m lorsque la vitesse du réseau est faible, CC-Link est également idéal pour les applications à grande échelle. La structure simple de ce standard est amplement suffisante pour de nombreuses tâches de l’automatisation. Cette technologie de réseau se généralise également en Europe car les produits compatibles avec le standard CC-Link de différents fabricants s’intègrent facilement.

Pour en savoir plus sur la variante de CC-Link basée sur le protocole de réseau Ethernet, consultez le lien CC-Link IE.

CC-Link est standardisé par l’organisation des usagers CLPA (CC-Link Partner Association).

LAPP est membre de la CLPA et participe activement au développement de CC-Link.

Câbles en cuivre et composants conformes au standard CC-Link
Les câbles de la marque LAPP UNITRONIC® conformes au standard CC-Link portent la mention « CC » pour garantir une visibilité immédiate de leur conformité avec le standard CC-Link.