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LICENCE PROFESSIONNELLE M1-3 Composants et Automatismes AUTOMATES ET RESEAUX LO

LICENCE PROFESSIONNELLE M1-3 Composants et Automatismes AUTOMATES ET RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Lycée L.RASCOL 10, Rue de la République BP 218. 81012 ALBI CEDEX Sommaire LA COMMUNICATION Besoins en communications Les "plus" de la communication Le concept CIM Freins à la communication TOPOLOGIE DES RESEAUX LE MODELE O.S.I. Présentation du modèle Médias La couche physique La couche liaison La couche réseau La couche transport La couche session La couche présentation La couche application BUS DE TERRAIN Introduction Avantages du bus de terrain A.S.I. CompoBus/S RESEAU D'ATELIER Introduction Réseau J BUS Réseau PROFIBUS - Réseau MPI - Réseau PROFIBUS DP RESEAU USINE Introduction Réseau ETHERNET BIBLIOGRAPHIE MI-3 Composants et Automatismes Page 1 LA COMMUNICATION BESOINS EN COMMUNICATIONS ENTREPRISE Gestion : Comptabilité Bureau : Documentation, CAO, Développement Production : Maintenance, surveillance, gestion de production Dans l'entreprise des informations circulent et les besoins varient suivant les utilisateurs. MI-3 Composants et Automatismes Page 2 BESOINS DE LA GESTION BESOINS DU BUREAU MI-3 Composants et Automatismes Page 3 BESOINS DE LA PRODUCTION Tous ces matériels industriels doivent en permanence échanger des données entre eux grâce aux RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS MI-3 Composants et Automatismes Page 4 LES "PLUS " DE LA COMMUNICATION % Amélioration de la qualité - Contrôle et suivi permanent de la qualité - Tests en cours de fabrication % Souplesse et évolution des fabrications - Compétitivité des produits - Variété des produits - Volume production augmenté - Flexibilité % Augmentation de la productivité - Optimisation des équipements - Diminution des délais - Diminution des stocks % Pérennité des installations - Raccordement simple de nouvelles unités - Hétérogénéité des équipements - Modularité - Intégration des données MI-3 Composants et Automatismes Page 5 LE CONCEPT CIM CIM: COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING MODELE D’USINE INTEGREE AUJOURD’HUI : Impossibilité d’échanger les données des différents niveaux via un même réseau ! MI-3 Composants et Automatismes Page 6 CLASSEMENT DES RESEAUX EN FONCTION DE LEUR TYPE Réseaux spécifiques : fournisseurs de systèmes de contrôle commande CGE ALSTHOM « Alspa ZS » Réseaux homogènes: Proposés par des constructeurs d’équipements automatisés OMRON « SYSMACWAY » - TELEMECANIQUE « TELWAY » Réseaux hétérogènes : Ils sont indépendants des constructeurs JBUS - MODBUS - COMPOBUS - ETERNET Classement des réseaux en fonction de leur niveau Bus de Terrain Au niveau Capteurs Actionneurs : ASI - CAN - BITBUS - BATIBUS Réseaux d’ateliers de cellules, d’équipements Ouverts vers le monde hétérogène des équipements d’ateliers : JBUS - PROFIBUS - SYSMACWAY Réseaux d’usine Ouverts a la supervision au contrôle commande : ETERNET - MAP - TOKEN RING MI-3 Composants et Automatismes Page 7 FREINS A LA COMMUNICATION DISTANCE ENTRE LES SYSTEMES ET AMBIANCES PARASITEES ASPECTS MECANIQUES DES ELEMNETS DE RACCORDEMENT ASPECTS ELECTRIQUES NATURE ET FORME DES SIGNAUX VOLUME ET DEBIT DES INFORMATIONS TRANSMISES - Instrumentation t < 0,01 S - Synchronisation t < 0,1 S - Connexion inter-équipements t < 1 S - Liaisons hétérogènes à fort flux t > 10 S MI-3 Composants et Automatismes Page 8 HETEROGENEITE EST L'OBSTACLE MAJEUR ASPECTS PHYSIQUES Visibles ou observables par l'utilisateur, ils sont mécaniques ou électriques. ASPECTS LOGIQUES En général ils sont cachés Façon de dialoguer Codage des informations Modes de synchronisation Protocoles de contrôle etc. ....... MI-3 Composants et Automatismes Page 9 TOPOLOGIE DES RESEAUX L'architecture d'un réseau comprend deux composantes: LA TOPOLOGIE : Elle caractérise la configuration des voies de transmission existant entre les différentes stations. LA REPARTITION DES FONCTIONS DU PROTOCOLE : Elle définit si toutes les stations ont les mêmes fonctions ou, si une remplit le rôle de maître tandis que les autres sont des esclaves. L'architecture d'un réseau détermine les caractéristiques suivantes: LA CONNECTIVITE : Possibilité que possède une station de pouvoir établir la liaison " le dialogue" avec d'autres stations (connectivité totale ou partielle). LA DIFFUSION : Possibilité d'émettre, ˆ partir d'une station, un message vers l'ensemble des autres stations. LA RECONFIGURATION : Possibilité d'insérer ou de retirer une station du réseau, la reconfiguration pouvant s'effectuer pendant le fonctionnement ou non du réseau. LA SURETE DE FONCTIONNEMENT : Définit les conséquences de la défaillance d'une voie de transmission ou d'une station sur le fonctionnement du réseau. RESEAU EN ETOILE C'est la station centrale qui gère le réseau. AVANTAGES - Simplicité de gestion. - Mise en œuvre simple si peu de stations. - Synchronisation facile des stations. INCONVENIENTS - Une seule liaison par station. - Reconfiguration délicate. - Pas de connectivité directe. - Problème de sureté de fonctionnement en cas de panne de la station centrale (arrêt total). - Coûteux (station centrale puissante). UTILISATION - Autocommutateurs téléphoniques (PABX) NON NORMALISE MI-3 Composants et Automatismes Page 10 RESEAU EN BUS AVANTAGES - Un seul média (homogénéité du réseau). - Mise en œuvre simple. - Reconfiguration facile. - Moindre coût en ligne et en coupleurs. INCONVENIENTS - Le nombre de stations sera limité en fonction de la longueur du support. - Les conflits d'accès à la voie de transmission vont entraîner des difficultés. UTILISATION - Réseaux Locaux Industriels J BUS - ASI - FIP - ETHERNET RESEAU EN ANNEAU Des voies point à point relient les stations entre elles. Il existe un mécanisme de contournement des stations désactivées. AVANTAGES - La longueur de l'anneau peut être grande. - La technique d'accès est normalisée " PASSAGE DU JETON ". INCONVENIENTS - L'activité des stations limite la vitesse. - Le nombre des stations par anneau est limité. UTILISATION - Réseaux Locaux Industriels CAN - TELWAY - TOKEN RING (IBM) RESEAU EN MAILLE AVANTAGES - On évite les problèmes posés par la défaillance d'une station ou d'une liaison. INCONVENIENTS - Il est nécessaire d'avoir des algorithmes de routage pour choisir le meilleur chemin. UTILISATION - Peu utilisé dans les R.L.I - On le rencontre dans les réseaux publics ou grands réseaux privés (télécommunications). MI-3 Composants et Automatismes Page 11 LE MODELE O.S.I. L'organisme de normalisation internationale I S O (International Standard Organization), a lancé en 1977 les travaux de définition d'un modèle de structuration du protocole pour l'interconnexion des systèmes ouverts, appelé modèle O S I (Open Systems Interconnection). La norme a été adoptée sous le numéro IS 7498 en fin 1979. Elle est acceptée par le CCITT (Comité Consultatif International du Télégraphe et du Téléphone) réf X 200, par L'AFNOR (Association Française de NORmalisation) réf Z 70.001 et par les constructeurs de matériel informatique dont I B M. OBJECTIFS: 1) Proposer une architecture téléinformatique standard. 2) Servir de base pour la coordination du développement de normes d'interconnexion de systèmes hétérogènes. REMARQUE: Le modèle ne spécifie ni les protocoles ni les services des couches fonctionnelles présentées Un système est ouvert si les communications se font conformément à des propositions normalisées. - Architecture selon le modèle OSI, - Respect des protocoles de l'ISO. PRESENTATION DU MODELE Quand deux personnes souhaitent communiquer elles doivent respecter un protocole précis. Il se décompose logiquement en sous ensembles qui répondent chacun à un type de préoccupation Ces sous ensembles sont adjacents deux à deux et constituent chacun une couche du protocole global. MI-3 Composants et Automatismes Page 12 Modèle d'architecture à 7 couches pour l'interconnexion des systèmes ouverts. Chaque couche offre ses services à la couche supérieure et utilise la couche inférieure pour exécuter son travail. MI-3 Composants et Automatismes Page 13 REMARQUES: 1) Cas de la couche 2 Pour les réseaux locaux, l'utilisation des topologies en bus ou en boucle implique une gestion sophistiquée des accès à la voie de transmission. La couche LIAISON comprend deux sous couches. LLC: Logical Link Control (Sous couche de contrôle de la liaison de données) MAC: Médium Accès Control (Sous couche de contrôle d'accès au support) 2) Définition d’une couche Une couche est définie par deux éléments: % Le protocole: Ce sont les règles de dialogue entre les entités communicantes pour les préoccupations affectées à cette couche uniquement. Le dialogue est qualifié d'horizontal. % Le service: Ce sont les règles de dialogue entre la couche considérée et la couche adjacente supérieure sur une même entité. Le dialogue est vertical. MI-3 Composants et Automatismes Page 14 Les protocoles sont fortement dissemblables d'une couche à une autre. En revanche, les services, sans très identiques, peuvent être formalisés de la même façon pour toutes les couches. Quatre types de primitives sont distingués: REQUEST : Demande de service N+1 vers N CONFIRM : Réponse à REQUEST N vers N+1 INDICATION : Transmission de donnée N vers N+1 RESPONSE : Réponse à INDICATION N+1 vers N La figure ci - dessus illustre le principe d'utilisation des primitives. En fonction du service concerné, la présence de RESPONSE ou de CONFIRM est obligatoire ou non. 3) Comment ça marche A l’émission chaque couche rajoute des éléments à l’information, c’est le processus d’encapsulation. Ces éléments seront utilisés à la réception par les couches de même niveau pour restituer les données à l’utilisateur, c’est la désencapsulation. MI-3 Composants et Automatismes Page 15 MEDIAS En raison de l'unité géographique qui caractérise les réseaux locaux, le support des voies de transmission est constitué essentiellement de fils ou de câbles métalliques ou de fibres optiques. PAIRE TORSADEE BLINDEE Elle uploads/Industriel/ automates-et-reseaux-locaux-industriels.pdf