Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Eddy BAJIC : Professeur à l’université Henri-Poincaré, Nancy
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Bruno BOUARD : Responsable produits automatisation répartie, SIEMENS Automation & Drives
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le réseau Profibus est un réseau de terrain qui se décline au travers de trois variantes appelées Profibus-FMS (Fieldbus Message Specification), Profibus-DP (Decentralised Peripheral) et Profibus-PA (Process Automation), destinées à couvrir les différents besoins en communication industrielle dans les automatismes, depuis le niveau capteur-actionneur jusqu’au niveau de contrôle-commande et de supervision de process.
Ce réseau a d’abord été normalisé en Allemagne (DIN 19245), puis au niveau européen (EN 50170) en 1996, et finalement reconnu et cité parmi les réseaux de la norme internationale CEI 61158. Il occupe aujourd’hui une place importante dans le marché mondial des réseaux de terrain.
Cet article développe la structure de pile de communication Profibus, et de façon plus particulière la couche liaison de données et les services de communication, la structure des télégrammes et les caractéristiques de la couche physique. Les protocoles de communication Profibus-DP et Profibus-PA sont particulièrement détaillés étant donné leur usage plus largement répandu actuellement dans les applications industrielles.
Enfin, un aperçu des évolutions des solutions Profibus pour l’interconnexion de réseaux sous TCP-IP par ProfiNet est abordé, ainsi que le profil ProfiSafe, permettant de garantir un niveau de sûreté de transmission pour la prise en charge par le réseau des équipements de sécurité des automatismes.
Cet article s’appuie sur l’expérience des auteurs, ainsi que sur les normes Profibus en vigueur, qu’il ne saurait remplacer.
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Profibus-DP5. Couches physiques
Profibus implémente principalement trois couches physiques afin de répondre aux exigences de la communication en milieu industriel.
Pour les ambiances industrielles courantes en terme de perturbations électromagnétiques, le standard RS485 permet de communiquer à des débits allant de 9,6 kbit/s jusqu’à 12 Mbit/s ; c’est le support haute vitesse H2 5.1. D’autre part, la transmission sur fibre optique (FO) est disponible par le biais de répéteurs fibre optique, permettant l’extension géographique du médium de communication, ainsi que la traversée de zones à fortes perturbations électromagnétiques. L’emploi d’étoiles optiques permet d’obtenir des topologies arborescentes.
Dans le cas des milieux explosifs nécessitant des caractéristiques de sécurité intrinsèque et antidéflagrante, la norme CEI 61158-2 est utilisée, limitant le débit de transmission à 31,25 kbit/s. C’est le mode basse vitesse H1.
5.1 Haute vitesse H2
C’est le mode de transmission le plus utilisé dans les configurations Profibus-DP et Profibus-FMS :
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transmission en codage NRZ (No Return to Zero) ;
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débit de 9,6 kbit/s à 12 Mbit/s ;
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mode RS485 sur câble type A ;
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32 stations par segment (maximum de 127 stations) ;
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extension du bus par répéteur jusqu’à 10 km ;
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connecteur standard normalisé sub-D 9 points.
Chaque octet d’un télégramme est transmis en codage NRZ en mode asynchrone sur 11 bits : 1 bit start, 8 bits de données, 1 bit de parité paire, 1 bit stop, comme l’illustre la figure 11.
La normalisation du connecteur sub-D 9 points Profibus (figure 12) est un avantage et un facteur de simplicité de câblage des équipements provenant de différents fournisseurs.
La figure 13 illustre le câblage standard en bus RS485 de deux équipements en utilisant les broches 3 et 8 du connecteur. La polarisation du bus en bout de ligne est préconisée et utilise deux résistances de polarisation de...
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Couches physiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POPP (M.) - The rapid way to Profibus-DP - . PNO.
-
(2) - Profibus Specification. Normative parts of Profibus-FMS, DP, PA according to the european standard EN 50170 - . Vol. 2, éd. 1.0, PNO (mars 1998).
-
(3) - PROFIdrive. Profile Drive Technology - . Version 3.0, PNO (sept. 2000).
-
(4) - Profile for Process Control Devices - . Version 3.0, PNO (oct. 1999).
-
(5) - PROFIsafe. Profile for Safety Technology - . Version 1.11, PNO (juill. 2001).
-
(6) - ProfiNet Architecture Description and Specification - . Version 1.0, PNO (août 2001).
-
(7) - PUJOLLES (G) - Les...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Norme sur les bus de terrain destinés à être utilisés dans les systèmes de commande industriels – Partie 1 : Guide d’introduction - CEI/TTR 61158-1 -
-
Bus de terrain utilisé dans les systèmes de contrôle industriel – Partie 2 : Spécification de la couche physique et définition du service - CEI 61158-2 - août 2000
-
Communications numériques de données pour la mesure et la commande – Bus de terrain pour systèmes de commande de processus – Partie 3 : Définitions des services de la couche de liaison de données - CEI 61158-3 - janv. 2000
-
Communications numériques de données pour la mesure et la commande – Bus de terrain pour systèmes de commande de processus – Partie 4 : Spécification du protocole de la couche liaison de données - CEI 61158-4 - janv. 2000
-
Communications numériques de données pour la mesure et la commande – Bus de terrain pour systèmes de commande de processus – Partie 5 : Définitions des services de la couche application - CEI 61158-5 - janv. 2000
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Communications numériques...
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