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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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6. Profibus-DP
Le protocole Profibus-DP est destiné aux applications industrielles de contrôle-commande de type maître-esclave en monomaître ou multimaître, pour la gestion des équipements d’entrées-sorties sur un bus multipoint, d’un maximum de 126 stations, avec des temps d’accès extrêmement courts, sur la base de services cycliques et acycliques.
6.1 Modes monomaître et multimaître
En mode monomaître, un seul maître gère le fonctionnement du bus et accède aux équipements esclaves connectés. Le temps de cycle d’interrogation des esclaves est minimum. Les esclaves sont habituellement des blocs d’entrées-sorties déportées.
Le temps de cycle du bus en mode monomaître est indiqué par le graphique de la figure 19, réalisé dans les conditions d’essais où 2 octets de données d’entrée et 2 octets de données de sortie sont lus cycliquement dans chaque esclave du réseau.
L’intervalle de temps minimal de l’esclave est de 200 µs, avec TSDI = 37 temps bits et TSDR = 11 temps bits.
Il est à noter que même seul, un maître DP émet une trame de passage de jeton à chaque cycle d’interrogation.
En mode multimaître, plusieurs maîtres se partagent l’accès au réseau qui est découpé logiquement en sous-réseaux indépendants, chacun géré par un maître de classe 1 (DPM1), en relation avec les esclaves qui lui sont attribués.
L’ensemble des esclaves peut être accédé par tout maître DPM1 du réseau pour ce qui concerne la lecture. Par contre, un seul maître DPM1 peut accéder en écriture aux sorties des esclaves qu’il a configurés.
HAUT DE PAGE6.2 Classes de maître DP
Il existe deux catégories de maître fonctionnant sur Profibus-DP.
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Maître de classe 1 (DPM1) : c’est le maître de fonctionnement courant. Il supporte les échanges avec les stations esclaves du bus. Classiquement, on retrouve dans cette fonction les automates programmables, contrôleurs de cellules, PC, etc.
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Maître de classe 2 (DPM2) : c’est un fonctionnement maître utilisé...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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...
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 -
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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
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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
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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
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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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