Profinet

isse des coûts d’’installation, d’’ingénierie et de mise en service. Côté exploitants et responsables de sites industriels, PROFInet simplifie l’’extension des installations et en garantit la haute disponibilité grâce à la segmentation du réseau en entités autonomes. Mieux, la procédure de certification instaurée par l’’organisation PROFIBUS International valide la qualité exemplaire des produits PROFInet. Ce manuel décrit en détail l’’apport de la technologie éprouvée PROFIBUS et des grands standards de l’’informatique dans la mise en œœuvre de PROFInet.

Table des matières

1. Survol de PROFInet .................................... 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Appareils de terrain sur PROFInet IO....... 1 Automatismes répartis et technologie des composants............................................... 1 Communication ......................................... 1 Installation du réseau................................ 2 Intégration au paysage informatique ........ 2 Intégration aux bus de terrain ................... 2

5. Installation du réseau .............................. 10 5.1 5.2 5.3 5.4 Topologies .............................................. 10 Câblage PROFInet ................................. 11 Connectique ........................................... 11 Commutateurs ........................................ 12

6. Intégration informatique .......................... 13 6.1 6.2 6.3 Gestion de réseau .................................. 13 Services web .......................................... 13 OPC ........................................................ 14

2. Périphérie décentralisée ............................ 3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Équipements et fonctionnalités................. 3 Modèle d’’équipement................................ 3 Périphérique d’’E/S .................................... 4 Configuration et échange.......................... 4 Diagnostic ................................................. 4

7. Intégration des bus de terrain................. 16 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Stratégies de migration........................... 16 Intégration d’’appareils de terrain par proxy ................................................................ 16 Intégration d’’applications de terrain ....... 16 Intégration d’’autres bus de terrain.......... 17 Exemple de machine modulaire ............. 17

3. Automatismes répartis............................... 5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Modules technologiques ........................... 5 Composants PROFInet............................. 5 Modèle d’’ingénierie PROFInet.................. 5 Fichier PCD............................................... 6 Vues de travail .......................................... 6 Modèle d’’automatisation PROFInet.......... 6

8. Offre de services Profibus International 18 8.1 8.2 8.3 Progrès technologiques.......................... 18 Assurance qualité ................................... 18 Assistance technique.............................. 19

4. Communication PROFInet ......................... 7 4.1 4.2 4.3 4.4 TCP/UDP et IP.......................................... 7 Temps réel ................................................ 7 Communication sur PROFInet IO ............ 9 Communication entre composants PROFInet .................................................. 9

9. Glossaire ................................................... 20

1. Survol de PROFInet

PROFInet est le nouveau standard de communication créé par PROFIBUS International pour mettre en œœuvre des solutions d’’automatisation intégrées et cohérentes, sur Ethernet industriel. En effet, PROFInet sait fédérer sur Ethernet aussi bien des appareils de terrain simples et des applications à temps critique, que des automatismes répartis à base de composants.

Figure 1 : PROFInet IO et PROFIBUS DP partagent la même architecture.

1.1 Appareils de terrain sur PROFInet IO

Les appareils répartis dans l’’atelier sont intégrés dans l’’architecture PROFInet IO ; celle-ci utilise la vue habituelle des E/S de PROFIBUS DP et ses mécanismes de transfert cyclique des E/S des équipements déportés dans la mémoire image du processus de l’’automate. PROFInet IO décrit un modèle d’’équipement basé sur les fondements de PROFIBUS DP et comprenant des emplacements et des canaux. Les caractéristiques des appareils de terrain font l’’objet d’’une fiche électronique de configuration ou fichier « GSD » (General Station Description), en XML. L’’étude et la réalisation d’’un réseau PROFInet IO n’’auront pas de secret pour les intégrateurs PROFIBUS DP, les appareils répartis sur le terrain étant, par configuration, rattachés à un automate.

d’’installations tout en réduisant nettement les coûts d’’ingénierie. Concrètement, PROFInet est décrit dans un fichier XML « PCD » (PROFInet Component Description), créé soit par le « générateur de composants » du configurateur d’’un constructeur, soit par l’’« éditeur de composants » de PROFInet. Cette méthode de développement distingue deux niveaux : la programmation de la logique de commande dans chaque module technologique (par configurateur du constructeur) ; la configuration technologique de l’’installation globale définissant les relations de communication entre modules.

1.3 Communication

PROFInet échelonne la communication sur trois niveaux de performances : Le transfert de données échappant aux contraintes temporelles (paramétrage, configuration et connexions) sur canal standard TCP/UDP et IP. Ce niveau répond aux exigences de raccordement des automatismes aux systèmes informatiques MES/ERP de l’’entreprise. La transmission de données process à temps critique, dans le périmètre de l’’usine, par canal logiciel temps réel « SRT » (Soft Real Time), résidant dans le contrôleur du réseau.

1.2 Automatismes répartis et technologie des composants

Le modèle de composants PROFInet convient aux architectures réparties et, plus précisément, aux appareils de terrain et automatismes pourvus d’’une intelligence programmable. Ce modèle représente les constituants des moyens de production sous forme de « modules technologiques » autonomes. Une solution d’’automatismes répartis, bâtie sur ce principe, facilite énormément la modularisation et la réutilisation des parties de machines et

Composant Filling

Mécanique Mechanical

Intelligence Intelligent field device répartie

Programme Control de commande software

Figure 2 :

Convergence des composantes mécaniques, électrotechniques/électroniques et logiques en « module technologique »

Théorie et pratique de la technologie PROFInet (novembre 2003)

1

La transmission isochrone temps réel « IRT » (Isochronous Real Time) permettant de synchroniser jusqu’’à 100 axes « maîtres » en 1 ms avec une incertitude sur les tops de synchronisation de 1 µs.

1.6 Intégration aux bus de terrain

L’’une des grandes vertus de PROFInet est sa facilité à gérer la transition entre la technologie bus existante (dont PROFIBUS DP) et la solution Ethernet industriel : les constructeurs de machines, d’’installations et d’’automatismes de même que les utilisateurs finaux y voient un excellent moyen de protéger leurs investissements. PROFInet propose deux méthodes d’’intégration, la première concernant les appareils de terrain, et la seconde, l’’application entière : Intégration par suppléant appelé « proxy » : l’’appareil possédant cette fonctionnalité fédère les esclaves situés en aval du réseau Ethernet. Cette méthode permet de greffer de nouveaux appareils à l’’existant, en totale transparence.

1.4 Installation du réseau

L’’installation de PROFInet obéit aux consignes propres aux réseaux Ethernet en milieu industriel. Les constructeurs d’’automatismes reçoivent un cahier des charges précis stipulant les exigences en matière d’’interfaçage et de câblage des équipements. Le « Guide d’’installation PROFInet » renseigne les industriels sur les principales règles d’’installation des réseaux Ethernet.

Intégration d’’applications de terrain complètes : chaque segment de bus constitue un composant logiciel autonome, représenté par l’’appareil PROFInet en charge d’’un réseau de terrain comme PROFIBUS DP ; ici, ce sont les fonctionnalités de tout un réseau qui sont stockées dans le proxy et accessibles sur Ethernet sous forme de composant.

1.5 Intégration au paysage informatique

La notion de gestion de réseau englobe tous les aspects de l’’administration des appareils PROFInet sur Ethernet : configuration des appareils et du réseau, diagnostic du réseau. Pour dialoguer sur le Web, PROFInet s’’appuie sur la technologie Ethernet et sur des mécanismes Internet de grande diffusion pour autoriser l’’accès aux composants PROFInet. De même, son ouverture