Bibliographie & annexes
Présentation
English
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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Services de communication
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2. Couche liaison de données
En référence au modèle OSI, la couche 2 de Profibus est désignée par Fieldbus Data Link Layer (FDL).
2.1 Méthode d’accès à la voie
La méthode d’accès à la voie implémentée sous Profibus se veut répondre aux exigences des applications industrielles en terme de déterminisme de la communication et de rapidité d’échange ; elle est déclinée à partir du standard jeton sur bus IEEE 8802.4. Le jeton circule dans un anneau logique, entre les stations actives dans le sens des adresses croissantes de 1 à 126 (adresse 0 interdite), sous la forme d’une trame illustrée par la figure 4. La station d’adresse la plus élevée (HSA : Highest Station Address) redonne le jeton à la station d’adresse la plus faible, et boucle ainsi un anneau logique par adresses croissantes sur le bus physique [2].
La trame jeton est constituée de trois caractères précédés d’une période de synchronisation de 33 bits au niveau logique 1, appelée SYN :
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SD4 : délimiteur d’en-tête (DCH) ;
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DA : adresse de destination ;
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SA : adresse source.
Pour la gestion de l’anneau logique, chaque station active mémorise trois paramètres :
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TS (this station) : adresse de la station locale ;
-
PS (previous station) : adresse de la station précédente dans l’anneau logique ;
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NS (next station) : adresse de la station suivante dans l’anneau logique.
La circulation du jeton sur l’anneau logique sur le bus respecte les antécédences décrites par les paramètres TS, PS et NS de chaque station, comme le montre la figure 5. De plus, chaque station active maintient à jour trois tables ou listes d’adresses de stations lui permettant de gérer la circulation du jeton et de s’adapter à une déconnexion de station ou à une connexion de nouvelle station :
-
Live List : c’est une liste contenant les adresses de toutes les stations présentes sur le bus, qu’elles soient maîtres ou esclaves, répondant au cycle d’interrogation cyclique du maître ou au passage du jeton ;
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List of Active Station...
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Couche liaison de données
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...
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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