Bibliographie & annexes
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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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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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Couche liaison de données
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1. Définitions
Profibus (Process Field Bus) est un réseau de terrain ouvert, permettant de répondre à un large éventail d’applications dans les domaines concernant :
-
les procédés manufacturiers (conduite des procédés séquentiels, procédés discontinus par lots « batch ») ;
-
les procédés continus (conduite, régulation) ;
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la gestion des bâtiments (gestion technique centralisée, gestion technique du bâtiment).
En tant que réseau non propriétaire, Profibus est issu de travaux initiés en 1987 par le ministère fédéral allemand pour la Recherche technologique, comprenant un groupement de sociétés industrielles et d’instituts de recherche allemands, orchestré par Siemens AG. La norme allemande DIN 19245 a été créée en 1991, normalisée EN 50170 par le Cenelec en 1996, comme norme européenne. Depuis 1999, le réseau Profibus est reconnu dans la norme internationale CEI 61158, avec les autres réseaux ControlNet, P-Net, Field-bus Foundation High-Speed-Ethernet, SwiftNet, WorldFip, Interbus-S.
Avec beaucoup de difficultés, le groupe de travail du projet CEI 61158 a convergé enfin vers un compromis de norme sur les réseaux de terrain en y intégrant sept réseaux très divers et quelquefois rares. Les travaux d’homogénéisation de la norme CEI 61158 se poursuivent, notamment pour affiner les différents types identifiés au niveau des couches 2 et 7.
1.1 Architecture
Profibus propose une architecture réseau en trois niveaux, autorisant une communication entre matériels hétérogènes et de différents constructeurs, afin de couvrir tous les niveaux d’automatisation d’un système (figure 1) :
-
transmission de données de type action réflexe avec un temps de réaction très court ;
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raccordement direct de capteurs et d’actionneurs sur le bus ;
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fonctionnement en sécurité intrinsèque ;
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dialogue entre automatismes et périphérie décentralisée ;
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échange de données complexes et volumineuses pour la gestion de cellules.
En 2002, l’offre de produits communiquant sous Profibus est forte de plus de 3 000 produits, fournis par un grand nombre de sociétés...
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Définitions
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...
ANNEXES
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