réseaux industriels

Si vous démarrez dans le monde de l'automatisme industriel, plus spécifiquement avec les automates Siemens,cela peut vous sembler difficile au début.Vous allez entendre parler de Microwin,Step5,Step7 ou encore TIA Portal,cela peut engendrer des confusions pour certains.Exemple : quel logiciel utilise t-on pour programmer telle gamme d'automate.

C'est tout à fait normal d'être un peu perdu au début de votre apprentissage,mais au fur et à mesure que vous avanciez dans votre formation,vous allez y voir un peu plus clair.

Pour commencer, vous devez garder à l'esprit que vous devez parfaire vos connaissances petit à petit.Cela ne sert à rien de vouloir tout connaitre en un seul jour,car c'est juste impossible.Si vous êtes totalement nouveau,essayez d'abord d'avoir une culture générale sur les différentes gammes d'automates qui existent,les logiciels utilisés pour programmer ces automates,les nouvelles versions des logiciels ou les mises à jours.

Il faut savoir que dans la plupart des cas les gammes d'automates S7-1200 et S7-300 peuvent couvrir presque  90% de vos projets mais vous pourriez avoir à faire face à la série S7-400 ou S7-1500 ou encore le mini-automate LOGO!

Formez-vous régulièrement et pas à pas

Si vous débutez en automatisme,certains concepts de base peuvent être difficile à comprendre au début.Cela nécessitera de votre part de grands efforts.N'hésitez pas à consulter fréquemment les documentations techniques des contructeurs qui sont d'énormes sources de connaissances.

Aujourd'hui,l'atelier de programmation TIA Portal devient de plus en plus répandu dans le monde de la programmation de contrôleurs Siemens.Les nouvelles gammes d'automates S7-1200 et S7-1500 ne sont programmables qu'avec TIA Portal.

Où dois-je commencer pour mon apprentissage de la programmation d'automates Siemens ?

Cela dépend.Il est préférable de maitriser tous les environnements de développement que ce soit Simatic Manager Step7,WinCC 2008 ou encore TIA Portal.Cependant maitriser tous ces logiciels prendra certainement du temps, il est donc préférable  de se concentrer au début sur un seul logicel afin d'avoir des connaissances approfondies sur celui-ci et pas que de vagues notions.Certaines entreprises n'utilisent pour l'instant que l'ancienne version Simatic Manager Step7 mais devront tôt ou tard se mettre sur TIA Portal vu que les nouvelles gammes d'automates ne seront plus compatibles avec cette ancienne version.

Plus tard, vous pouvez être amené à concevoir des interfaces homme-machines communicant avec vos automates en langages C#,WinDeV ou VB.NET.Vous devrez à ce moment maitriser les différents protocoles de communication industriels(modbus,profibus,profinet etc..) et avoir des notions sur les serveurs OPC.

Mais comme je l'ai dis plus haut,vous devrez y aller lentement.

De quels logiciels aurez-vous besoin ?

Cela dépend des gammes d'automates sur lesquelles vous serez amené à travailler.Si vous travaillez avec les automates S7-300 ou S7-400,le logiciel Simatic Manager Step7 peut largement suffir.Si par contre vous voulez travailler avec les automates S7-1200 ou S7-1500,vous aurez besoin de TIA Portal.

Quel type de PC acheter pour utiliser TIA Portal ?

Contrairement à Simatic Manager,avec TIA Portal, les choses changent beaucoup.Il est un vrai dévoreur de ressources.Comme vous pouvez le voir sur le site de Siemens,les exigences matérielles pour TIA portal sont plus conséquentes :

    Processeur: 3.3 GHz CoreTM i5-3320M ou similaire
    Mémoire RAM : 8 Go de mémoire (recommandé) ou plus
    Disque dur: 300 Go SSD
    Résolution graphique : 1920 x 1080 Min.
    Affichage: 15,6  «écran large (1920 x 1080)

Quoi qu'il en soit,essayez d'obtenir le PC le plus puissant possible.

Quel système d'exploitation pour TIA Portal?

Pour exécuter TIA Portal,vous aurez besoin de Windows7(certaines versions de Windows 7 ne sont pas prises en charge) ou Windows 8.1.Malheureusement TIA Portal n'est pas encore compatible avec Windows 10 bien que l'on peut installer celui-ci sur Windows 10.

Attention, ni TIA Portal V13 Update 9,ni la nouvelle version V14 ne prennent en charge Windows 10.TIA Portal V14 devrait être pris en charge par Windows 10 avec le service pack SP1 qui n'est pas encore sorti.

Le salon d'hanovre 2016,foire mondiale dédiée à l'industrie se déroulera du 25 au 29 Avril 2016 en Allemagne.

Profinet international(PI)  et la fondation OPC viennent d'engager un partenariat.

Lorsque vous communiquez avec des équipements à travers votre PC, vous utilisez habituellement le port série RS232.Le CRC est utilisé pour vérifier l'intégrité du message envoyé lors de l'envoi de commande.Le CRC est aussi utilisé en liaison modbus afin de vérifier les trames envoyées.L'émetteur du message calcule une valeur "CheckSum" qui est fonction du contenu du message, puis l'ajoute à la fin du message. Le récepteur fait le même calcul, et contrôle que le "CheckSum" a la même valeur que celui de l'émetteur.

Pour la vérification de l'intégrité des trames Modbus, il existe 2 types de méthodes : Le LRC (Longitudinal Redundancy Check) qui est utilisé uniquement lorsque vous communiquez en modbus ASCII quant au Cyclic Redundancy Check ou CRC, il est utilisé  en modbus RTU.Le champ de contrôle de trame de message d'erreur contient deux octets de 8 bits qui contiennent le résultat du calcul du CRC effectué sur le contenu du message.Vous retrouverez en bas de page une classe C# permettant le calcul de CRC que vous pourrez inclure dans votre projet.Ici,nous allons vous expliquer comment le calcul de CRC est effectué en modbus RTU pour lire les valeurs du "holding register".

PARIS — 1er JUILLET 2015 —GE vient d’annoncer être la première société à implémenter et à publier un nouveau Global Discovery Server, basé sur la nouvelle partie 12 de la norme OPC UA, afin de permettre à l’Internet Industriel de bénéficier d’une meilleure connectivité.Le GDS automatise des processus complexes auparavant réalisés manuellement, permettant de gagner du temps et de réduire les coûts.Il assure aussi une connectivité améliorée et plus de sécurité pour tous les appareils et les équipements basés dans le Cloud.

ge-intelligent-platforms-global-discovery-server.pdf (272.83 Ko)

In this tutorial we will see how to use Libnodave library for communicate with Siemens PLCs using Visual Basic VB.NET or C#.Libnodave is an open source library  for communicating with Siemens PLCs .With this library you can build PC based human machine interface for industrial application.

Dans l'article d'ajourd'hui,nous allons vous présenter la librairie DotNetSiemensPLCToolBoxLibrary.Le DotNetSiemensPLCToolBoxLibrary  est une bibliothèque C# compatible avec avec des projets Siemens Step5 et Step7 et permettant la connexion avec des automates S5 ou S7. Cette bibliothèque fonctionne aussi bien sous Mono  que sur MonoTouch.

C'est un package qui permet de faire communiquer un PC avec un automate comme la librairie Snap7 sur laquelle nous avions déjà fait une formation.Vous pouvez consulter cette formation ici.

Caractéristiques

• Support for Connecting to Siemens S7-300/400 and S5 PLCs
• Support for reading als S7 DataTypes and Converting them to DotNet ones
• Support for combining multiple different Tags to one Read-Request
• Support for reading Step5 Projects (*.S5D)
• Support for reading Step7 V5.5 Projects (*.S7P)
• Support for MC5 to AWL or DB
• Support for MC7 to AWL or DB
• Support for all S7 Blocks (DB, FB, FC, OB, SDB, SFC, SFB, UDT, VAT)
• Support for most S5 Types (DB, FB, PB, SB, OB, FX, DX, FK, PK, OK, SK, DKX, FKX, FV, DV, FVX, DVX) (BB is missing at the moment)
• Support for the VarTab Functions of S7 PLCs

Site du projet

Modbus est un protocole de communication introduit par Modicon en 1979 .Il est généralement utilisé avec les automates (les contrôleurs logiques programmables).Le protocole Modbus se décline sous 3 variations : le Modbus RTU,le modbus ASCII  et le Modbus TCP(ethernet). Il est maintenant devenu une norme  dans le domaine de l'automatisme et de la communication industrielle, et est le moyen le plus couramment utilisé pour faire communiquer des équipements industriels.

Les principales raisons de l'utilisation abusive de Modbus par rapport à d'autres protocoles de communication sont:

      - Il est le protocole open source et libre
      - Il est simple à comprendre, facile à mettre en œuvre
 

Le mode RTU : (RS232, RS422,RS485)

Il fonctionne suivant le modèle Maître/Esclave. Seul le maître est actif, les esclaves sont complètement passifs.C'est le maître qui doit lire et écrire dans chaque esclave.Il est constitué de trames contenant le numéro de l'esclave concerné, la fonction à traiter (écriture, lecture), la donnée et le code de vérification d'erreur appelé contrôle de redondance cyclique sur 16 bits ou CRC16.

Le mode TCP : (ethernet)

Il fonctionne suivant le modèle Client / Serveur. Les clients sont tous actifs, le serveur est complètement passif.Chaque client lit et écrit dans le serveur.Il est constitué de trames contenant la fonction à traiter (écriture, lecture) et la donnée.L'adresse du serveur concerné est son adresse IP.Le code de vérification d'erreur est inutile en mode TCP, ce mode de transmission comporte déjà un CRC32 géré par la carte réseau.

Les trames en modbus série sont de 2 types :

• mode RTU (Remote Terminal Unit) : les données sont sur 8 bits
• mode ASCII : les données sont sur 7 bits (les trames sont donc visibles en hexadécimal et il faut deux caractères pour représenter un octet) (moins utilisé)

Spécifications du protocole Modbus

Le PROFINET IO est un standard Ethernet industriel ouvert et destiné au monde de l'automatisation.Contrairement au PROFINET CBA (Component Based Automation) qui est destiné aux systèmes distribués,le PROFINET IO se concentre sur l'échange de données entre automates programmables.Le PROFINET CBA fournit un système basé sur DCOM pour l'organisation des systèmes d'automatisation dans les réseaux de dispositifs analogues qui peuvent automatiquement échanger des données à l'aide de relations prédéfinies entre les interfaces des composants d'automatisation.

PROFINET IO est très similaire au Profibus.Alors que Profibus utilise les communications cycliques pour échanger des données avec des automates programmables à une vitesse maximale de transmission 12Meg ,le PROFINET IO utilise le transfert de données cyclique pour échanger des données avec des automates programmables sur Ethernet.Comme avec Profibus, un contrôleur programmable et un dispositif doivent tous deux avoir une compréhension préalable de la structure de données et connaitre le sens du transfert.

PROFINET IO utilise trois canaux de communication différents pour échanger des données avec les contrôleurs programmables et autres dispositifs. Le canal standard TCP / IP est utilisé pour le paramétrage, la configuration et les opérations de lecture / écriture acycliques. Le canal RT ou en temps réel est utilisé pour le transfert de données cyclique standard et alarmes. La communications RT contourne l'interface TCP / IP standard pour accélérer l'échange de données avec des automates programmables. Le troisième canal, Temps réel isochrone (IRT) est le canal à très grande vitesse utilisée pour les applications de commande de mouvement(Motion Control). IRT est mis en œuvre en utilisant un ASIC personnalisé.

Cet article présente un aperçu du PROFINET CBA(component based automation), un réseau de haut niveau pour les applications d'automatisation industrielle. Reposant sur des technologies DCOM et RPC standard, PROFINET CBA utilise du matériel Ethernet traditionnelle pour définir  les structures réseau et permettre l'accès et le contrôle des dispositifs d'automatisation industriels. PROFINET CBA est basé sur le DCOM (Distributed Component Object Model) qui, si vous êtes familier avec l'histoire des communications Microsoft est un descendant de DDE, OLE et Active X.

PROFINET CBA est considère comme un système composé de "composants technologiques." Ces composants agissent de manière indépendante et coordonnent leurs activités pour former un système intégré. DCOM est un bon choix pour un tel système.C'est un mécanisme orienté objet qui structure la façon dont un client (demandeur de données) peut localiser, les données de demande et  les transfert à partir d'un serveur (source de données). Basé sur modèle DCOM PROFINET CBA vise à fournir un système permettant de collecter des données à partir du niveau capteur-actionneur vers les automates et les réseaux d'entreprise.

PROFINET CBA est beaucoup plus que Profibus sur Ethernet. En fait, le nom prête un peu à confusion. En effet,PROFINET CBA a ou rien ou peu de chose en commun avec Profibus. Profibus est un mécanisme orienté données permettant le transfert des E / S de périphérique à périphérique sur un câble à une vitesse maximale de 12Meg bauds. L'échange de données Profibus est principalement cyclique avec des appareils ayant une compréhension préalable de la structure de données. Avec le PROFINET CBA les données peuvent être localisées, des informations sur sa structure peut être obtenu et les données peuvent être échangées sur des déclencheurs(triggers) d'événements. PROFINET CBA fonctionne sur Ethernet à des vitesses de 10 à 100 de Mbauds.

Il existe de nombreux concurrents de PROFINET CBA y compris Modbus TCP / IP du Groupe Schneider, de l'EtherNet / IP de l'Open DeviceNet Vendor Association (ODVA), HSE Fieldbus de la fondation Fielbus(FF) et d'autres réseaux d'autres fournisseurs. PROFINET CBA se distingue de ses concurrents par l'intégration profonde de fonctionnalités relevant des systèmes d'information IT.Quand ses concurrents sont des prototocoles industriels à part entière , le PROFINET CBA est "tout IT" et permet la communication fluide avec un réseau d'entreprise.

Pour établir une communication Profinet CBA,on doit être à l'aise avec les technologies RPC de Microsoft, COM, DCOM et C ++. Une vaste expérience dans les RTOS  est requis ainsi qu'une bonne compréhension du fonctionnement du stack TCP / IP.Le logiciel PROFINET CBA Runtime Core peut être téléchargé gratuitement (adhésion obligatoire) auprès de Profibus International comme un fichier zip.

 

Le CP 443-1 standard sert au raccordement des automates SIMATIC S7-400 sur le réseau Industrial Ethernet. Outre la communication avec d'autres stations Ethernet, le CP assure aussi la fonction d'un contrôleur PROFINET IO.

Services standard pour la production
Le CP 443-1 standard offre une communication performante avec les automates S5 et S7, les serveurs OPC et la console de programmation. La possibilité de programmation de la communication via TCP/IP autorise l'intégration des systèmes les plus variés.

Pour la liaison entre l'ancien et le nouveau monde
En tant que contrôleur PROFINET, le CP se charge aussi sur la machine de la gestion de modules d'entrées/sorties décentralisés.

Sécurité accrue
Le CP 443-1 affiche une robustesse élevée vis-à-vis des attaques venant du réseau. Les mises à jour de sécurité permanentes sont superflues. Une liste d'accès IP protège contre l'accès par des ordinateurs non autorisés.

Maintenance
Le module peut être remplacé simplement et rapidement sans outil de configuration, car les données des paramètres de communication sont stockées sur la CPU.

Diagnostic sur le Web
Grâce à la fonction de diagnostic sur le Web, le CP vous permet de consulter, depuis un PC ou une console PG, le paramétrage d'une station raccordée ainsi que les états des connexions réseau et des partenaires de communication d'un client HTTP. De plus, vous pouvez interroger le contenu du tampon de diagnostic des modules appartenant au même châssis que le CP. La fonction de diagnostic sur le Web n'autorise qu'un accès en lecture aux données des stations raccordées.

La gamme d'automate S7-300 dispose de plusieurs processeurs de communication parmi laquelle on a :

- CP 343-1 Lean: pour la connexion des petites applications à Industrial Ethernet

 - CP 343-1: la variante standard éprouvée, robuste et sûre

 - CP 343-1 Advanced: de PROFINET à la communication IT

 - CP 343-1 ERPC: relie les automates SIMATIC S7-300 à des systèmes ERP/MES

Les processeurs  de communication sont disponibles en variante économique, standard ou avancée pour SIMATIC S7-300, l'automate modulaire dédié à des solutions système innovantes dans l'industrie manufacturière. La connexion des automates via ces CP permet leur intégration directe dans des réseaux Industrial Ethernet. Les processeurs de communication sont multiprotocoles et supportent les protocoles suivants:

• Communication PG/OP
• Communication S7
• Communication ouverte (SEND/RECEIVE)
• Communication PROFINET
• Communication IT

CP 343-1 Lean: pour la connexion des petites applications à Industrial Ethernet

La connexion économique pour consoles de programmation et interfaces homme-machine ainsi que pour la communication entre automates S7.

CP 343-1: la variante standard éprouvée, robuste et sûre

Le processeur de communication performant, sûr et robuste qui relie le S7-300 via Industrial Ethernet et peut également faire office de contrôleur IO PN pour le raccordement de PROFINET.

L'IDE Visual Studio avec les langages Visual basic et C# permet de concevoir des interfaces homme machine ou des  applications de Scada personnalisées.Pour cela il faut établir la communication avec l'automate via un driver appropié.Dans le monde de l'automation,nous avons plusieurs marques de controleurs parmi lesquels on peut citer Siemens,Schneider,Rockwell,Omron,Mitshibishi,General Electric etc..La plupart de ces contructeurs d'automates disposent de protocoles propriétaires permettant la communication avec leur matériel.C'est le cas du S7 protocol de Siemens,du DF1 des automates Allen Bradley,de l'Unitelway des automates Schneider.

L'atelier de génie logiciel WinDev permet de créer des interfaces homme machine ou des logiciels de SCADA complets.Pour cela il faut établir la communication avec l'automate via un driver appropié.Dans le monde de l'automation,nous avons plusieurs marques de controleurs parmi lesquels on peut citer Siemens,Schneider,Rockwell,Omron,Mitshibishi,General Electric etc..La plupart de ces contructeurs d'automates dispose de protocoles propriétaires permettant la communication avec leur matériel.C'est le cas du S7 protocol de Siemens,du DF1 des automates Allen Bradley,de l'Unitelway des automates Schneider.

Pour assurer la communication avec ces automates sur WinDev,on peut soit passer par ces protocoles propriétaires ou bien par des réseaux industriels open source comme le Modbus TCP(ethernet) ou série (RS232 ou RS485),le Profibus etc.. On peut aussi utiliser le standard OPC qui reste la méthode la plus simple mais reste payant.Ainsi,pour les communications en Modbus,protocole supporté par la plupart des automates,on peut soit programmer l'échange par trames Modbus directement sur WinDev ou bien utiliser des DLLs toutes prêtes et l'incorporer au projet WinDev.Il existe des librairies Modbus DotNet comme Nmodbus qui permet de faire cela.

Pour la partie communication Windev/automate par OPC server,on peut soit utiliser des librairies Automation,des ActiveX ou des Assemblies .Net.Cela permettra donc de creer un client OPC WinDev qui communiquera avec un serveur OPC soit fourni par le fabricant de l'automate ou bien par un fournisseur tièrce comme Kepware,Matrikon ou Softing.Pour développer un client OPC avec WinDev,on peut utiliser la DLL OPCDAAuto.DLL que l'on va utiliser en tant que objet automation,on peut aussi utiliser les DLLs .Net OPCNETAPI.DLL et OPCNETAPI.COM.DLL en tant que assemblies DotNet.Ces librairies sont fournies par la OPC Foundation.

On peut faire communiquer Excel avec un server OPC KepserverEx en utilisant un driver DDE.Cette communication permettra de créer des interfaces homme machine afin  d'effectuer une supervision sur Excel.On pourra créer des graphiques animés avec des macros en vba ou effectuer des archivages de variables.

KEPServer est reconnu mondialement comme le meilleur serveur OPC du marché. Des milliers de références. C’est une plateforme logiciel de communication rapide, sécurisée, et économique, qui permet d’échanger des données Automates, Régulateurs, Variateurs avec une application Visual Basic, Windev, Delphi ou un Superviseur Client en OPC/DDE. De Nombreux exemples fournis.

S7comm (S7 Communication) est un mode de communication propriétaire de Siemens.Il permet de faire communiquer des automates Siemens de la famille S7-300 / 400/1200/1500.Il permet l'échange de données entre automates, l'accès aux données de l'API à partir du SCADA (télésurveillance et acquisition de données) et pour des fins de diagnostic.

Pour établir la communication entre un CPU  Siemens S7-314 et ET200 via profibus DP sur TIA Portal Step7,il suffit d'effectuer la configuration matérielle des deux équipements S7-314 et ET200.

Vu que notre CPU ne comporte pas de port DP,nous aurons besoin d'ajouter un module de communication CP (exemple CP 342-5).Celui-ci sera monté sur le même rack que le CPU et sera  maître Profibus.Le module d'E/S décentralisé ET200 sera configuré comme esclave.

Pour faire les échanges de données entre les deux équipements,nous aurons besoin d'utiliser les blocs DP_SEND et DP_RECV (blocs FC1 et FC2).

Pour en savoir plus,vous pouvez vous inscrire à notre formation sur le Profibus en cliquant ici
 

Le produit applicom est conçu pour des applications sur calculateurs PC, telles que IHM,superviseur, logiciel d'automatisme, MES, SGBDR, développement spécifique, nécessitant une communication avec des automates (API) et des périphériques d'E/S connectés sur des réseaux industriels.Le produit applicom est disponible sous les environnements Microsoft Windows NT4.0,Windows 2000 & Windows XP.La fonction du concept applicom est de permettre aux utilisateurs de développer leurs applications sans se soucier des difficultés liées aux protocoles des réseaux de terrain et des performances dépendantes de la fréquence et de la quantité des informations échangées.Les performances sont garanties par la qualité de la gestion des échanges sur les interfaces coprocesseur applicom, chacune étant équipée du noyau temps réel multitâche applicom.

Listes des protocoles proposées en standard sur le produit Applicom