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CENTRE DE RESSOURCESET D’APPUI TECHNOLOGIQUE

POUR LES ENTREPRISES REGIONALES

CRATERE Electrotechnique

Solutions de communicationset centralisation de données

Communication PC-API par réseau IPLiaison sans fil Wi-FiServices OPC : OLE for Process Control

15 octobre 2004 - Durée 1h30par Stéphane GAUTREAU, Professeur agrégé de Génie ElectriqueLycée Bernard Palissy - 17107 Saintes

Solutions de communication et centralisation de données 215 octobre 2004

Préambule à la diffusionCe diaporama a été réalisé à l ’occasion d ’une journée technique du CRATERE Électrotechnique du Lycée Bernard Palissy de Saintes (17100).

Celle-ci a permis de présenter les transferts technologiques mis en place pour les entreprises régionales dans le cadre des projets industriels des BTS Électrotechnique 2004.

Ici est présentée en particulier une solution au besoin de centraliser des données issues d ’Automates Programmables Industriels, afin d ’assurer un suivi de la production dans une poterie industrielle.

Le cahier des charges succinct est :

- 2 machines dotées d ’API TSX-57 Premium avec module Ethernet intégré

- 1 PC déporté sous Windows

- Liaison sans fil recommandée

- Exploitation des données par graphiques modifiables par l ’utilisateur


Préambule à la diffusion - suiteLes solutions retenues ont été :

- Communication radio Ethernet Wi-fi, 2,4 GHz, au lieu de asynchrone 433 MHz

- Communications API-PC par OPC pour ouverture à d ’autres applications

- Acquisition de données sur PC et enregistrement par module Visual Basic 6.0

- Stockage au format Microsoft Access par la bibliothèque Microsoft ADO

- Exploitation par application personnalisée sous VBA-Excel

Les objectifs de cette présentation ont été de :

- faire le point sur les architectures de communication industrielles

- mettre en évidence la place que prend le protocole Ethernet dans l ’industrie

- proposer une solution innovante avec les liaisons sans fil Wi-Fi

- présenter la solution OPC (OLE for Process Control) trop peu connue par les PME

- montrer la facilité de mise en œuvre de cette solution OPC et le gain en temps de développement ainsi obtenu.

Bien sûr la présentation était complétée par des démonstrations des logiciels « en live ».


Sommaire Les fonctions d ’automatismes Bus et réseaux de communication La supervision La communication par Ethernet ou réseau IP

Les liaisons sans fil Wi-Fi

Acquisition de données par serveur OPC Utilisation du service OPC par client ActiveX Acquisition sous Visual Basic, sous Excel Stockage de données Exploitation sous Excel


Les fonctions d ’automatisme Acquisition d ’informations et commandes d ’actionneurs

Entrées / sorties déportées sur bus de communication

Dialogue opérateur Terminaux alphanumériques et touches de clavier Ecrans graphiques tactiles

Enregistrement de conditions de fonctionnement Archivage et restitution, consignes Supervision

Sommaire


Panorama des bus et réseaux de communication - 1 Communication entre un API et sa périphérie

TSX-Nano

API Milieu de gamme < 248 E/S

MODBUS MODBUS UNITEL-WAY UNITEL-WAY

TSX-Micro

Dialogue opérateur Entrées / Sorties déportées

AS-i AS-i

Capteurs / actionneurs

RégulateurEurotherm

DémarreurDémarreurLeroy-Somer

KEP-France

Magelis


Panorama des bus et réseaux de communication - 2Communication entre automates programmables

FIP-WAY FIP-WAY

TSX 57 Premium S7-400

MODBUSUNITEL-WAY

TSX Micro

AS-i

Communication entre un API et sa périphérie

S7-300

PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP


Unitel-WayUnitel-Way

Panorama des bus et réseaux de communication - 3Communication entre équipements d’automatismes

Communicationentre automates

Communicationentre API et périphérieModbusModbusUnitel-WayUnitel-Way

TSX Micro

AS-iAS-i

Fip-WayFip-Way

PremiumPremium S7-400S7-400

S7-300

ProfibusProfibus TSX Micro

ETHERNET Industriel ETHERNET Industriel

PC PC SupervisionSupervision

GPAOGPAOMain FrameMain Frame


Panorama des bus et réseaux de communication - 4Communicationentre équipements d’automatismes et informatique

ETHERNET ETHERNET

ModbusModbusUnitel-WayUnitel-Way

TSX Micro

AS-iAS-i

Communicationentre APIs

Fip-WayFip-Way

PremiumPremium S7-400S7-400

Communicationentre API et périphérie

S7-300

ProfibusProfibus TSX Micro

Unitel-WayUnitel-Way

ETHERNET Industriel ETHERNET Industriel


Main FrameMain FrameGPAOGPAO

Communication entre îlots d’automatismes


ServicesServices

Sommaire


Supervision : fonctions

Interface Homme / Machine Envoi de consignes / commandes Affichage des états

Etat des alarmes Enregistrement de l ’évolution du process Restitution des états archivés


Supervision : systèmes

Automate Stockage sur cartes

mémoire Flash PC-Card IHM spécifique

et application dédiée

Serveur Web embarqués Client sur navigateur

standard

Architecture PC, ‘ ouverte ’ Stockage sur disque dur Ecran graphique

standard ou durci

PC ‘ tertiaire ‘ PC Industriel


Supervision sur PC S.C.A.D.A. : Supervision Control And Data Acquisition

Applications, sur système d ’exploitation dédié Utilise les technologies logicielles de l ’OS

Une plateforme ‘ standard ’ : Microsoft Windows De nombreux fournisseurs


Supervision : quelques logiciels

Vijeo LookMonitor Pro

WinCC

PCVue32

Panorama

InTouch

Citect

Wizcon, Factorylink, Cimview, Fdc, Winlab, Cimplicity, Isis3000, Processyn, ...


Supervision : nombreux protocoles et matériels FipWay, Fip I/O Modbus, Modbus Plus Profibus WorldFip CAN-Open, DeviceNet Interbus-S, FieldBus ControlNet Industrial Ethernet Industrial Ethernet - TCP/IP- TCP/IP

Remarque :Chaque application a dû créer ses pilotes de communications

Sommaire


Communication par Ethernet ou réseau IP Norme IEEE 802.3 Réseau en étoile, pas de notion de priorité Gestion de collision, réseau non déterministe Ethernet commuté permet d ’améliorer la bande passante utile

Utilisation de Switches au lieu de Hubs Connexion par prise RJ45

http://www.commentcamarche.net/technologies/ethernet.php3

Technologie Type de câble Vitesse Portée

10Base-T Double paire torsadée 10 Mb/s 100 m

100Base-TX Double paire torsadée 100 Mb/s 100 m

1000Base-SX Fibre optique 1000 Mb/s 500m


Les masques de réseau IP

Adresse locale :

192 . 168 . 221 . 1961100 0000 | 1010 1000 | 1101 1101 | 1100 0100Masque :

255 . 255 . 252 . 0 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1100 | 0000 0000Cible accessible :

192 . 168 . 223 . 45

Cible NON accessible :

192 . 168 . 214 . 150

1100 0000 | 1010 1000 | 1101 1111 | 0010 1101

1100 0000 | 1010 1000 | 1101 0110 | 1001 0110


Paramétrage du TSX 57 Premium

Configuration matérielle

Sommaire

Coupleur ETY Adresse IP Adresse X-Way


Communication Ethernet sans fil : Wi-fi

Réseau local sans fil : WLAN(Wireless Local Area Network)

Wireless FidelityNorme IEEE 802.11

http://www.x86-secret.com/articles/divers/bluemagic/bluemagic-3.htm

De plusieurs dizaines de mètres en intérieurà plusieurs centaines de mètres en environnement ouvert

Cryptage des communications : WEP (Wired Equivalent Privacy)


Communication Wi-fi : caractéristiques

Norme Débit Portée max Fréquence Canaux

802.11b 11 Mb/s 300 m 2,4 GHz 3

802.11g 54 Mb/s 300 m 2,4 GHz 3

802.11a 54 Mb/s 150 m 5 GHz 8

Les principales normes

Autres dérivés de normes : 802.11d : internationalisation, 802.11e : qualité de service, 802.11f : itinérance, 802.11h : économie d ’énergie 802.11i : authentification, ...

http://www.commentcamarche.net/wifi/


Communication Wi-fi : le matériel

D-Link DWL-900AP+ Point d ’accès 802.11b 22Mbps Ethernet 10/100 Mbps Serveur DHCP Contrôle d ’accès Encryptage WEP 256 bits Configuration Web et administration avec Javascript


Communication Wi-fi : le réseau mis en place

TSX Premium

TSX Premium

Point d ’accès

Client

Client

192.168.221.196

192.168.221.50

192.168.221.52

192.168.221.54

192.168.221.57

192.168.221.59C:\>ping 192.168.221.50

Vérification de la communication Ethernet :


Communication Wi-fi : configuration

Se connecter sur le serveur Web du module sans fil Définir le mode ‘ Point d’accès ’ ou ‘ Client ’ Modifier les adresses IP

Sommaire


OPC: OLE for Process ControlOLE : Objet Linking and Embedding

A l ’initiative de 5 acteurs de l ’industrie : Fisher-Rosemount, Rockwell Software, Opto22,

Intellution, Intuitive Technology Première solution en 1996 Aujourd’hui plus de 360 membres industriels

http:// www.opcfoundation.orghttp:// www.opceurope.org


OPC: OLE for Process Control L’application Serveur OLE :

gère tous les échanges et communications avec les APIs Retire les données nécessaires et déclarées Maintient les données à jour ‘en LIVE’ dans Windows Propose une interface de programmation basée sur :

OLE : Object Linking and Embedding COM : Component Object Model DCOM : Distributed COM : accès distant

COM / DCOM : ‘ Interfaces ’ pour accès aux fonctionnalités

L’application Client OLE retire les données à jour et les traite

http:// www.opcfoundation.orghttp:// www.opceurope.org


ActiveX Technologie de partage d ’information entre plusieurs

applications Basé sur OLE et COM Utilisé surtout par les Contrôles ActiveX Facile à utiliser dans les outils de développement en langage

évolué ‘ R.A.D. ’ : Rapid Application Development Visual Basic, Delphi, Borland C++ Builder, Java Builder, ...

Utilisable dans toutes les applications basées sur COM : Microsoft Office, ...


Les solutions OPC

Schneider-Electric OFS : OPC Factory Server

Siemens OPC Server

Applicom International Direct-Link 3.7 : SW 1000 ETH / SER


Woodhead - Applicom Internationalhttp:// www.applicom-int.comhttp://www.woodhead.com/

Woodhead Software & Electronics76320 Caudebec-lès-Elbeuf

Mise en oeuvre


Acquisition sous Visual Basic - La fiche


Acquisition sous Visual Basic - Le code


Acquisition sous Excel - La fiche


Acquisition sous Excel - Le code du classeur


Acquisition sous Excel - Le code de la fiche


Stockage de données : formats et moyens Format :

Fichier texte Fichier Excel Base de données Access : une base en *.mdb

Mode d ’accès : M.D.A.C. Microsoft Data Access Components > 2.5

DAO : Data Access Objects RDO : Remote Data Objects (Accès ODBC par SQL) ADO : ActiveX Data Objects = ADOdb + ADOX + JRO


Stockage de données : le code


Exploitation sous Excel Développement :

Lecture des données par Requête : Microsoft Query Application personnalisée

par Visual Basic pour Applications Edition automatique de graphes Dialogue utilisateur personnalisé

GAINS :ProductivitéAssurance Qualité, normes ISO 9000

Merci.


Pour compléter ... http://www.siemon.com/fr/white_papers/ethernet-ip.asp http://www.jautomatise.com/White/Internet/WParc.htm

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