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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
Solutions de communication et centralisation de données 315 octobre 2004
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 ».
Solutions de communication et centralisation de données 415 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 515 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 615 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 715 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 815 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 915 octobre 2004
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
PC PC SupervisionSupervision
Main FrameMain FrameGPAOGPAO
Communication entre îlots d’automatismes
PC PC SupervisionSupervision
ServicesServices
Sommaire
Solutions de communication et centralisation de données 1015 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1115 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1215 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1315 octobre 2004
Supervision : quelques logiciels
Vijeo LookMonitor Pro
WinCC
PCVue32
Panorama
InTouch
Citect
Wizcon, Factorylink, Cimview, Fdc, Winlab, Cimplicity, Isis3000, Processyn, ...
Solutions de communication et centralisation de données 1415 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1515 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1615 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 1715 octobre 2004
Paramétrage du TSX 57 Premium
Configuration matérielle
Sommaire
Coupleur ETY Adresse IP Adresse X-Way
Solutions de communication et centralisation de données 1815 octobre 2004
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)
Solutions de communication et centralisation de données 1915 octobre 2004
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/
Solutions de communication et centralisation de données 2015 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 2115 octobre 2004
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 :
Solutions de communication et centralisation de données 2215 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 2315 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 2415 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 2515 octobre 2004
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, ...
Solutions de communication et centralisation de données 2615 octobre 2004
Les solutions OPC
Schneider-Electric OFS : OPC Factory Server
Siemens OPC Server
Applicom International Direct-Link 3.7 : SW 1000 ETH / SER
Solutions de communication et centralisation de données 2715 octobre 2004
Woodhead - Applicom Internationalhttp:// www.applicom-int.comhttp://www.woodhead.com/
Woodhead Software & Electronics76320 Caudebec-lès-Elbeuf
Mise en oeuvre
Solutions de communication et centralisation de données 2815 octobre 2004
Acquisition sous Visual Basic - La fiche
Solutions de communication et centralisation de données 2915 octobre 2004
Acquisition sous Visual Basic - Le code
Solutions de communication et centralisation de données 3015 octobre 2004
Acquisition sous Excel - La fiche
Solutions de communication et centralisation de données 3115 octobre 2004
Acquisition sous Excel - Le code du classeur
Solutions de communication et centralisation de données 3215 octobre 2004
Acquisition sous Excel - Le code de la fiche
Solutions de communication et centralisation de données 3315 octobre 2004
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
Solutions de communication et centralisation de données 3415 octobre 2004
Stockage de données : le code
Solutions de communication et centralisation de données 3515 octobre 2004
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.
Solutions de communication et centralisation de données 3615 octobre 2004
Pour compléter ... http://www.siemon.com/fr/white_papers/ethernet-ip.asp http://www.jautomatise.com/White/Internet/WParc.htm