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Bus de terrain
Les réseaux industriels peuvent être complexes. Dès les années 80, il était clair que pour la commande numérique d'un système, il fallait que la communication entre les participants du système soit aussi parfaite que possible. Pour automatiser progressivement un système, il fallait donc relier le plus grand nombre possible d'appareils à la commande du système. Mais le plus grand nombre possible d'appareils impliquait généralement un câblage très important, car le câblage était toujours effectué en parallèle et tous les participants étaient câblés individuellement avec la commande.
Le souhait d'un câblage en série se rapprochait. La technique du bus de terrain, créée à l'époque, communique donc via un seul câble et transmet les informations - sous forme de bits - les unes après les autres, au lieu de les transmettre en parallèle. On appelle bus de terrain un système de bus qui relie des capteurs et des actionneurs à un ordinateur de commande (API) pour l'échange d'informations. Une liaison de données est donc établie entre un API et différents appareils via des lignes de bus.
La plupart des bus de terrain sont basés sur le principe maître-esclave. Le maître est responsable de la commande du processus, les esclaves exécutent les tâches de communication qui leur sont attribuées.
La norme internationale CEI 61158 (Industrial communication networks - Fieldbus specifications) définit dans sa première partie le concept qui se cache derrière les bus de terrain et standardise dans ses autres parties les différents systèmes qui peuvent être mis en place avec des bus de terrain.
Une solution pratique : les avantages de la technologie des bus de terrain
Les bus de terrain communiquent uniquement via UN seul câble. Cela offre les avantages suivants :
| Avantage | Explication |
|---|---|
| Simplicité | La communication se fait par un seul câble, ce qui rend le projet de planification autour de l'installation d'un système de bus de terrain rapide et simple. Un seul câble signifie des frais d'installation réduits et des armoires de commande simplifiées. |
| Fiabilité | Les trajets courts des signaux au sein du système de bus de terrain augmentent la fiabilité de la communication. Grâce à la voie de communication maître-esclave, il en résulte presque automatiquement une sécurité contre les collisions. |
| Sécurité contre les perturbations |
Un système de bus de terrain offre une protection accrue contre les perturbations, en particulier pour les valeurs analogiques. |
| Standardisation | Les protocoles des systèmes de bus de terrain sont normalisés et peuvent fonctionner avec différents appareils de différents fabricants. En tant que client, on n'est pas limité à un seul fabricant. |
| Flexibilité | Le système est facilement extensible, l'ajout de capteurs et d'actionneurs est possible de manière flexible. |
| Conversion | La technique du bus de terrain s'intègre souvent bien dans les systèmes Ethernet, ce qui permet de changer facilement de technologie. |
Les avantages sont toutefois contrebalancés par les inconvénients que présente la technologie des bus de terrain.
Il s'agit notamment de temps de réaction plus longs et de coûts plus élevés, car les différents composants du bus de terrain sont beaucoup plus chers que les composants alternatifs des systèmes de communication.
LE BON CHOIX: CARACTÉRISTIQUES DES BUS DE TERRAIN
Un système de bus de terrain est rarement choisi en fonction de critères techniques, mais plutôt en fonction du type d'automate programmable industriel (API) utilisé. Chaque fabricant d'API favorise et optimise ensuite une technologie de bus de terrain pour ses applications, afin que les capteurs et les actionneurs puissent échanger des informations sans interférences ni retards.
Tous les bus de terrain ont la même fonction de base de transmission cyclique des données d'entrée et de sortie. Les différences techniques entre les différents systèmes de bus de terrain résident dans:
- la longueur de câble maximale atteignable
- nombre maximal d'octets de données par paquet de données
- étendue des fonctions
- forme de la topologie (par ex. étoile, anneau, arbre)
- moyen de transmission (cuivre, ondes lumineuses, radio)
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