Comment les automates programmables communiquent-ils entre eux ?
Table des matières
De l'interaction série traditionnelle (RS-232/RS-485) aux solutions Ethernet industrielles modernes (EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP), ce court article décrit les approches typiques d'interaction PLC-à-PLC du point de vue d'un concepteur d'automatisation.
1. Pourquoi la communication entre automates programmables est-elle si importante ?
Dans les centres de production modernes, Automates programmables Les automates programmables ne sont plus des contrôleurs isolés. Ils constituent le « réseau neuronal » d'une ligne de production intelligente. Une interaction fiable avec les automates programmables permet :
- Fonctionnement coordonné entre plusieurs contrôleurs.
- Échange d'informations en temps réel avec les systèmes en amont/en aval.
- Diagnostic et suivi à distance.
- Un outil partagé pour une production optimisée.
Selon le document Industrial Automation Market 2024, plus de 681 TP6T d'équipements industriels nécessitent une interconnexion multi-PLC pour maintenir une production polyvalente et des conceptions évolutives.
2. Introduction des techniques d'interaction typiques avec les automates programmables industriels (API)
Les options de communication avec les automates programmables varient selon la marque du contrôleur, la distance de communication, les exigences en temps réel et le budget disponible. Les approches les plus courantes sont les suivantes :
1. Interaction des signaux point à point d'E/S
La forme de communication la plus simple, où les automates programmables échangent des informations à l'aide de facteurs d'E/S électroniques ou analogiques.
- Avantages : Simple, stable, peu coûteux
- Inconvénients : Capacité d'information extrêmement limitée, inadaptée aux échanges de données volumineux.
- Idéal pour : l'emboîtement standard ou la synchronisation d'outils de base.
2. Interaction série (RS-232/ RS-485)
Encore largement utilisé dans de nombreuses familles d'automates programmables.
| Attribut | RS-232 | RS-485 |
|---|---|---|
| Gamme | ≤ 15 m | ≤ 1200 m |
| Instruments pris en charge | Point à point | Plus de 32 nœuds |
| Méthode commune | Modbus RTU | Modbus RTU |
| Frais | Réduit | Outil |
3. Interaction Modbus (Modbus RTU/Modbus TCP)
L'une des méthodes d'interaction inter-marques les plus courantes. Elle est utilisée par la quasi-totalité des grandes marques, notamment : Omron, Siemens et Schneider.
- Modbus RTU : Système série.
- Modbus TCP : transmission plus rapide via Ethernet.
- Avantages : Installation basique et très simple, compatibilité exceptionnelle.
- Inconvénients : Modèle maître-serviteur, beaucoup moins adapté aux réseaux complexes.
De nombreux automates programmables (par exemple, Siemens, Schneider) proposent des collections Modbus préconfigurées pour simplifier la configuration.
4. Profibus-DP (Interaction DP)
Un bus de terrain traditionnel couramment utilisé dans les systèmes d'automatisation européens.
- Débit : Jusqu'à 12 Mbps.
- Nœuds : Environ 126.
- Idéal pour : E/S dispersées et installations de moyenne à grande taille.
5. Interaction Ethernet industrielle
Elle comprend Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT et d'autres technologies. Elle figure actuellement parmi les stratégies de communication les plus importantes et les plus tournées vers l'avenir.
| Procédure | Efficacité en temps réel | Application commune |
|---|---|---|
| Profinet | Haut | Systèmes Siemens |
| Ethernet/IP | Outil | Rockwell/Omron |
| EtherCAT | Très haut | Commande de mouvement, réseaux de servocommande |
Avantages : Haut débit, transfert de données important, grande flexibilité géographique
Inconvénients : Prix plus élevé, nécessite une administration réseau appropriée.
3. Actions secrètes lors de la configuration de l'interaction avec l'automate programmable
Bien que la procédure de configuration diffère selon la marque, tous les systèmes PLC nécessitent ces actions fondamentales :
1. Critères d'interaction au démarrage
Se compose généralement de :
- Adresse du nœud
- Débit en bauds
- Parité
- Bits d'arrêt
Les critères doivent correspondre sur les deux outils de connexion, sinon l'interaction ne peut pas être développée.
2. Lire et écrire des informations dans le programme PLC
Chaque marque fournit des instructions précises, par exemple :
- Siemens : MBUS, MB_MASTER, MB_CLIENT.
- Omron : Lien Web vers les informations sur les étiquettes RXDU/TXDU ou EtherNet/IP.
- Mitsubishi: Directives RS, ZR.
Conformément à ces directives, les outils Maître et Serviteur échangent des signes, des petits éléments et des blocs d'informations.
4. Comparaison des techniques d'interaction PLC (tarif, coût, portée, applications)
| Technique | Taux | Frais | Gamme | Utilisation normale |
|---|---|---|---|---|
| Signaux d'E/S | ★ | ★ | ≤ 10 m | Imbrication fondamentale |
| RS-232 | ★ ★ | ★ | ≤ 15 m | Point à point |
| RS-485 | ★ ★ | ★ ★ | ≤ 1200 m | RTU multi-nœuds |
| Profibus-DP | ★ ★ ★ | ★ ★ | ≤ 100 m | Contrôle dispersé |
| Modbus TCP | ★ ★ ★ | ★ ★ | dépendant du réseau local | Interaction inter-marques |
| Ethernet industriel | ★ ★ ★ ★ | ★ ★ ★ | 100 m (cuivre) | Installations de fabrication intelligentes, contrôle des mouvements |
5. Comment choisir la bonne approche d'interaction avec un automate programmable ?
Le choix d'une conception de communication idéale nécessite l'évaluation de 3 aspects considérables :
( 1) Quantité d'information
- Tiny : E/S ou RS-232
- Outil : RS-485/Modbus
- Énorme : Ethernet industriel
( 2) Efficacité en temps réel
- Contrôle des mouvements : EtherCAT
- Automatisation générale : Profinet/Ethernet/IP
- Réseaux de bus de terrain : Profibus
( 3) Évolutivité du système
- Systèmes multi-nœuds : RS-485/ Profibus/ Ethernet.
- Combinaison inter-marques : Modbus TCP
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Conclusion
Les méthodes d'interaction entre automates programmables industriels (API) varient, allant des interfaces utilisateur série classiques aux systèmes Ethernet industriels sophistiqués. Chaque technologie moderne présente des avantages spécifiques, adaptés aux exigences de la tâche. Les concepteurs doivent évaluer des aspects tels que la portée, la réactivité, le volume de données et le coût pour choisir la solution la plus appropriée.
Que vous mettiez en œuvre un verrouillage d'outils fondamental ou que vous construisiez un système de production intelligent complet, une interaction fiable avec les automates programmables est la base de la sécurité de l'automatisation.
Si vous avez besoin d'aide pour choisir la conception d'interaction idéale ou pour vous procurer des produits d'automatisation Omron, Siemens ou Mitsubishi, n'hésitez pas à nous appeler pour obtenir des conseils techniques et une disponibilité d'approvisionnement en temps réel.
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