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Communication industrielle avec PROFINET


PROFINET est plus qu'un protocole de transmission de données basé sur la technologie Ethernet. Il s'agit d'un standard qui met en place des réseaux performants et, par conséquent, permet une automatisation efficace dans les usines intelligentes. PROFINET est indispensable dans les environnements industriels.

Vous voulez savoir à quoi ressemble la communication de données avec PROFINET, quelles exigences doivent être remplies et à quoi vous devez faire attention lors de la sélection des produits ? D'un point de vue pratique, nous pouvons répondre directement à vos questions dans le texte ci-dessous. 
 

En savoir plus sur nos produits PROFINET

Ethernet et PROFINET – une explication simple

PROFINET – Création et normalisation


Le système Ethernet industriel PROFINET a été développé par Siemens AG en collaboration avec l'organisation des utilisateurs PROFIBUS & PROFINET (PNO). Cette organisation d'utilisateurs est désormais active dans le monde entier et compte des centaines de membres. 


LAPP participe également en collaborant activement aux groupes de travail respectifs. 


Le système PROFINET est spécifié à l'échelle internationale dans la norme IEC 61918 « Industrial communication networks – Installation of communication networks in industrial premises » pour le câblage à l'intérieur et entre les îles d'automatisation et les îles de fabrication. L'infrastructure spécifique pour les solutions de câblage et de raccordement PROFINET est elle-même normalisée dans la norme IEC 61784-5-3. Elle englobe à la fois les supports de transmission à base de cuivre et optiques ainsi que la transmission de données sans fil. La « PROFINET Cabling and Interconnection Technology Guideline » est établie par un groupe de travail au sein du PNO. Cette directive reprend la norme IEC 61784-5-3.

Quels avantages PROFINET offre-t-il ?


PROFINET réunit les avantages de nombreux autres standards de protocole :

Compatibilité

  • Compatibilité Ethernet à 100 %
  • Interopérabilité des composants compatibles PROFINET grâce à la standardisation
  • Intégration facile des systèmes de bus de terrain

Intégration

  • Flexibilité dans la gamme de fonctions grâce à la structure modulaire selon les classes de conformité
  • Systèmes facilement extensibles
  • Intégration facile des systèmes de bus de terrain

Sécurité

  • Faible entretien du réseau
  • Concepts de sécurité et de diagnostic éprouvés
  • Communication en temps réel évolutive
  • Les composants soumis à la certification garantissent une fiabilité élevée du système

Quelles variantes PROFINET existe-t-il ?


Le système PROFINET le plus apprécié est PROFINET IO (Input/Output), lancé en 2006. Le système de communication PROFINET IO est modulaire et peut être installé dans différentes variantes. L'éventail varié des fonctions permet de concevoir un réseau d'entreprise de différentes manières. Étant donné que chaque installation d'automatisation pose ses propres exigences en matière de transmission de données, l'opérateur de l'installation décide de la fonctionnalité requise sur la base de ce qu'on appelle les classes de conformité.

Quelles sont les différentes classes de conformité offertes par PROFINET ?


Les applications possibles sont réparties en quatre classes de conformité, qui déterminent par exemple les types d'appareils utilisables (commandeur, appareil, superviseur), le support de transmission utilisé et le type de communication. Ceci garantit que les composants d'une classe sont toujours compatibles et répondent aux exigences nécessaires. Une classe complète la gamme de fonctions de la classe inférieure avec d'autres fonctionnalités. 
 

Remarque : Lors du choix de vos composants, assurez-vous qu'ils correspondent à la classe de conformité que vous avez choisie pour votre système d'automatisation.
 

Classe de conformité

Support de transmission utilisé

Exemples d'applications typiques

Exemples de la portée des fonctions

CC-A

Fil en cuivre

Câble à fibres optiques

Sans fil

Pour les réseaux d'infrastructure et l'automatisation des bâtiments

  • Communication cyclique en temps réel via RT
  • Communication acyclique via TCP/IP

CC-B

Conducteurs en cuivre et câbles à fibre optique

Pour l'automatisation de fabrication et de processus

  • Détection de voisinage via LLDP
  • Diagnostic de réseau via SNMP
  • Communication redondante grâce à deux contrôleurs IO

CC-C

Pour les applications Motion Control

  • Communication isochrone via IRT pour synchronisation de temps
  • Réservation de la bande passante

CC-D

Pour diverses applications

  • Fonctionnalité identique à CC-C, mais les actions sont réalisées via des normes Time-Sensitive Networking (TSN)

Comment s'effectue le câblage dans le réseau PROFINET ?


Le document Guideline for PROFINET spécifie la structure et les propriétés mécaniques et électriques des câbles en cuivre, des câbles hybrides en cuivre et des câbles en fibre optique qui peuvent être utilisés dans les réseaux PROFINET. En fonction du type de câble, il s'agit également d'exigences concernant les points suivants

  • Repérage de câbles,
  • Couleurs d'identification des conducteurs,
  • Type de blindage,
  • Couleur de la gaine extérieure,
  • Valeurs ohmiques,
  • Valeurs d'affaiblissement,
  • Plages de fréquence,
  • Résistance à la température,
  • Non-propagation de la flamme et bien plus encore. 

Guide PROFINET

Ce guide décrit l'infrastructure passive des réseaux PROFINET spécifiée dans les normes IEC 61918 et IEC 61784-5-3 à l'intérieur et entre les îlots d'automatisation.
En savoir plus

Quels câbles conviennent pour PROFINET ?


Spécification pour les câbles en cuivre


Pour les câbles en cuivre, quatre types de câbles ont été définis, à la fois pour les câbles à 2 et 4 paires.

Un aperçu des exigences des câbles en cuivre (transmission de signaux uniquement) :

Type de câblePoseConducteurMontage apparent
Type A
  • Pour une installation fixe
  • Aucun mouvement après l'installation
Conducteur à âme massive2 paires : AWG22/1
4 paires : min. AWG23/1
Type B
  • Pour une installation flexible
  • Mouvement occasionnel du câble après montage
Conducteur toronné flexible, 7 brins2 paires : AWG22/7
4 paires : min. AWG23/7
Type C
  • Pour les applications spéciales
  • Par ex. utilisation en chaînes porte-câbles ou utilisation avec charge de torsion
Brin massif ou conducteur toronné flexible, jusqu'à 19 brins2 paires : AWG22/1 … 19
4 paires : min. AWG24/1 ... 19
Type R
  • Pour les applications robotiques
2 paires : AWG22/1 … 19

Fast Connect pour PROFINET


Bon nombre de nos câbles de transmission de données PROFINET possèdent une structure « Fast Connect (connexion rapide) » avec une gaine intérieure spéciale et un séparateur transversal au lieu de paires de conducteurs blindées (identifiable par le FC dans le nom du produit). Lors de l'assemblage du câble de transmission de données avec un connecteur approprié, il n'est donc pas nécessaire d'éliminer le blindage par paires.


Un système Fast Connect (connexion rapide) représente une solution globale, du câble à la solution de connecteur jusqu'à l'outil adapté. 


Avec les produits FC, vous gagnez jusqu'à 50 % de temps lors de l'assemblage de votre câble de données. Génial, pas vrai ? 


Découvrez à quel point le système Fast Connect (connexion rapide) est simple et à quelle vitesse il vous permet de réaliser l'assemblage de câbles. 

HowTo : Système de raccordement rapide pour Cat. Câbles 6a et connecteur RJ45

Spécifications pour câbles à fibre optique


Deux types de câbles ont été définis pour les câbles à fibre optique POF, PCF et GOF.

Un aperçu des exigences des câbles à fibre optique (transmission de signal optique) :

Type de câblePoseMontage apparentDiamètre du conducteur/gaine
Type B
  • our une installation fixe ou
  • Pour une installation flexible
  • 2 fibres POF : conducteur et gaine en plastique
  • 2 fibres PCF : conducteur en verre, gaine en plastique
  • 2 fibres GOF : conducteur et gaine en verre
  • POF : 980/1 000 µm 
  • PCF : 200/230 µm
  • GOF singlemode : 9/125 µm
  • GOF multimode: 50/125 µm ou 62,5/125 µm
Type C
  • Pour les applications spéciales
  • Par ex. utilisation en chaînes porte-câbles ou utilisation avec charge de torsion

Tous les voyants au vert ?


La couleur de la gaine extérieure des câbles PROFINET est d'ailleurs prédéfinie et un repère assez clair (du moins pour les câbles de type A et de type B) : vert RAL6018.


Elle est à utiliser en priorité pour les types C et R.

HITRONIC® GOF DUPLEX PNB

Quels connecteurs conviennent pour PROFINET ?


La directive PROFINET spécifie différents types de connecteurs pour la technique de raccordement – à la fois pour le câblage dans les zones protégées comme dans les armoires de commande, où un indice de protection inférieur est requis, mais aussi pour le câblage sur le terrain avec des exigences plus élevées en matière de connecteurs résistants à la saleté et à l'humidité. 
 

Spécification pour connecteurs en cuivre


Pour la transmission de données d'Ethernet industriel dans le système PROFINET, deux normes ont été établies du côté des connecteurs en cuivre : RJ45 et M12.

Récapitulatif des exigences en matière de connecteurs pour câbles en cuivre :
 

Type de connecteurClasse de connecteurIndice de protectionForme du connecteurVitesse de transmission
RJ45Pour les environnements protégésIP 20Pour câbles à 2 et 4 pairesJusqu'à 100 Mbit/s
Jusqu'à 10 Gbit/s
M12 détrompage DPour les applications sur le terrainIP 67Pour câbles à 2 pairesJusqu'à 100 Mbit/s
Détrompage X M12Pour câbles à 4 pairesJusqu'à 10 Gbit/s

Les assemblages Ethernet de LAPP

Il est essentiel que les connecteurs avec possibilité d'assemblage sur site soient aussi faciles à raccorder que possible et sans outillage spécial. De plus, les connecteurs doivent pouvoir être connectés avec le plus grand nombre de câbles possible. Cela signifie qu'ils couvrent une large gamme en ce qui concerne les sections et diamètres des conducteurs, la structure des conducteurs et les diamètres extérieurs des câbles.

Spécification pour connecteurs à fibre optique


Les normes suivantes ont été établies pour les connecteurs optiques pour la transmission de données d'Ethernet industriel dans les systèmes PROFINET.

Récapitulatif des exigences des connecteurs pour câbles à fibre optique :

Vers les assemblages de fibre de verre de LAPP
Type de connecteurClasse de connecteurIndice de protectionType de fibre
SC-RJPour les environnements protégésIP 20Pour POF, PCF
STPour POF, PCF, mais uniquement pour les installations existantes
LC DUPLEXPour GOF

Envie de plus ?


Qu'il s'agisse de câbles PROFINET à 4 ou 8 conducteurs de la marque ETHERLINE® ou de câbles à fibre optique sous forme de variantes POF, PCF ou GOF de notre gamme HITRONIC®, le groupe Lapp a la bonne solution de câblage pour votre application PROFINET. Voici quelques points forts de notre boutique en ligne :
 

Câbles en cuivre