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Normes de protocole pour la communication industrielle

Interconnectez vos systèmes avec les normes de protocole pour l'industrie


À l'ère de la production entièrement automatisée et des usines intelligentes, la communication industrielle a besoin de normes de protocole robustes pour garantir une mise en réseau fluide, efficace et sûre des machines, des capteurs et des systèmes de commande. LAPP propose une gamme complète de produits pour les normes de protocole courantes, notamment PROFINET, EtherCAT, PROFIBUS, CAN-Bus, EtherNet/IP et plus. Seul un câblage adéquat permet aux entreprises d'atteindre un haut niveau d'interopérabilité, de maintenir l'intégrité des données et d'optimiser le fonctionnement des appareils de différents fabricants.

Découvrez comment les solutions de connectivité de LAPP peuvent améliorer vos communications industrielles et créer des réseaux fiables et à l'épreuve du temps qui augmentent la productivité et favorisent la transformation vers l'industrie 4.0.

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PROFINET

Tout connecté


La communication industrielle décrit la mise en réseau de machines et d'ordinateurs et constitue la base d'une production intelligente et mise en réseau. Ces systèmes industriels interconnectés sont également appelés Smart Factory.

Une communication commune pouvant simplifier, illustrer et améliorer les processus est établie à partir de capteurs, d'actionneurs et d'éléments de commande jusqu'aux systèmes de gestion des marchandises. Une telle communication, analogue au modèle de référence OSI, ne se limite pas au niveau réseau mais s'effectue de manière transversale.

La communication entre les différents participants au réseau d'un ou de plusieurs niveaux de réseau doit être unifiée afin que les appareils de différents fabricants se « comprennent » les uns les autres. Il faut donc un langage standardisé et accessible. La solution : des normes de protocole.
Dans les différentes couches du modèle de référence OSI, un grand nombre de protocoles de réseau différents dont nous ne traiterons pas en détail sont utilisés.


Parmi les protocoles les plus connus (qui constituent également la base de l'échange de données sur Internet) figurent :  

  • TCP : protocole d'échange de données entre les composants de réseau
  • FTP : protocole pour l'échange de fichiers sur Internet
  • HTTPS : protocole pour la transmission de données chiffrée sur Internet
  • IP, IPv4 et IPv6 : protocoles pour la vérification des adresses sur Internet
  • SMTP : protocole pour l'envoi d'e-mails

En toute sécurité


La communication entre les différents appareils du système réticulé s'effectue par Internet ou par d'autres réseaux LAN internes (Local Area Network). De tels réseaux représentent à la fois des opportunités et des défis. Les normes de protocole tiennent compte des valeurs suivantes :

  1. Intégrité (les données ne sont pas manipulées lors de la transmission de données)
  2. Confidentialité (les données sont traitées de manière confidentielle lors de la transmission de données)
  3. Vérifiabilité (l'identité de l'expéditeur et du destinataire est vérifiable)
  4. Traitement sans rupture des supports (un seul support est utilisé pour la transmission de données)

Tout est normalisé


La CEI (Commission Électrotechnique Internationale), a décrit, défini et standardisé un standard de communication pour l'automatisation industrielle dans une norme : CEI 60870 ou pour l'Allemagne : DIN EN 60870.

La norme comprend toute une série de spécifications qui ont été structurées dans une série de normes. La série de normes couvre les thématiques

  • de la technique des installations de commutation,
  • de la téléexploitation,
  • de la technologie de contrôle du réseau.

Les normes de protocole font partie du domaine thématique de la téléexploitation. La série de normes CEI 60870–5 est donc valide. Les parties de la norme prennent en compte différents aspects :

  • CEI 60870–5–1 : Formats de cadre de transmission de données
  • CEI 60870–5–2 : Procédures de transmission
  • CEI 60870–5–3 : Structure des données d'application
  • CEI 60870–5–4 : Définition et codage des éléments d'information
  • CEI 60870–5–5 : Fonctions d'application de base

Les éléments suivants sont également pertinents pour la définition des normes de protocole :

  • CEI 60870–5–101 : Norme relative à l'application pour les tâches à distance (communication en série)
  • CEI 60870–5–102 : Fonctions de base pour la transmission des valeurs numériques
  • CEI 60870–5–103 : Norme pour la transmission de signaux de protection et l'élimination des interférences (à l'intérieur d'une armoire de contrôle)
  • CEI 60870–5–104 : Norme relative aux applications pour les tâches à distance dans les réseaux IP

Les spécifications de la norme établissent une norme universelle, tout en laissant une marge de manœuvre pour les applications spécifiques à l'application.

Tout organisé - Topologies


En conséquence, les différents émetteurs et récepteurs du système de communication fonctionnent selon des règles bien définies pour permettre l'échange de données.
Pour connecter les différents appareils entre eux, il faut des commutateurs ou des routeurs qui assument une fonction de distribution dans le réseau. Ils veillent à ce que tous les participants du réseau établissent des connexions logiques.

Les connexions logiques sont définies dans les topologies de réseau. Celles-ci indiquent la disposition et la connexion des appareils dans un réseau.

Dans la topologie point à point, il n'existe qu'un raccordement simple et direct entre deux appareils. Les deux appareils peuvent utiliser ces connexions pour la communication mutuelle.

Dans la topologie point à multipoint, plusieurs appareils sont alimentés par un système central. Dans le système, chaque appareil possède un point de ramification commun dans la communication.

Dans la topologie en ligne, plusieurs appareils sont reliés entre eux. Un câble est posé entre les appareils. Les extrémités de la ligne sont chacune terminées par un appareil.

Dans la topologie de bus, tous les appareils sont reliés par un câble commun. Chaque appareil a accès aux signaux qui sont transmis par le câble.
Pour éviter les interférences sur le câble, les extrémités des câbles sont équipées d'une résistance de terminaison.

La topologie en bague est une section de câble fermée. Tous les appareils sont reliés entre eux par une bague de câble. Chaque appareil est ainsi muni d'un câble entrant et sortant.
Dans le cas de la topologie en étoile, il existe un composant du réseau central. Il s'agit généralement d'un hub ou d'un commutateur qui assume la fonction de distribution. Chaque appareil y est connecté par un câble.
La topologie en arbre est une version étendue de la topologie en étoile. Elle permet la mise en place de grands réseaux.
La topologie en mailles est un réseau décentralisé. Il n'y a pas de structures contraignantes et tous les nœuds réseau, c'est-à-dire tous les appareils, sont reliés les uns aux autres.
La typologie en tresse est une évolution tournée vers l'avenir de la typologie en étoile. Il n'y a pas de nœud central, mais les appareils sont reliés de manière redondante à une topologie structurée réticulée.