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réseaux locaux industriels

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par farhat benighil
université d'ANNABA - licence Automatique 2007
  

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1 INTRODUCTION

_ Les réseaux locaux industriels ont été introduits petit à petit dans les systèmes automatisés, à des stades divers selon les domaines d'application. Ils sont nés avec le développement de l'électronique et des matériels numériques programmables. L'apparition des régulateurs numériques et des automates programmables a conduit les offreurs à mettre sur le marché des réseaux pour les interconnecter et rapatrier à moindre coût de câblage les informations nécessaires à la conduite par les opérateurs dans les salles de commande. C'est ainsi qu'est né le réseau WDPF de Westinghouse (Jeumont- Schneider en France) dans les années 70. Ce réseau était essentiellement utilisé dans les processus continus, les premiers à être automatisés et à innover dans les nouvelles technologies de l'automatique et de l'informatique industrielle. Puis est né le réseau MODBUS (MODicon BUS) de Gould Modicon, pour coordonner les activités sises sur plusieurs automates. Dans les processus continus, des calculateurs dits d'optimisation étaient utilisés de longue date pour envoyer des consignes sous forme d'aides aux opérateurs. Il est apparu utile de les connecter d'une part aux stations de travail des opérateurs et d'autre part aux équipements qui pilotent les machines de production. Le grand développement des réseaux locaux industriels date du début des années 80. Le projet MAP naît aux États-Unis, la notion de réseau de terrain émerge sous le nom de réseau ou bus d'instrumentation en 1982 avec la naissance du projet

FIP en France

_ Parallèlement à ces projets de réseaux ouverts, donc ayant vocation à devenir des normes internationales, en l'absence de normes, et devant l'intérêt croissant des réseaux, de nombreux réseaux locaux industriels privés voyaient le jour chez tous les constructeurs et chez des offreurs indépendants. En France, la société Gixi sortait Gixinet, issu d'un brevet français sur l'accès à un bus par une technique à jeton. La société Apsis, puis Aptor, actuellement filiale de Cap Gemini, proposait les premières versions du réseau FACTOR. La société Compex construisait le réseau LAC. Les constructeurs d'automates programmables proposaient (la liste est loin d'être exhaustive) Sinec (Siemens), Data Highway (Allen Bradley), Tiway (Texas Instruments), Unitelway (Télémécanique), Jbus (April), Sycoway (CGEE-Alsthom devenu Cegelec). Les services fournis par les premières versions de ces réseaux étaient le rapatriement d'informations vers des postes de commande centralisée, la lecture et l'écriture de variables, le démarrage ou la gestion de programmes, leur téléchargement et quelques fonctions de service que l'on placerait maintenant dans la gestion de réseau. Certains peuvent être considérés comme les ancêtres des réseaux de terrain quand ils offraient la possibilité de connecter des entrées/sorties déportées. Chaque constructeur choisissait son profil à partir de normes existantes dans les couches basses et définissait des services et protocoles que l'on peut qualifier d'application adaptés à ses clients et à ses marchés.

Ces réseaux utilisaient certains des protocoles développés pour les télécommunications avec quelques adaptations aux contextes de réseau local et du milieu industriel. Par exemple le protocole HDLC a inspiré bon nombre de protocoles de liaison de données, certes avec des simplifications; les concepts de station maître et de station esclave étaient directement repris des réseaux de transmission de données des années 1960. La principale innovation de ces réseaux fut d'introduire la notion de « données globale ». Ces informations répertoriées issues de chacune des stations étaient transmises périodiquement à toutes les autres de façon à maintenir un état global approché du système. Notons que cette innovation était due, et particulièrement favorisée par lui, au fonctionnement des équipements raccordés qui étaient essentiellement des automates programmables à système exécutif mono tâche périodique (on dit aussi parfois synchrones). Le réseau tentait de reproduire le système d'entrées-sorties.

Le développement de ces réseaux a accompagné celui des architectures des systèmes. Il est difficile de distinguer celui des deux phénomènes qui a précédé l'autre ; ils se sont mutuellement favorisés.

_ Il faut toutefois distinguer dans cette profusion de produits, en général incompatibles, les réseaux privés des constructeurs d'automates de ceux de sociétés non constructeurs d'équipements, mais plutôt sociétés de service, qui devaient pour leurs clients connecter des équipements hétérogènes grâce à leur réseau. C'est ainsi que sont nés les « communicateurs » qui étaient des appareils de raccordement des automates ou des calculateurs au réseau. Ils implémentaient quelques couches du profil du réseau. Les équipements y étaient raccordés par des lignes séries synchrones ou asynchrones, ou par des liaisons parallèles comme le standard GPIB. Ultérieurement, ces fonctions de communication ont été implantées sur des cartes compatibles aux bus internes des machines, et enfichables directement dans les « racks ».

À l'origine, ces réseaux étaient conçus à partir des connaissances issues des télécommunications en reprenant des protocoles existants. Ce n'est que dans une deuxième étape que l'analyse des architectures des systèmes automatisés a conduit à identifier des besoins spécifiques et donc à définir des services et des protocoles spécifiques au(x) domaine(s) industriel(s).

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