cifX : présentation

Bonjour,

Je poursuis mon tour d’horizon des produits Hilscher avec la gamme des cartes pour PC cifX.

Pour le monde PC, Hilscher propose donc une gamme de cartes de communication industrielle dans à peu près tous les facteurs de forme, pour les protocoles les plus répandus et en version maitre ou esclave.

Ces cartes sont utilisées pour des bancs de test et de mesure ou des solutions d’automatisme évoluées intégrant un automate conforme à la norme IEC 61131-3, voire IEC 61499.

Dans une architecture de contrôle-commande traditionnelle on trouve un automate qui assure l’acquisition des signaux tout ou rien et analogiques en provenance du procédé contrôlé, applique les lois de commande selon des algorithmes de traitement, (combinatoire, séquentiel, boucle de régulation…) et affecte les commandes aux actionneurs.

En général, on trouve également une Interface Homme-Machine ou IHM qui permet aux opérateurs d’interagir avec la machine et le procédé, sous la forme d’un terminal opérateur, interface locale, ou d’un système de supervision ou SCADA.

Cette architecture a fait le bonheur des automaticiens car les éditeurs leur ont dédié des outils de développement, langages de programmation et plateformes matérielles adaptés et ils n’avaient pas à subir les affres des PC, au moins sur la plateforme d’exécution, l’automate.

Cependant cette architecture a ses limites et la plateforme PC ses avantages.

Lorsqu’il est nécessaire de faire de l’acquisition rapide, des traitements élaborés (synchronisation sur événement, filtrage, stockage en volume, historisation, visualisation façon oscilloscope…) le PC et ses performances de plus en plus conséquentes et économiques fait la différence.

Sur ce même PC, on fera tourner un logiciel de vision pour contrôler la validité d’une pièce ou d’un échantillon, une base de donnée pour obtenir des paramètres procédé ou stocker les données de fabrication (traçabilité), un automate logiciel pour piloter les organes, et l’IHM locale.

Pour s’interfacer avec l’automate qui pilote la ligne de production, on choisira alors une carte cifX esclave en fonction du protocole compris par cet automate, par exemple PROFINET ou PROFIBUS pour un automate Siemens de la gamme S7®.

Pour piloter des capteurs / actionneurs, on utilisera une ou plusieurs carte(s) cifX maitre(s), choisie(s) en fonction des équipements qui conviennent le mieux à l’application et non en fonction des protocoles disponibles sur telle ou telle gamme d’automates.

On pourra notamment sélectionner capteurs, actionneurs et bus de terrain en fonction du client ou du marché, (Asie, USA, Europe…) tout en conservant le programme applicatif.

Ainsi, quel que soit le format du PC et des connecteurs d’extension, le système d’exploitation ou le bus de terrain, les cartes Hilscher cifX offrent une interface commune qui permet de s’affranchir de ces différences.

Une librairie est fournie avec les pilotes, que l’on peut employer depuis un applicatif écrit en langage C, C++, .Net, et autres.

On pourra mettre en œuvre également les solutions d’automatisme sur PC comme :

  • ISaGRAF sur MS Windows, Interval Zero RTX, Linux et QNX, (pilotes développés chez Hilscher France)
  • Siemens WinAC RTX, (pilote développé chez Hilscher France).

Puisque tout le monde le demande, je ferai bientôt un article sur chacune de ces solutions. 😉

Cordialement,
Stéphane

netTAP : Schneider Electric meets Siemens

Bonjour,

Après avoir présenté d’une manière générale les passerelles Hilscher netTAP, je souhaite vous fournir un exemple emblématique de leur utilisation.

Dans ce qui suit je vais donc m’attacher à démontrer que les mondes Schneider Electric et Siemens ne sont pas si étanches qu’il y parait.

Étant donnée la diffusion des équipements de ces fabricants on conçoit qu’il soit nécessaire de temps à autre de les faire communiquer ensemble. Ce qui n’est pas automatique car les protocoles de communication supportés en standard par ces équipements ne sont pas directement compatibles.

Parmi les protocoles disponibles dans les automates Schneider Electric figure en bonne place Modbus, en version série (Modbus RTU) ou en version Ethernet TCP/IP (Open Modbus TCP).

Récemment Ethernet/IP, protocole développé par le consortium ODVA que Schneider Electric a rejoint, a fait son entrée dans le monde Schneider Electric.

Côté Siemens PROFIBUS est disponible depuis la gamme S5 et PROFINET, son descendant sur Ethernet est présent sur la plupart des CPU récentes.

S’il existe des solutions intégrées comme les coupleurs PROFIBUS pour automates Schneider Electric ou Modbus RTU / TCP pour les automates Siemens, elles ne sont pas nécessairement faciles à mettre en œuvre ou très économiques.

Aussi, la solution passerelle Hilscher netTAP peut-elle tirer son épingle du jeu en proposant toute sorte de combinaison protocolaire adaptée au besoin. Chaque camp conserve sa technologie, outils et licences optionnels ne sont plus requis.

On trouve dans la gamme Hilscher netTAP les solutions suivantes :

  • PROFIBUS / Modbus RTU
  • PROFINET / Modbus RTU
  • PROFIBUS / Modbus TCP
  • PROFINET / Modbus TCP
  • PROFIBUS / Ethernet/IP
  • PROFINET / Ethernet/IP
  • Etc…

L’exemple proposé met en œuvre une combinaison Open Modbus TCP côté Schneider Electric et PROFIBUS DP côté Siemens.

D’un côté nous avons donc une configuration automate Modicon M340 composée de :

  • BMX P34 1000 / CPU 340-10 Modbus
  • BMX NOC 0401 / Coupleur Ethernet/IP et Modbus TCP

De l’autre, une CPU S7 315-2DP Siemens équipée donc d’un port PROFIBUS que nous configurerons en maitre :

  • 6ES7 315-2AG10-0AB0

Au milieu, une passerelle Hilscher netTAP disposant d’une connectivité Ethernet et d’une connectivité PROFIBUS :

  • NT 100-RE-DP

Le programme exemple pour l’automate Schneider Electric M340 contient :

  • la configuration de l’automate avec la fonction IO Scanning montrant les requêtes suivantes :
    • lecture seule de 32 mots (FC3),
    • écriture seule d’un mot (FC6),
    • écriture seule de 64 mots (FC16),
    • lecture de 32 mots / écriture de 32 mots combinées (FC23).
  • une table d’animation présente les variables relatives aux requêtes.

Il est disponible ici.

Le programme de la CPU Siemens S7 contient :

  • la configuration de la CPU, on aura pris soin d’importer le fichier GSD de la passerelle dans le catalogue matériel.
  • le programme principal OB1 utilise les fonctions DPRD_DAT (Read Consistent Data of a Standard DP Slave) et DPWR_DAT (Write Consistent Data to a Standard DP Slave).
  • une table de variables affiche les données des modules définis.

Il est à votre disposition .

Enfin, la configuration de la passerelle :

  • après avoir chargé le firmware qui va bien, NTOMBDPS.NXF, comme évoqué ici,
  • on configure les paramètres côté Open Modbus TCP,
  • puis côté PROFIBUS DP. Ce n’est pas obligatoire mais on a inséré un module PROFIBUS pour chaque requête Modbus TCP, c’est plus cohérent, et on a intégré les états (status) de chaque côté dans les données de l’autre.
  • on termine par l’affectation (le mapping) des données,
  • et on n’oublie pas de transférer la configuration dans le netTAP.

La configuration de la passerelle peut être obtenue en suivant ce lien.

I can help…

Cordialement,
Stéphane

netTAP : mise en œuvre

Bonjour,

C’est de la mise en œuvre des passerelles Hilscher netTAP que je vais traiter ce tantôt.

Qu’est ce qu’une passerelle ?

Une passerelle permet de raccorder deux réseaux de communication employant des média et des interfaces physiques qui peuvent être différents. La passerelle dispose donc des interfaces nécessaires à chacune des connexions. Par exemple, de nombreux réseaux sont basés sur Ethernet dont le médium est la paire torsadée et les connecteurs des RJ45. Pour PROFIBUS DP, le médium est le fameux câble mauve, avec 2 conducteurs, et des connecteurs Sub-D9.

Ces réseaux emploient également des protocoles de communication différents. HTTP, SMTP, POP sont par exemple les protocoles utilisés pour le web et la messagerie. Un protocole spécifie les services et les données que des applications vont pouvoir utiliser et échanger.

Une passerelle dispose donc des piles de protocoles pour chacun des réseaux et d’une fonction qui permet d’établir une correspondance entre les données issues ou à destination de chaque réseau connecté.

 Configurer une passerelle netTAP

Le DVD des solutions passerelles que vous pouvez télécharger ici présente vidéos et tutoriels pour la mise en œuvre des passerelles netTAP.

Il contient le logiciel SYCON.net qu’il vous faudra installer ainsi que le pilote USB le cas échéant.

Les passerelles peuvent être configurées soit via un câble USB fourni soit via Ethernet selon le modèle.

Je vais en fournir brièvement les différentes étapes ci-après.

Pour chacune des versions matérielles il existe plusieurs combinaisons protocolaires disponibles, une combinaison étant implémentée par un firmware dédié. Pour donner un exemple, le firmware NTOMBDPS.NXF implémente une combinaison Open Modbus TCP / PROFIBUS DP esclave.

En fin de production, la passerelle est chargée en usine avec un firmware dit « de base » dont la fonction est de pouvoir communiquer avec l’outil de configuration SYCON.net qui va permettre la sélection et le téléchargement du firmware sélectionné par le client.

SYCON.net est le couteau suisse qui permet de configurer et de diagnostiquer tous les produits Hilscher et notamment les passerelles netTAP.

Après avoir choisi le matériel dans le catalogue présenté en le déposant sur le fil gris, un double clique ou un clique droit puis Configuration ouvre la boite de dialogue.

Avant de pouvoir transférer un firmware ou une configuration il est indispensable d’indiquer à l’outil par quel moyen il peut établir la communication et avec quel équipement il doit le faire. C’est l’étape d’assignation de l’équipement.

Deux listes déroulantes permettent de spécifier chaque côté de la passerelle. Une sélection de firmware est proposée et l’on peut procéder au téléchargement. Lorsque le netTAP a reçu sa fonctionnalité, le firmware, il est temps de le paramétrer. Le choix des interfaces est figé car toute la configuration en découle. En cas d’erreur il suffit de recommencer la sélection.

Il faut donc définir les paramètres de chaque côté. Pour Open Modbus TCP ce sera les paramètres TCP/IP comme l’adresse, le masque de sous réseau, etc… Pour PROFIBUS DP, l’adresse PROFIBUS, les modules d’entrée / sortie…

Puis établir la correspondance des données, le mapping dans la terminologie anglo-saxonne. Dans SYCON.net cela se fait par glisser-déposer ou automatiquement.

Après validation, un clique droit puis Télécharger transfère la configuration au netTAP.

En mode connecté, le diagnostic est accessible pour chacune des trois composantes du système, la fonction passerelle et chacun des côtés.

Voilà, voilà…

Je suis là en cas de problème. 😉

Cordialement,
Stéphane

netTAP : introduction

Bonjour,

Aujourd’hui je vous présente la gamme netTAP, une gamme particulièrement riche de passerelles de communication industrielle permettant d’interconnecter quasiment tous types de réseaux.

Les passerelles netTAP ont remplacé la gamme illustre des convertisseurs de protocoles PKV dont il ne reste plus que quelques survivants.

Les premiers netTAP ont été les NT 30. Basés sur le processeur d’ancienne génération EC1, ils sont encore fabriqués car encore utilisés par nos clients mais leur fonction a été reprise par les NT 50, motorisés par la nouvelle génération de processeur Hilscher netX 50. Les NT 30 assurent des fonctions de conversion bus de terrain (PROFIBUS DP esclave, DeviceNet esclave et CANopen esclave) vers protocoles série (ASCII, 3964R et Modbus RTU maitre / esclave).

Les NT 40, également basés sur la technologie EC1, assurent quant à eux les fonctions de conversion Ethernet (Ethernet/IP esclave, Modbus TCP client / serveur et TCP/IP) vers protocoles série (ASCII, 3964R et Modbus RTU maitre / esclave). Le netTAP 50 reprend aujourd’hui la fonctionnalité des NT 40.

NT 100-RE-DP

Profitant du « System on Chip » Hilscher netX 100, le NT 100 est la passerelle la plus puissante, celle qui offre le plus de possibilités. A ce jour, elle dispose de plus de 150 firmwares correspondant à autant de conversions protocolaires sinon davantage selon ce qu’on compte. Bus de terrain vers protocole série, Ethernet Temps Réel vers protocole série ou bus de terrain vers Ethernet Temps Réel, en version maitre ou version esclave, le NT 100 permet toutes les acrobaties.

Avec les versions équipées d’un port série, il est possible d’utiliser les firmwares embarquant un environnement d’exécution netSCRIPT, netSCRIPT étant basé sur un langage de script Lua augmenté de fonctions d’accès au bus de terrain d’une part et au port série d’autre part. Cela permet de traiter tout protocole série au niveau de la passerelle et de disposer ainsi côté bus de terrain des données selon le format et l’organisation souhaités.

NT 50-DP-EN

La gamme netTAP 50 propose les solutions les plus économiques. Cependant, le choix de conversions est plus restreint.

Le netBRICK est une passerelle en version durcie et étanche permettant de raccorder des réseaux directement sur le terrain.

Enfin, le netLINK Proxy connecte directement un équipement PROFIBUS DP esclave sur un réseau PROFINET.

Tous les produits de la gamme netTAP sont configurés avec le même outil, SYCON.net.

Vous pouvez télécharger le DVD des solutions passerelles ici.

Dans ce DVD, vous trouverez toute la documentation mais aussi le logiciel de configuration, des vidéos, des tutoriels, des exemples, etc…

Merci pour votre attention.

Cordialement,
Stéphane

netLINK : contenu du DVD

Bonjour,

Le contenu du DVD fourni avec le netLINK et que l’on peut également se procurer ici mérite quelques explications.

Dans mon article introductif, j’ai présenté les différents usages possibles des produits de la famille netLINK / netTAP-MPI.

Quelques mots sur les licences :

  • Pour l’utilisation avec Step 7® il est nécessaire que le produit possède une licence IBH. C’est le cas d’office avec le NL 50-MPI. Il faut faire l’acquisition de cette licence optionnelle pour les NL-MPI et NT 40-MPI.
  • Pour l’utilisation des pilotes natifs disponibles pour certains SCADA vous aurez également besoin de faire l’acquisition d’une licence correspondante.

Il sera nécessaire selon le / les cas d’utilisation d’installer quelques logiciels et de consulter les documentations afférentes.

Si votre produit contient une licence IBH, il est préférable d’utiliser l’outil de configuration IBH Net car il possède des fonctions de diagnostic bien pratiques. Dans le cas contraire, l’utilisation de l’outil Hilscher SyCon est obligatoire.

Votre netLINK est une passerelle de communication, qui dispose pour tenir son rôle de deux interfaces, l’une Ethernet TCP/IP, l’autre PROFIBUS / MPI.

Pour pouvoir l’utiliser il faut configurer :

  • d’une part la passerelle elle-même, c’est à dire lui fournir ses paramètres TCP/IP côté Ethernet (BOOTP/DHCP/ Adresse fixe, masque de sous -réseau, adresse routeur…) et ses paramètres PROFIBUS / MPI (Profil de bus, adresse propre du netLINK, adresse maximale…).
  • d’autre part, les logiciels qui vont utiliser la passerelle, c’est à dire, leur indiquer au moins l’adresse IP de celle-ci.

Utilisation avec Step 7®

Pour faire court, l’utilisateur peut donc faire de la programmation, du débogage, etc… de ses programmes sous Step 7® et dans ce cas il sera nécessaire d’installer le pilote IBH Net pour lequel une licence est requise.

Ce pilote est fourni sur le DVD, en compagnie d’une ribambelle de logiciels, de documentations de produits de chez IBH Softec, et même leur site web que vous pouvez donc visiter hors ligne.

Vous pouvez l’installer depuis le DVD ou récupérer la toute dernière version ici.

Si vous aviez déjà installé une version précédente de ce pilote, je conseille de la désinstaller d’abord. Normalement, l’installation se déroule conformément aux attentes… 😉

L’installation terminée, on redémarre le PC et l’interface de « Paramétrage de l’interface PG/PC », offre maintenant le choix du netLINK. Je reviendrai ultérieurement sur la configuration.

Accessoirement, lors de l’installation du pilote IBH Net, un répertoire est créé, normalement « C:\IBH softec GmbH\IBH_Net » qui contient un grand nombre d’exemples d’utilisation pour différents systèmes d’exploitation et langages informatiques du marché, ainsi que de la documentation sur la communication inter automate.

Utilisation avec une application spécifique

Vous pouvez utiliser le netLINK pour accéder aux variables des automates en lecture / écriture depuis votre application :

  • soit en utilisant les objets fournis à l’installation du pilote IBH Net et dont des exemples d’utilisation sont également fournis, cf. le chapitre ci-dessus,
  • soit en utilisant l’interface protocolaire de la couche MPI définie par Hilscher, reposant sur un échange de messages (question réponse) dont la documentation est fournie sur le DVD, messages qui peuvent être échangés directement via les sockets TCP/IP ou indirectement via le pilote « Hilcher IP Driver ».

Le pilote « Hilcher IP Driver » a été créé afin que les utilisateurs des cartes de communication Hilscher CIF retrouve une interface connue. Il est donc constitué sur le modèle du pilote de ces cartes, le « CIF Device Driver ». Les manuels de ces pilotes figurent également sur le DVD netLINK.

Le protocole NetIdent

Les netLINK sont livrés avec des paramètres TCP/IP initialisés à 0. Cela évite notamment les problèmes de duplication d’adresse. Afin de paramétrer les netLINK, le protocole Hilscher NetIdent permet de retrouver les produits en utilisant un message UDP en broadcast. Les produits répondent ensuite en fournissant leur pedigree. Il est alors possible de leur attribuer une adresse IP provisoire qui va permettre leur configuration.

Le protocole PROFIBUS FDL

Comme indiqué dans l’introduction, ce protocole est utilisé dans certaines applications, notamment ferroviaire, comme l’est le CAN. Le netLINK offre l’accès à cette couche, toujours avec la même interface orientée message.

Utilisation avec ISO on TCP – RFC 1006

Avec ce protocole embarqué sur le NL 50-MPI, l’automate est vu par le SCADA ou le terminal opérateur comme un automate disposant d’un coupleur Ethernet ISO on TCP – RFC1006.

Utilisation des pilotes natifs SCADA

Se reporter à la documentation fournie par l’éditeur de votre système.

Merci pour votre attention.

Cordialement,
Stéphane