DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 1 PRÉSENTATION Services et équipements pour les réseaux industriels Manufacturier FORMATION EXPERTISE Process Infrastructure EQUIPEMENTS DEVELOPPEMENT Utilisateurs finaux - Constructeurs d’équipements - Constructeurs de machines - Intégrateurs ETHERNET INDUSTRIEL Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 2 FORMATION Transmettre la maîtrise de la technologie Fondamentaux Ingénierie Les réseaux de terrain manufacturiers Les réseaux de terrain process ETHERNET Industriel Présentation BACnet Présentation LONworks Terrain Certified PROFIBUS installer Certified PROFINET installer Installation, diagnostic et maintenance des réseaux ETHERNET industriel Certified PROFIBUS DP engineer Certified PROFIBUS PA engineer Certified PROFINET engineer AS-i MODBUS/TCP et série Switches industriels administrables CAN – CANopen HART - Les outils EDD et FDT/DTM BACnet engineer Introduction à OPC La CEM industrielle et les harmoniques Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 3 EXPERTISES Accompagner et optimiser vos projets de communication CONSEIL valider AUDIT vérifier DIAGNOSTIC dépanner analyse d’architectures - audits d’installations - analyse de performance - dépannage - prépré-certification … Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 4 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 5 IMMUNITÉ AUX INTERFÉRENCES Superposition des données et des perturbations CEM signal distordu corruption des données Solutions: Signal Différentiel OK Liaison différentielle CAN high speed: ISO 11898-2 CAN_H CAN_L Interférence CAN_H Signal Différentiel OK CAN_L Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 6 IMMUNITÉ AUX INTERFÉRENCES Liaison différentielle efficace contre les perturbations différentielles. Certaines perturbations persistent. Solutions: Câble avec paire torsadée Perturbation Courant induits dans les boucles adjacentes s'annulent Câble blindé Haute tension et HF Source d'interférence ex. Câble de puissance Perturbation évacuée à la masse Câble de signal ex. Instrumentation Perturbation Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 7 CATÉGORIES DE CABLES Pour éviter les erreurs de transmission, il est préférable de séparer les câbles CANopen des autres catégories de câbles. Catégorie I: câbles réseaux et bus de terrain (CANopen, PROFIBUS, ASi, etc.) Câbles basse tension avec signaux analogiques ou digitaux (4-20 mA,…) Câbles alimentations basse tension (≤60V) Catégorie II: Câbles DC >60V et ≤400 V Câbles AC >25V et ≤400 V Catégorie III: ≥ 20 cm ≥ 10 cm câble catégorie I câble catégorie II Câbles DC et AC >400 V Catégorie IV: ≥ 10 cm câble catégorie III ≥ 50 cm ≥ 50 cm Câbles avec risque d’arc électrique Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 ≥ 50 cm câble catégorie IV 8 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 9 CÂBLES POUR DIFFÉRENTES APPLICATIONS Pose: Fixe Flexible Chaîne porte-câble En guirlande Torsion Enterrée Longueur de segment Environnement: Extérieur (résistance aux UV) Températures extrêmes Anti-rongeurs Marin Agro-alimentaire Hybride (CAN + alimentation) Agressions chimiques Humidité Résistance au feu Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 10 CÂBLES: EXEMPLE DE RÉFÉRENCES Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 11 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 12 CONNECTEUR 9-POINTS SUB-D Peut intégrer la terminaison 1 entrée et 1 sortie Connecteur gigogne Patte Signal Description _ 1 Réservé 2 CAN_L CAN_L ligne bus dominant bas 3 CAN_GND Masse CAN 4 Réservé 5 (CAN_SHLD) Blindage CAN optionnel 6 GND Masse optionnelle 7 CAN_H CAN_H ligne bus dominant haut 8 Réservé 9 (CAN_V+) Alimentation externe positive optionnelle Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 13 AUTRES CONNECTEURS STANDARDS 5 broches mini-style 5 broches micro style (M12) Open style (bornier débrochable) RJ45 Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 14 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 15 RÉFLEXION: PRINCIPE Changement d’impédance: Réflexion d’une partie du signal sur une ligne Superposition du signal incident et réfléchi signal distordu corruption des données Réflexions à toutes les vitesses (au niveau des fronts) Plus sensible aux hautes vitesses, ou si grandes longueurs de câble. Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 16 SUPPRIMER LES RÉFLEXIONS: LA TERMINAISON Equipement n 120 Ω 120 Ω Equipement 1 118Ω < RT < 130Ω CAN_GND Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 17 LES RÉFLEXIONS À LA TERMINAISON 120Ω Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 18 SUPPRIMER LES RÉFLEXIONS: LA TERMINAISON Pour réduire les réflexions: ajout d’une terminaison à chaque extrémité du câble La terminaison consomme l’énergie du signal. Terminaison CAN: résistance de 120Ω 3 2 1 0 1 2 3 V Pas de terminaisons 3 2 1 0 -1 -2 -3 V Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 Terminaison à chaque extrémité 19 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 20 TOPOLOGIE POUR L’INDUSTRIE Topologie bus la plus linéaire possible. T = Terminaison on T T Nœud Nœud Nœud Nœud Nœud Nœud Éviter au maximum les dérivations Topologies en étoile, et anneaux sont à éviter. Topologies autres que bus peuvent théoriquement fonctionner mais sont plus délicates à fiabiliser (ex: où positionner les terminaisons?). Connecteur Sub-D bien adapté à la topologie bus Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 21 LONGUEUR LIMITE DES DERIVATIONS Préconisations CANopen pour les dérivations: Nœud Nœud Nœud Nœud Débit Longueur bus Longueur max. d'une dérivation Longueur totale max. de dérivations 1 Mbit/s, 25 m 1,5 m 7,5 m 800 kbit/s, 50 m 2,5 m 12,5 m 500 kbit/s, 100 m 5,5 m 27,5 m 250 kbit/s, 250 m 11 m 55 m 125 kbit/s, 500 m 22 m 110 m 50 kbit/s, 1000 m 55 m 275 m 20 kbit/s, 2500 m 137,5 m 687,5 m 10 kbit/s, 5000 m 275 m 1375 m Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 22 CÂBLAGE RÉSEAU Réseau CAN (127 nœuds max.): peut comporter plusieurs segments électriques CAN 30 nœuds max par segment Distance limitée par segment Longueur de dérivation limitée Solution: Utilisation d’un répéteur (pour les bas débits uniquement) Utilisation de ponts CAN/CAN (pour les hauts débits) Noeud T = Terminaison on T T Noeud Noeud Noeud Noeud Répéteur T Répéteur t Noeud T Noeud Noeud Noeud Noeud Vers prochain segment Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 23 DÉPLOIEMENT ET MAINTENANCE DE CANOPEN EN MILIEU INDUSTRIEL PRÉSENTATION PERTURBATIONS CEM CÂBLES CONNECTEURS RÉFLEXION TOPOLOGIE DIAGNOSTIC ET MAINTENANCE Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 24 DOCUMENTATION Essentielle pour assurer la maintenance efficacement Permet de localiser le défaut plus rapidement! Documents essentiels: Liste des nœuds avec adresse et localisation Topologie Débit Longueur de câble entre équipements Longueur des segments Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 25 DIAGNOSTIC DE LA COUCHE PHYSIQUE Pas d’outils spécifiques sur le marché Analyse visuelle: Séparation des câbles Type de câbles et connecteurs utilisés Utilisation de l’oscilloscope: Perturbations CEM (séparation des câbles, type de câble, continuité du blindage et mise à la terre) Réflexion (absence terminaisons, dérivations) Atténuation (longueur) Discontinuité Court-circuit Surcharge (trop de nœuds) Localisation géographique du défaut sur la ligne, par mesure de l’emplacement de la réflexion Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 26 DIAGNOSTIC COUCHES LIAISON ET APPLICATION Utilisation d’espions ou d’analyseurs de protocoles Analyse statistique des erreurs et de la charge du bus Surveillance des messages CAN Analyse de protocole CANopen Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 27 MERCI POUR VOTRE ATTENTION Déploiement et maintenance de CANopen en milieu industriel Copyright AGILICOM 2012 28
