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Hilscher03141articles techniques

SPS IPC Drives Salle 2, 340 Support

Cela convient aux nouvelles générations de commande sans connexion par bus de terrain ou à la commande de la périphérie via PC via Ethernet passerelle « NETHOST » de Hilscher comme un pont entre bus de terrain et Ethernet. Contrôlé via TCP / IP natif, l'appareil prend en charge toute la portée d'une carte PC de bus de terrain. Il peut être contrôlé à distance et transmet des données cycliques et acycliques ainsi que des messages d'alarme et de diagnostic.


Les systèmes Ethernet en temps réel sont bien établis, mais toutes les fonctionnalités requises ne sont pas nécessaires. Simple Ethernet répond aux exigences de base de la communication, peut être connecté à passerelle mettre en œuvre la connexion au bus de terrain. Nethost intègre le bus de terrain avec peu d'effort et permet un contrôle à distance comme si l'interface était disponible localement. «Le fournisseur de contrôle utilisant la passerelle pouvait alors suivre le slogan suivant:« Contrôle les entrées et les sorties 1000 Profibus en une milliseconde sans connexion Profibus propre », explique Armin Beck, responsable produit pour les passerelles chez Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH l'utilité de l'appareil. "Pour des raisons de conception, le contrôleur ne disposerait que d'une interface Ethernet et serait toujours en mesure d'adresser les périphériques d'E / S Profibus." Nethost hébergeant simplement l'interface de bus de terrain manquante sous forme de nœud Ethernet, grâce à un simple protocole TCP / IP. Le protocole et la vitesse de transmission élevée de 100 Mbit / s constituent un remplacement adéquat de la solution de bus de terrain précédemment intégrée.

Rapprocher Ethernet et le bus de terrain

Hilscher03142Le potentiel d'économie dans la construction d'installations de production modernes grâce à l'utilisation d'Industrial Ethernet est élevé. Les avantages incluent, par exemple, la continuité du système de communication, l'utilisation d'un standard de câblage uniforme, la capacité de redondance simple pour éviter les pannes et les temps de cycle courts avec une transmission de données déterministe élevée.

Au grand dam de l'ingénieur en mécanique, six systèmes Industrial Ethernet se sont toutefois établis sur le marché. L'introduction et le support de chaque système nécessitent des investissements. "Les nouvelles données de performance coûtent chères à l'achat", poursuit-t-il, "mais doit-il toujours s'agir d'Ethernet?" Tout en conservant le bus de terrain, le simple Ethernet du monde de l'entreprise suffit. En fait, il peut être judicieux de continuer à utiliser le potentiel de bus de terrain existant. Par exemple, les fonctionnalités temps réel difficiles ne sont requises que dans les applications de contrôle de mouvement. Dans plus de 90% de toutes les applications, cela n'a aucune importance. Les faibles temps de cycle des systèmes Ethernet temps réel sous 1 ms sont rarement nécessaires.

Ainsi, si les segments de la machine ont fait leurs preuves dans la conception de bus de terrain depuis des années et doivent maintenant être couplés à Ethernet et contrôlés à distance, Nethost se qualifie à cet effet avec sa faible latence de 1 ms et sa prise en charge du protocole TCP / IP simple. La bande passante du réseau Ethernet 100 Mbit est si élevée que plusieurs périphériques 5 peuvent être adressés simultanément via une seule ligne.

Protection des investissements pour les dispositifs de bus de terrain

Hilscher observe également la tendance Ethernet dans les chiffres de vente de ses produits. La demande a sensiblement augmenté au cours des deux dernières années. Cependant, avec une part de marché supérieure à 70%, la technologie de bus de terrain est toujours performante et se poursuivra pendant des années. "Ainsi, le devoir de l'ingénieur en mécanique de supporter les deux systèmes pendant longtemps devient un plaisir pour nous", explique Beck. Lors de la phase de conception du nouveau produit, l’accent a donc été mis sur la protection des investissements. "L'objectif n'était pas simplement de remplacer le bus de terrain par Ethernet, mais de permettre aux deux technologies de fusionner de la manière la plus simple possible." Ainsi, des dispositifs de bus de terrain éprouvés peuvent continuer à être utilisés et un vaste marché peut être abordé. "Telle était l'idée d'un système basé sur TCP / IP passerelles. "Il existe déjà certaines passerelles TCP / IP sur le marché, mais ces périphériques ne convertissent que des données d'E / S pures", explique le spécialiste des passerelles. "Notre Nethost complète l'offre de services ici avec des services acycliques, des diagnostics et des messages d'état, et intègre ainsi complètement le système de niveau inférieur."

Par exemple, le mode de fonctionnement en tant que maître Profibus de classe 2, l'envoi de services de lecture / écriture DPV1 ou la transmission de télégrammes CAN purs sont pris en charge en plus du traitement de protocole réel en tant que maître ouvert CAN. TCP / IP assure le transfert de données vers et depuis le Nethost. Les télégrammes transmis dans ce cas sont codés et classés selon leur type et leur objectif dans quelques octets au début du télégramme. La logique de codage est disponible en code source C. Il mappe sur une interface de socket et peut donc gérer n'importe quelle pile TCP / IP sans problème.

Du côté de l’application, il s’abstient d’une simple interface de fonction API procédurale. Des fonctions accrocheuses telles que Ouvrir, Fermer, Réinitialiser, Envoyer, Recevoir ou E / S Exchange permettent une compréhension rapide et donc des temps d’intégration réduits. Dans l'appareil, les fonctions sont décodées et exécutées à distance. C'est la base Principe RPC (appel de procédure distante), Une DLL permet l'utilisation immédiate d'un Nethost sous Windows. Un toolkit C présente un exemple d'implémentation sous Linux pour faciliter la tâche des programmeurs intégrés.

Accès à distance via une carte PC à distance

"Les fonctions d'accessibilité pour un Nethost sont conformes à la stratégie de la plate-forme du fabricant. Une fois intégré, tout fonctionne de la même manière que les cartes PC", explique le chef de produit. Le simple échange de cartes PC pour la DLL Nethost sous Windows permet, par exemple, d’échanger les deux séries de produits sans avoir à changer de programme utilisateur. Ce qui était contrôlé localement hier peut être contrôlé demain via Ethernet via le niveau de contrôle à distance.

"La même API fait de Nethost une carte PC de bureau à distance. Dans les systèmes sans emplacement pour cartes PC, l'appareil remplace même directement les cartes PCMCIA ", commente Beck sur l'accès via Ethernet. De manière cruciale, «Si un système prend déjà en charge nos cartes PC, il prend également en charge le fonctionnement d’un Nethost.» Par exemple, IBH Softec a été l’une des premières sociétés à intégrer la DLL fonctionnellement identique dans son propre Soft-PLC compatible Step-7, Soft S7-315 / Soft-PLC S7-416 et prend désormais en charge non seulement les cartes PC CIFX, mais également le Profibus Nethost.

En outre, la société d’automatisation a pu acquérir directement deux autres clients existants pour l’intégration de Nethost, qui achète depuis de nombreuses années un grand nombre de cartes de bus de terrain PC pour le contrôle de périphériques. Selon leurs propres déclarations, ils travaillent tous les deux sur une nouvelle génération de commandes après plusieurs années d'utilisation de 15 et ne peuvent communiquer que par le biais d'interfaces Ethernet standard. Néanmoins, ils ne veulent pas abandonner le support de la technologie de bus de terrain établie et offrent une voie de migration de l'ancienne à la nouvelle génération. TCP / IPStack, les contrôleurs Ethernet standard et l’expérience de programmation avec les cartes PC garantissent des temps d’intégration courts. Aujourd'hui, il est donc en mesure de servir à la fois les clients de bus de terrain et les nouveaux clients Ethernet, malgré le passage à Ethernet.

Conversion TCP / IP bientôt également pour Ethernet en temps réel

La prochaine étape du développement de Nethost a déjà commencé. Hilscher lancera trois nouvelles variantes au troisième trimestre de l'année. Les variantes existantes pour Profibus, CAN open et Devicenet sont complétées par les maîtres Profinet, Ethercat et Ethernet / IP. Ceci prend en compte la forte demande d'implémentation TCP / IP dans le monde Ethernet en temps réel. Toutes les variantes sont configurées via un outil de configuration uniforme et basé sur FDT / DTM pour plusieurs appareils. Si un outil d'ingénierie du système cible existe déjà, la configuration alternative et ouverte via des fichiers XML garantit la transparence. Les schémas XML placent les données de configuration au format correct et peuvent ensuite être chargés dans le Nethost après conversion en un fichier binaire. Ainsi, le dispositif peut être entièrement intégré dans chaque système cible.
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