Choisir le bon protocole de communication industriel

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Les protocoles industriels « standards » dans les systèmes automatisés sont de nos jours nombreux.

On peut les classer en deux catégories : les protocoles basés sur Ethernet et les autres.

Les principaux protocoles basés sur Ethernet sont Modbus-TCP, PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, POWERLINK et SERCOS. Les autres protocoles reposent sur d’autres media comme CAN (CANopen, DeviceNet, J1939), les liaisons séries asynchrones du type RS232 et RS422/485 (Modbus RTU, PROFIBUS, CC-Link) ou bien encore wireless (Bluetooth LTE, WiFi).

Chaque protocole correspond à un besoin selon les performances attendues et le marché visé, avec une notion centrale : le temps réel. En effet, la régulation de la température d’une chaudière et le contrôle/commande d’axes motorisés dans un robot ne nécessitent pas les mêmes temps de cycle et de réaction, sans parler de la bande passante utile pour les données échangées.

Les protocoles de communication industriels sont un ensemble de règles établies qui ont pour but de créer une communication transparente entre les appareils et les systèmes industriels. Au cours des dernières années, de nombreux protocoles de communication ont été développés, chacun étant dédié pour un objectif et un environnement spécifiques.

Ces protocoles servent à doter les équipements de terrains tels que les capteurs sans fil, machines d’une connectivité dans et entre les réseaux industriels. De manière générale, les réseaux industriels peuvent être séparés en quatre couches différentes :

• Couche physique: Cette couche est constituée de transducteurs, d’actionneurs ou de capteurs sans fil. Ces équipements collectent des informations de contrôle de processus ou d’environnement et les retransmettent aux systèmes de contrôle ou de surveillance. Ils exécutent également les commandes de terrain, telles que le déplacement physique du rotor.
• Couche de contrôle: Cette couche se compose de contrôleurs logiques, tels que des automates ou des systèmes de contrôle distribués (DCS). Leur rôle principal est d’assurer le contrôle local des différents équipements d’un réseau industriel.
• Couche de supervision: Cette couche comprend un SCADA/IHM pour un meilleur contrôle et une meilleure supervision de l’activité industrielle.
• Couche d’exécution et de planification: Cette couche est un intermédiaire important entre les objectifs commerciaux et opérationnels. La planification des ressources d’entreprise est un bon exemple de fonction d’exécution dans cette couche.