Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

7- La mise en œuvre des produits
7-5- Les bus de communication
Les équipements modernes utilisent massivement les bus
de communication. Cette technique permet de réduire les
coûts de câblage, de réaliser des fonctions sophistiquées
et d’améliorer la sécurité de fonctionnement.
Le contrôle de mouvement fait souvent appel à plusieurs
axes qu’il s’agit de synchroniser pour réaliser une trajectoire
ou un positionnement bien précis. La consigne de
position étant rafraîchie, habituellement, toutes les 250
µs, le bus de communication devra avoir la possibilité
d’adresser des messages à l’ensemble des axes dans cet
intervalle de temps. Pour un temps de cycle donné, le
nombre d’adresses est donc forcément limité.
Les bus doivent répondre aux impératifs suivants :
■■besoin de services de synchronisation pour synchroniser
toutes les stations de commande ou d’entraînement
du système sur une base de temps commune avec une précision
inférieure à la microseconde (jitter < 1µs).
■■besoin d’une bande passante et puissance de traitement
des paquets suffisante pour garantir l’échange ponctuel
des données cycliques entre les nombreuses stations de
commande ou d’entraînement à des fréquences de rafraîchissement
inférieures à la milliseconde.
■■besoin de fournir une interface commune à la grande
variété des appareils de commande de mouvement actuels,
aussi bien pour des simples variateurs de fréquence
U/f que pour des variateurs à contrôle vectoriel de flux.
Le bus de communication doit également être déterministe
pour éviter qu’une information non prioritaire circule
intempestivement sur le réseau.
Le coût du point de connexion est également un critère
important.
Les constructeurs proposent plusieurs solutions qui répondent
à cette demande, en fonction du nombre d’adresses
à gérer.
Offres de bus de communication pour
contrôle de mouvement
Les bus de communication motion sont en nombre restreint.
Ces bus reposent sur des technologies fortement
implantées dans l’industrie comme le bus CANopen, le bus
de communication Sercos ou Ethernet.
Outre les capacités offertes par Ethernet, l’adoption de la
technologie de raccordement propre à cette technologie
de communication, largement diffusée, permet de réduire
notablement le coût des connexions. Dans son principe, le
protocole Ethernet n’est pas déterministe et n’est donc
pas directement utilisable. Les constructeurs ont donc
imaginé des variantes qui contournent cette caractéristique.
Nous allons dans les lignes qui suivent décrire brièvement
les bus les plus répandus offerts par les fabricants de dispositifs
de contrôle de mouvement. Pour le lecteur désirant
approfondir ses connaissances, les catalogues des fabricants
donnent des informations détaillées sur les caractéristiques
physiques et électriques ainsi que la structure des télégrammes
échangés.
Bus Profidrive http://www.profibus.com/pb/profibus/
drives/
Ce bus de communication est utilisé pour connecter des variateurs
d’une machine ou d’une installation en utilisant le
protocole de communication Profibus ou Profinet, ce qui
permet l’interopérabilité de variateurs de fournisseurs différents.
Le bus Profidrive recourt à la communication temps réel isochrone
(IRT) sur base matérielle. La communication IRT permet
d’atteindre un temps de cycle de 250 μs avec une gigue
(jitter) inférieure à 1 μs. Pour ce faire, par le biais d’une réservation
de bande passante, le cycle de communication est
subdivisé en une partie déterministe et une partie ouverte
et imposée aux autres stations sur le réseau par le biais d’un
maître de synchronisation.
Les deux transmissions coexistent sans se gêner.
Ce traitement fiable des processus rapides est dû au fait que
les appareils supportant la communication IRT garantissent
des temps d’exécution réduits.
Bus CANopen dédié motion http://www.canopensolutions.com/index.html
Ce bus de communication offre un débit de 1Mb/s et la possibilité
de connecter 8 servovariateurs. Le cycle réseau assure
la mise à jour des consignes de positions afin de garantir
la synchronisation des axes.
CAN est un bus série basé sur un modèle publication-souscription
utilisant une architecture de type “broadcast”.
L’expéditeur (éditeur) émet le message accompagné d’un
identifiant sur le bus. Chaque servovariateur surveille le trafic
sur le bus. Si le message lui est destiné, il va alors le lire et
le traiter. Un servovariateur peut déclencher l’envoi d’un
message à partir d’une demande de transmission distante.
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