De plus en plus de systèmes de contrôle industriel utilisent des bus de terrain pour piloter un nombre croissant de capteurs et d'actionneurs. Acteurs clés des processus de contrôle des fluides, les actionneurs électriques sont couramment utilisés dans les applications industrielles. Parmi les systèmes de bus les plus fréquemment utilisés pour les actionneurs électriques figurent Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART et Ethernet.

Systèmes de bus communs pour actionneurs électriques :

• Modbus

• CAN

• Profibus

• DeviceNet

• Foundation Fieldbus (FF)

• HART

• Ethernet

Modbus

Comparé à d'autres technologies de bus de terrain, Modbus est simple mais multifonctionnel. Il offre tous les services nécessaires à l'automatisation industrielle, tels que l'échange d'informations binaires simples, de valeurs analogiques, de paramètres d'appareils ou de données de diagnostic.

Pour l'automatisation industrielle et les appareils comme Profibus, on utilise généralement une couche physique simple et robuste, RS-485. Sur cette couche physique, Modbus prend en charge différents formats de télégrammes, tels que Modbus RTU ou Modbus ASCII. L'utilisation de la version Modbus TCP/IP, basée sur Ethernet, permet une intégration verticale avec les systèmes d'automatisation hôtes.

Caractéristiques :

• Protocole simple

• Adapté aux environnements d'automatisation industrielle simples
  www.modbus.org

CAN (Controller Area Network)

Le protocole CAN est un protocole de communication série normalisé par l'ISO et proposé pour la première fois par Bosch en 1986. Il est largement utilisé dans l'électronique automobile, l'automatisation industrielle, le secteur maritime, les dispositifs médicaux et les équipements industriels.

Le protocole CAN comprend deux normes : ISO 11898 pour les communications haut débit (125 kbit/s à 1 Mbit/s) et ISO 11519-2 pour les communications bas débit (inférieur à 125 kbit/s). Le protocole CAN est très fiable et prend en charge le contrôle multi-maître, des vitesses de transmission élevées et l’ajout flexible de nœuds.

Caractéristiques :

• Contrôle multi-maître

• vitesse de transmission rapide

• Ajout de nœuds flexible

Profibus

PROFIBUS est une norme de bus de terrain internationale, ouverte et indépendante du périphérique. Sa vitesse de transmission s'étend de 9,6 kbauds à 12 Mbauds. PROFIBUS est largement utilisé dans l'automatisation de la production, l'automatisation des procédés industriels et la domotique.

PROFIBUS se compose de trois parties compatibles :

• PROFIBUS-DP (Périphérie décentralisée) pour la communication entre les systèmes de contrôle au niveau des dispositifs et les E/S distribuées.

• PROFIBUS-PA (Automatisation des processus) pour la connexion de capteurs et d'actionneurs sur le même bus, avec des normes de sécurité intrinsèques.

• PROFIBUS-FMS (Spécification des messages Fieldbus) pour la surveillance au niveau de l'atelier avec mise en réseau multi-maîtres en temps réel.

Caractéristiques :

• architecture ouverte

• Fiabilité

• Flexibilité

• Performances en temps réel

DeviceNet

DeviceNet est un bus de communication économique permettant de connecter des appareils industriels tels que des interrupteurs de fin de course, des capteurs, des vannes, des démarreurs de moteurs, etc., et d'éliminer ainsi les coûts élevés du câblage traditionnel. Il améliore la communication entre les appareils et offre des fonctions de diagnostic avancées au niveau de l'appareil, difficiles à mettre en œuvre avec les interfaces d'E/S classiques.

DeviceNet, basé sur le protocole CAN, assure la transmission de données en temps réel. Il prend en charge les communications point à point, multi-maîtres et maître/esclave, et peut connecter jusqu'à 64 nœuds. Ses débits de transmission sont de 125 kbit/s, 250 kbit/s et 500 kbit/s.

Caractéristiques :

• Communication à faible coût

• Solution réseau simple

• Norme ouverte pour le matériel et les logiciels

• capacités de diagnostic

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus est spécialement conçu pour l'automatisation des processus, avec le protocole FF H1 pour la transmission au niveau du terrain. FF prend en charge différentes topologies et permet la communication directe entre les appareils lorsqu'ils sont équipés d'un planificateur actif de liaison (LAS).

Caractéristiques :

• Flexibilité de la topologie

• Prend en charge le contrôle numérique décentralisé

• Communication directe entre les appareils de terrain

• Basé sur des blocs fonctionnels standardisés pour les entrées/sorties

www.fieldcommgroup.org

HART (Transducteur distant adressable pour autoroute)

Le protocole HART utilise le signal analogique standard 4-20 mA pour la transmission de données analogiques et numériques. La communication HART module le signal additionnel par rapport au signal analogique 4-20 mA, permettant ainsi la transmission simultanée de signaux numériques et analogiques.

Il prend en charge le principe maître/esclave et est souvent utilisé dans les communications point à point.

Caractéristiques :

• Utilise l'infrastructure 4-20 mA existante

• Communication numérique pour les paramètres et diagnostics supplémentaires

• Compatible avec une large gamme d'appareils
  www.fieldcommgroup.org

Ethernet

Aujourd'hui, l'Ethernet classique est devenu la norme dominante pour les réseaux de données en milieu bureautique. L'« Ethernet industriel » désigne une version améliorée de l'Ethernet, utilisable dans les environnements d'automatisation industrielle.

Caractéristiques :

• Transmission de données en temps réel et de données informatiques sur supports courants

• Nombre virtuellement illimité de participants et expansion du réseau

• Topologie évolutive et flexible

• Transfert de données à haut débit, même pour des volumes de données importants

• Intégration facile avec les serveurs réseau et les interfaces IoT (par exemple, OPC UA)

Les protocoles Ethernet industriels tels que Profinet, Ethernet/IP et Modbus TCP sont directement intégrés aux systèmes DCS et garantissent une communication fiable et un accès facile aux appareils de terrain.