Test Profinet : Les bases
24 mars 2021 / Généralités, 101 apprentissage, installation et test, réseaux industriels, meilleures pratiques
Nous savons tous maintenant que l’Ethernet a été adopté en usine comme protocole de communication de choix pour l’échange de données entre les périphériques et les contrôleurs, avec des applications, telles que Modbus, EtherCat, EtherNet/IP et Profinet qui sont toutes basées sur Ethernet. Les deux principales applications, EtherNet/IP et Profinet, représentent ensemble environ 60 % du marché, car tous deux excellent dans la prise en charge de la communication déterministe pour les données et le contrôle en temps réel.
Alors que l’Ethernet industriel continue de gagner du terrain avec l’adoption de l’IIoT, Profinet est un choix populaire principalement en raison de son intégration par bus de terrain Profibus au niveau du champ d’E/S et de vitesses plus rapides. Dans le même temps, les nouvelles technologies à l’horizon, telles que l’Ethernet à paire unique et l’Ethernet Advanced Physical Layer, peuvent aboutir à une meilleure réalisation de l’objectif consistant à amener l’Ethernet au niveau du terrain dans les environnements industriels.
Mais puisque les liaisons Profinet continuent de croître dans les réseaux SCADA et de contrôle industriel, il est utile de savoir comment les tester.
Profinet vs. Ethernet
La différence entre Profinet et Ethernet est mieux comprise lorsque l’on se réfère au modèle ISO des « sept couches ». Profinet n’est PAS Ethernet : il s’agit d’une couche d'application 7 comme HTTP, le langage utilisé pour le trafic de site Web sur Internet. La couche 7 est ce qui fournit une fonctionnalité pour Profinet le plus proche de l’utilisateur et détermine la disponibilité des ressources. Ethernet est, par contre, une technologie de couche 2 où les informations sont envoyées et reçues d’un appareil à un autre à l’aide d’adresses de contrôle d’accès aux médias (Media Control Access, MAC) qui font partie d’une trame Ethernet et de la couche 1 qui inclut le support physique nécessaire à la transmission (c.-à-d. câbles et connecteurs). Profinet est, à la couche 7, basé sur Ethernet aux couches 1 et 2, donc en substance, ces technologies ne sont pas concurrentes, mais se complètent.
Profinet est pris en charge par les composants Ethernet, cependant, les composants standard de qualité commerciale ne peuvent pas résister aux rigueurs de l’environnement industriel. Alors que certaines installations industrielles Profinet légères peuvent être prises en charge par des connecteurs RJ-45 renforcés, il est plus courant de voir l’utilisation de connecteurs filetés de verrouillage de série M comme le connecteur à 4 broches (2 paires) M12 codé D pour des vitesses allant jusqu’à 100 Mb/s et le connecteur à 8 broches (4 paires) M-12 codé X pour des vitesses allant jusqu’à 10 Gb/s. Les câbles sont également généralement blindés (soit F/UTP, soit S/FTP) pour éviter les interférences avec les équipements industriels et ils sont dotés de matériaux de gainage plus robustes que les revêtements standard en chlorure de polyvinyle (PVC) utilisés pour les câbles de qualité commerciale. Par exemple, les câbles utilisés dans les déploiements industriels Profinet peuvent être dotés d’un revêtement en polypropylène d’éthylène fluoré (Fluorinated Ethylene Polypropylene, FEP), élastomère thermoplastique (Thermoplastic Elastomer, TPE) ou polyuréthane (Polyurethane, PUR) qui offrent une meilleure résistance aux températures extrêmes, aux produits chimiques, à l’abrasion et à d’autres éléments de l’environnement industriel.
Le test de câble Profinet est un test de câble Ethernet
Étant donné que Profinet utilise des câbles Ethernet de catégories, vous les testerez d’une manière similaire selon les exigences de la catégorie de câble que vous utilisez. Comme l’Ethernet commercial, Profinet est limité à 100 mètres, vous testerez donc la longueur. Étant donné que plus de la moitié des problèmes d’Ethernet industriel peuvent être liés au câblage, le test de Profinet doit également inclure des tests de base de schéma de câblage pour tester la continuité et détecter des problèmes, tels que des coupures, des courts-circuits, des paires inversées, des paires croisées et des dépairages. Vous testerez également la diaphonie interne (c.-à-d. NEXT, ACR-F, PS ACR-F, etc.), ainsi que la diaphonie exogène si vous utilisez la catégorie 6A.
Sélectionner les bonnes limites lors du test Profinet
Lorsque vous sélectionnez des limites pour tester les liaisons Profinet, vous devez avant tout suivre les recommandations de votre fournisseur de machines et de câblage et celles de votre fournisseur d’équipements d’automatisation. Vous testerez probablement les normes TIA-1005-A pour l’Amérique du Nord ou les normes internationales ISO/CEI 11801-3 basées sur la catégorie ou la classe de câbles utilisés.
Bien que le DSX CableAnalyzer de Fluke comprenne des limites de test de canal pour Profinet, que l’on peut trouver dans le groupe « Application », il est souvent recommandé de tester les limites de Profinet à des limites de bout en bout (E2E) plus récentes basées sur la norme ISO 11801-9902 qui incluent les performances des paires accouplées à chaque extrémité et qui seront intégrées dans la prochaine édition de 11801-3. Dans les déploiements industriels, il est courant de voir des câbles raccordés sur site pour éliminer le relâchement, et souvent les câbles sont utilisés dans des liaisons point à point sans connexion croisée ou interconnexion. Étant donné que les tests de canal n’incluent pas les performances des prises aux deux extrémités, il n’y a aucun moyen de savoir si les connecteurs installés sur le terrain supporteront l’application en utilisant les limites de canal. Cependant, les limites E2E incluent le test des connecteurs d’extrémité, la vérification que ces fiches installées sur le terrain sont correctement testées et que la connexion point à point fonctionnera.
Testeurs de câble Profinet : éléments à prendre en compte
Voici quelques éléments à prendre en compte lors de l’achat d’un testeur de câble Profinet :
- Limites de test pour les liaisons Catégorie, Profinet et De bout en bout
- Capacité à certifier selon les spécifications des câbles électromagnétiques industriels (MICE)
- Prise en charge des connecteurs industriels : M8, M12-D, M12-X
- Approbation par les principaux fournisseurs de câbles industriels
- Capacité à localiser rapidement des problèmes de câblage simples ou complexes
- Robuste et fiable
- Assistance : en ligne, téléphone, service
Notre série DSX CableAnalyzer prend en charge toutes les limites de certification et les types de connecteurs Ethernet industriels appropriés, et est approuvée par plus de 30 fabricants de câbles de premier plan. Sa fonctionnalité unique Fault Info (Informations sur la défaillance) affiche l’emplacement des défauts simples (ruptures, mauvais connecteurs) ainsi que des défauts complexes (comme la présence d’eau dans le câble). Il est également fourni dans un ensemble renforcé Fluke, prêt à l’emploi au quotidien.
