Réseaux de terrain - Protocoles et architectures avancés

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les principes fondamentaux de la communication RS-485 et ses applications dans les réseaux industriels.
• Maîtriser le protocole Modbus, son architecture, ses variantes (RTU, ASCII, TCP) et son implémentation dans les systèmes automatisés.
• Analyser le fonctionnement du Profibus, ses différentes versions (DP, PA) et ses cas d'utilisation typiques.
• Explorer les spécificités du Jbus, son interopérabilité avec Modbus et son rôle dans les environnements industriels.
• Étudier le bus CAN (Controller Area Network), ses mécanismes de gestion des erreurs et ses applications dans l'automobile et l'industrie.
• Savoir configurer et dépanner des réseaux de terrain utilisant ces technologies.

Public cible

Ce cours s'adresse aux ingénieurs en automatisme, techniciens de maintenance industrielle, intégrateurs systèmes et étudiants en génie électrique ou informatique industrielle. Une connaissance de base des réseaux informatiques et des protocoles de communication est recommandée. Les professionnels souhaitant se spécialiser dans l'industrie 4.0 ou optimiser des installations existantes trouveront ici des compétences directement applicables.

Contenu détaillé

La liaison RS-485

La norme RS-485 constitue la base physique de nombreux protocoles industriels. Ce module couvre ses caractéristiques techniques : communication différentielle, distance maximale (1200m), débit binaire (jusqu'à 10Mbps) et topologie multipoint. Les exercices pratiques incluront des mesures de qualité de signal et des configurations de terminaisons.

Modbus

Le protocole ouvert Modbus, développé par Modicon en 1979, sera analysé en profondeur. Vous apprendrez à décoder les trames RTU, à utiliser les fonctions principales (03 Read Holding Registers, 06 Write Single Register) et à implémenter des solutions redondantes. Une étude de cas portera sur l'intégration Modbus TCP dans un SCADA moderne.

Profibus

Ce standard allemand, dominant dans l'automobile et la pétrochimie, sera expliqué à travers ses deux variantes : Profibus DP pour les capteurs/actionneurs et Profibus PA pour les zones explosibles. Les travaux pratiques incluront la configuration de maîtres de classe 1 et 2 via des outils comme Siemens Step7.

Jbus

Souvent confondu avec Modbus, le Jbus présente des particularités dans la gestion des exceptions et l'adressage des esclaves. Ce chapitre comparera les deux protocoles et fournira des méthodes pour diagnostiquer les incompatibilités dans les installations hybrides.

Bus CAN

Initialement développé par Bosch pour l'automobile, le bus CAN s'est imposé dans l'industrie grâce à sa robustesse. Vous étudierez son protocole CSMA/CR, les formats de trame (Base et Extended), ainsi que des applications concrètes comme CANopen et DeviceNet. Un atelier pratique simulera la résolution de conflits sur un réseau CAN industriel.

Méthodologie

Le cours combine théorie (40%) et pratique (60%) avec des bancs d'essai reproduisant des environnements industriels réels. Chaque participant configurera au moins trois types de réseaux différents et réalisera des diagnostics à l'aide d'analyseurs protocolaires (Wireshark, Modscan). Une évaluation finale portera sur le dépannage d'un réseau mélangeant Profibus et Modbus TCP.