Isochronisme

1. Isochronisme Technique et cas d‘applications

2. L’isochronisme L’isochronisme est le couplage synchrone des solutions d’automatismes SIMATIC par le PROFIBUS-DP équidistant

3. TEqui TEqui TEqui TEqui Cycle DP Cycle DP Cycle DP Cycle DP PROFIBUS-DP V2Mode isochrone avec télégrammes équidistants • L‘équidistance est une caractéristique de PROFIBUS-DP V2, qui garantit des cycles bus totalement déterministes • „Cycles bus équidistants" signifie que le cycle bus DP démarre toujours après la même période de temps • Exemple d‘application : synchronisation d‘axes ... Le temps de réaction peut être réglé et est reproductible • amélioration de la qualité de production

4. Cycle DP Partie cyclique échange de données avec tous les slaves Mode isochrone avec télégrammes équidistants.Un cycle DP est composé de 3 parties Quand un cycle de bus est terminé, démarre le cycle suivant …mais désormais à la s près équidistant Top synchro Partieacyclique 1er canal maître cl. 1 Partieacyclique 2ième canal maître cl. 2 DP V1 DP V0

5. Cas de figures nécessitant une horloge de synchronisation • Temps de réaction court et déterministe entre l‘acquisition d‘entrées et la réaction vers les sorties • Lecture déterministe des données d‘entrées (mesures) • Données d‘entrées cohérentes et synchrones • Ecriture déterministe des sorties (consignes) équidistantes • Données de sorties cohérentes et synchrones

6. Comportement temporel non isochrone – libre et non coordonné • Plusieurs temps non coordonnés • T1: lecture entrées • T2: Bus de fond de panier ET 200 • T3: PROFIBUS DP • T4: Temps cycle CPU • T5: PROFIBUS DP • T6: Bus de fond de panier ET 200 • T7: écriture sorties T4 CPU T5 T3 T6 T2 T7 T1 ET 200S ET 200M

7. Comportement temporel non isochrone – libre et non coordonné • Temps de réponse • Best case: somme des temps de cycle individuels • Worst case: 2 x (somme des temps de cycle individuels) • Précision temporelle du signal de commande (sortie) • 2 x somme des cycles de la CPU jusqu’aux sorties (T4 à T7)

8. Comportement temporel avec synchronisme d‘horloge – déterministe Nouveau: coordination via une horloge système fixe • I: lecture d‘entrées synchronisée • OB: traitement des données dans la CPU • Q: écriture sorties synchronisée • Tous les temps sont synchronisés par le temps de cylce constant de PROFIBUS-DP (Isochrone via service DP V2) Horloge système OB OB OB Q I Q I Q I CPU ET 200

9. L’isochronisme • L’isochronisme permet des niveaux d’éxécution strictement déterminismes et reproductibles dans le SIMATIC :Il se caractérise par deux propriétés : • Le programme utilisateur est synchronisé avec le traitement des E/S • Les données d’entrées et de sorties sont toujours traités à des intervalles équidistants

10. Vue d’ensemble de la configuration– optimisation des paramètres temporels Affichage clair des paramètres temporels dans le HW config Contribution des composants pour les paramètres temporels • Fenètre pour : • Maître • Esclaves • Modules Step 7 V5.2

11. Composants SIMATIC standard supportant l‘isochronisme

12. Technologies de sécurité et de haute disponibilité • L’isochronisme peut être utilisé simultanément avec la technologie de sécurité à savoir PROFIsafe, il en résulte un temps d’horloge du système légèrement augmenté. • L’isochronisme ne peut pas être utilisé conjointement avec la technologie de haute disponibilité.

13. Temps de cycle système accessible • 10 ms ou plus est recommandé (application standard) • Temps de cycle plus élevé avec la technologie de sécurité PROFIsafe

14. Segment de marché – process rapide Contrôle plus simple de machines rapides • Machines rapides • Cadences de 5 à 10 produits à la seconde = 300 – 600 / Minute= env. 2000 / h • Tâches de régulation avec modification dynamique de la mesure • Ex: synchronisation d‘axes, régulation de pression • Lorsque des cartes centralisées sont utilisées pour des questions de performances • Tâches de mesures pour lesquelles une acquisition simultanée de deux mesures est nécessaire. Ex.: régulation de mélange

15. Nouvelles possibilités (1) L‘horloge de synchronisation offre une base de temps précise • Autorise des calculs précis basés sur le temps, ex.: • Mesure de rotation • Débit • Intégration de quantités sur la base d‘un débit de volume instantané • Courant pour le chauffage • Débit d‘un fluide • Pour le dosage... • Calculé depuis la différence de la valeur d‘un compteur d‘une mesure de débit ... • La queue de jetée peut aussi être prise en compte ... • Le point de commande de la vanne peut être réajusté • Le dosage est précis et du matériel sophistiqué peut être économisé

16. ExempleMesure de vitesse de rotation • Tâche: comptage d‘une valeur toutes les 32 ms et calcul de la différence par rapport au calcul précedent • Erreur de mesure: • décentralisé sans isochronisme 10 % • centralisé avec alarmes cycliques 3 % • décentralisé avec isochronisme 0,1 %

17. Exemple: séquenceur à cames • Il s’agit de mesurer avec une règle la levée des différentes cames pour chaque angle de rotation d’un arbre à cames • Déroulement sans isochronisme • Tourner légèrement l’arbre à cames • Arrêt • Lecture de la position, mesurer toutes les cames • Tourner, arrêter, mesurer ... • Déroulement avec isochronisme • Tourner l’arbre une fois • Lecture synchrone de la position et des levées durant la rotation continue • Traitement de l’arbre suivant

18. L‘isochronisme Contrôle sûr de process rapides

19. Avantages • Traitement fiable et reproductible des E/S • Des applications à fortes contraintes temporelles résolues jusqu’à maintenant de façon centralisée peuvent enfin être décentralisées. • Haute répétabilité des signaux de sorties. • Conception des programmes utilisateurs plus flexibles par exemple orienté objet. • Précisions accrues des boucles de régulations rapides et des tâches de positionnement avec un matériel standard et non dédié. • Installations technologiques décentralisées plus compactes et modulaires.