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Industriel : le protocole EtherCAT devient compatible avec la technologie réseau TSN

Publié le 05 décembre 2017 à 11:42 par François Gauthier        Architecture

EtherCAT TSN

Le groupement EtherCAT Technology Group (ETG), l’entité en charge du développement et de la promotion du protocole de communication industriel EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) a incorporé dans ses propres spécifications la possibilité de mettre en œuvre un réseau EtherCAT au sein d’un réseau Ethernet plus large doté de la technologie TSN (Time Sensitive Networking). Une technologie qui ouvre la voie aux communications déterministes sur les réseaux Ethernet classiques "traditionnels". EtherCAT, dont l’objectif est justement de proposer son propre protocole déterministe temps réel bâti sur Ethernet, ne pouvait rester longtemps à l’écart de la technologie TSN, en pleine ascension à l’heure actuelle et en cours de standardisation au sein de l’IEEE (IEEE 802.1).

En prenant en charge TSN, l’objectif d’EtherCAT est d’élargir son champ d’application - les ateliers, les usines, les unités de production – en s’insérant dans des réseaux Ethernet plus larges, mais toujours déterministes, grâce à l’apport de la technologie TSN. Ainsi, il devient possible de mettre en place des architectures de réseau industriel hétérogènes, dans lesquels des segments EtherCAT, destinés par exemple à des systèmes de contrôle/commande, peuvent communiquer avec un réseau Ethernet d’usine, en conservant la notion de temps réel au niveau des échanges de données. Selon les promoteurs d’EtherCAT, cette évolution de leur protocole se fait sans modification au niveau des équipements esclaves EtherCAT.

Concrètement, l’ETG a spécifié l'expansion de la technologie EtherCAT sous la forme d’un profil qui n’impose aucune modification aux spécifications TSN actuelles, tout en préservant les caractéristiques de l’EtherCAT Device Protocol (EDP). Parallèlement, l’ETG a fait évoluer l’EtherCAT Automation Protocol (EAP), destiné aux communications entre unités de contrôle dans une usine (des automates par exemple), avec un niveau de déterminisme plus élevé que les versions précédentes. Avec cette approche fondée sur l’introduction d’un profil au-dessus du protocole lui-même, rien ne change au niveau des segments EtherCAT avec ce qui en fait leur originalité : l’insertion et/ou l’extraction déterministe de données à la volée sur le réseau, les possibilités de synchronisation précises entre segments, la possibilité de mettre en place diverses topologies, la disponibilité de fonctions de diagnostic avancées.

Selon l'ETG, l’adaptation des architectures existantes se fait soit au niveau du commutateur TSN situé au plus près du réseau EtherCAT ou du premier équipement EtherCAT esclave.

« L'intégration des normes TSN améliorera considérablement les caractéristiques temps réel de l'Ethernet générique, précise Guido Beckmann, chairman de l’ETG Technical Committee. Avec l’expansion technologique réalisée au niveau d’EtherCAT, nous utilisons finalement le TSN dans les réseaux d'usine. Et comme il suffit d’une seule trame pour qu'EtherCAT communique avec un segment entier, et donc avec l'ensemble du réseau de terrain, EtherCAT etait virtuellement prédestiné à une intégration étroite avec les réseaux TSN pour offrir aux concepteurs de réseaux industriels le “meilleur des deux mondes”. »

 

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