Réseaux industriels : du capteur à la supervision
Décrire l'architecture réseau d'une ligne de production, distinguer bus de terrain et Ethernet industriel, lire une adresse IP et son masque, et diagnostiquer méthodiquement une liaison en défaut.
1. Une usine, trois niveaux de réseau
Une machine connectée fait circuler des informations entre des équipements très différents : un capteur inductif, un variateur, un automate, un écran de supervision, un serveur. On organise ces échanges en niveaux, chacun avec ses contraintes de temps et de volume : c'est la pyramide CIM.
Niveau 0-1 · Terrain
Niveau 2 · Contrôle
Niveau 3-4 · Supervision et gestion
2. Bus de terrain et Ethernet industriel
Un bus de terrain remplace des dizaines de câbles point à point par un seul câble sur lequel les équipements sont adressés. L'automate interroge chaque esclave à tour de rôle (maître-esclave). L'Ethernet industriel reprend le câblage et les commutateurs de l'informatique classique, mais avec des protocoles déterministes et des connecteurs robustes (RJ45 IP20 en armoire, M12 IP67 sur machine).
3. Adresse IP et masque de sous-réseau
Sur Ethernet, chaque équipement possède une adresse MAC (48 bits, gravée en usine, par exemple 00:1B:1B:4A:2C:7F) et une adresse IP (IPv4 : 4 nombres de 0 à 255, par exemple 192.168.1.20). Le masque découpe l'adresse en deux parties : la partie réseau (identique pour tous les équipements qui doivent se parler directement) et la partie hôte (propre à chaque équipement).
Masque 255.255.255.0 (/24)
Masque 255.255.0.0 (/16)
Passerelle
Exemple : l'automate est en 192.168.10.1 / 255.255.255.0. Le variateur est en 192.168.11.5 / 255.255.255.0.
4. Diagnostiquer une liaison
Face à un équipement qui ne communique plus, on suit toujours le même ordre : du physique vers le logiciel. Une adresse parfaite ne sert à rien si le câble est coupé, et un câble parfait ne sert à rien si les masques sont différents.
- 1.Voyants. Sur le port Ethernet : LED « Link » (verte, fixe) = câble reconnu, LED « Activité » (clignote) = trames en cours. Sur l'équipement : voyant BF (Bus Fault) ou SF (System Fault) rouge = défaut de communication ou de configuration.
- 2.Câble et connecteurs. Vérifier le verrouillage du RJ45 ou du M12, l'absence de câble écrasé ou plié à moins de 4 fois son diamètre, la terminaison sur un bus RS-485. Tester le câble au testeur de continuité si besoin.
- 3.Adresses. Lire l'IP et le masque sur l'équipement (afficheur, commutateurs DIP ou outil du constructeur). Vérifier la cohérence avec le plan d'adressage.
- 4.Ping. Depuis un PC sur le même sous-réseau :
ping 192.168.10.5. Réponse en moins de 1 ms = la liaison IP fonctionne. « Délai d'attente dépassé » = câble, adresse ou équipement hors tension. - 5.Configuration. Le nom d'appareil Profinet, l'adresse esclave Modbus, la vitesse RS-485 doivent correspondre à ce que l'automate attend. Le diagnostic en ligne de l'automate indique le périphérique manquant.
- Trois niveaux : terrain (ms, bus de terrain), contrôle (Ethernet industriel), supervision et gestion (TCP/IP, OPC UA).
- Bus de terrain = un câble, des équipements adressés, un maître qui interroge.
- Adresse réseau = IP ET masque ; même adresse réseau = dialogue direct possible.
- /24 = 255.255.255.0 = 254 hôtes ; IP fixes sur les équipements d'automatisme.
- Diagnostic : voyants → câbles → adresses → ping → configuration.
- Une IP en double ou un bus sans terminaison : les deux pannes les plus fréquentes.
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