Qu'est-ce que ControlNet?
ControlNet est un protocole de réseau industriel ouvert géré par «Open DeviceNet Vendors Association» ou ODVA.
ControlNet est basé sur un réseau de contrôle de bus «à jeton» et nous allons parler davantage de la façon dont cette partie fonctionne à mesure que nous avançons.
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1. Introduction à ControlNet
ControlNet utilise le protocole industriel commun (CIP) pour les couches supérieures de l'interconnexion de systèmes ouverts (Open Systems Interconnection) ou «modèle OSI» à sept couches: physique, liaison de données, réseau, transport, session, présentation et application.
Les concepteurs de ControlNet ont adapté les couches de transport, réseau, liaison de données et physique CIP pour répondre aux besoins du réseau ControlNet.
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ControlNet a été conçu pour fournir un contrôle fiable et à grande vitesse et un transfert de données d'E / S en utilisant une programmation qui définit la logique sur un minutage spécifique sur le réseau.
Il fournit également une messagerie critique qui ne repose pas sur le minutage à exécuter sans interférer avec le transport des données de contrôle et d'E / S.
Les types de périphériques avec lesquels le réseau ControlNet communique sont les contrôleurs de logique programmable, les châssis d'E / S, les IHM, les ordinateurs personnels, les lecteurs et les robots.
Il est généralement utilisé pour les applications redondantes et / ou les applications qui fonctionnent le mieux avec les communications planifiées.
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ControlNet a un taux de transfert de données de 5 Mbps et se situe dans la moyenne des trois réseaux populaires avec EtherNet / IP allant de 10 Mbps à 1 Gbps et DeviceNet allant de 125 à 500 Kbps.
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2. Couche physique ControlNet
Passons maintenant au support physique de ControlNet.
2.1. Connecteurs ControlNet
Les câbles ControlNet sont des types de câbles coaxiaux RG-6 avec connecteurs BNC.
Les connecteurs BNC peuvent être de type «à torsion» et «à verrouillage» ou de conception plus robuste à type «à filetage» pour les environnements plus difficiles.
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2.2. Câbles ControlNet
Vous pouvez choisir des types de câbles tels que «flexible», «enfouissement direct» ou «plénum» en fonction de l'application et de l'environnement dans lesquels votre réseau sera utilisé.
Certaines applications de ControlNet nécessitent des distances plus longues et peuvent utiliser une fibre optique dans le câblage.
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The maximum cable distance for ControlNet cables is 1000 meters unless a repeater is used. There can be a maximum of 5 repeaters (10 for redundant networks).
ControlNet can support a maximum number of 99 nodes on the network and the repeaters do not use node numbers, therefore they don’t count as a part of this maximum number.
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2.3. Topologie ControlNet et autre support physique
Lorsque vous concevez le réseau, les options de topologie de ControlNet sont troncline-dropline, star ou tree.
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Les autres supports physiques du protocole ControlNet sont les prises, les résistances de terminaison, les segments, les répéteurs et les ponts.
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Les “tapotements” sont des périphériques qui vous permettent de connecter des nœuds au tronc via un câble de dérivation.
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Il existe plusieurs types de prises, «T» ou «Y», à angle droit et à angle droit qui vous permettent d’avoir la possibilité de configurer votre réseau ControlNet avec souplesse.
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Des «répéteurs» peuvent être utilisés pour allonger les réseaux ControlNet en les connectant entre les segments.
Les «ponts» sont des connexions de communication entre réseaux qui ne transmettent que des paquets d’informations réseau mais pas les E / S réelles.
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3. Couche de liaison de données ControlNet
3.1. Anneau à jeton ControlNet
Maintenant que vous avez vu les bases de ControlNet, jetons un coup d’œil aux autres couches et expliquons en détail comment cela fonctionne.
Comme je l'ai dit précédemment, il repose sur un réseau de contrôle de bus «à jeton» qui implémente un «anneau à jeton» logique via un câble coaxial.
Dans ControlNet, une adresse d’ID MAC est attribuée aux nœuds, de 1 à 99, et chaque nœud connaît également l’adresse de son prédécesseur et de son successeur.
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Pendant que le nœud est en possession du jeton, il transmet des trames de données jusqu'à la fin de son transfert ou jusqu'à ce que le jeton atteigne sa limite de temps.
Ensuite, un nouveau jeton est créé et transmis au prochain successeur logique. Il peut y avoir des nœuds pour lesquels aucune donnée ne doit être transférée et, dans ce cas, il ne fait que transmettre le jeton au successeur logique suivant.
Le processus est ensuite répété jusqu'à ce que tous les nœuds aient parcouru le cercle logique, puis il recommence.
Dans ControlNet, un seul nœud peut émettre à la fois, ce qui évite les collisions de données.
Si un nœud arrête de transmettre et ne transmet pas le jeton, le protocole ControlNet contient des dispositions qui régénéreront le jeton et l'enverront au prochain successeur logique.
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3.2. Contrôle ControlNet
La couche liaison de données est l’endroit où la synchronisation de ControlNet est effectuée via un (temps de mise à jour du réseau) basé sur un cycle de temps fixe et répétitif.
Le NUT peut être réglé sur une durée de 2 à 100 millisecondes et comporte 3 parties principales; «Programmé», «non programmé» et «bande de garde».
Les nœuds ont leurs propres minuteries qui sont synchronisées avec le NUT et le NUT divise le temps d'accès de manière égale entre les nœuds.
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4. Réseau ControlNet et couches de transport
4.1. Formulaires de messagerie ControlNet
Dans les couches réseau et transport, ControlNet dispose de deux formes de messagerie;
- non connecté
- Connecté
La messagerie «non connectée» est utilisée lors de l’établissement de connexions ou pour les «messages de faible priorité» qui ne se produisent pas fréquemment.
La messagerie «connectée» utilise les paramètres de chaque nœud, tels que les messages explicites fréquents ou les «données d'E / S en temps réel».
ControlNet utilise également «Intervalle entre paquets demandés» ou RPI pour déterminer la fréquence à laquelle vous souhaitez que les données d'E / S soient transmises au cours de la NUT planifiée.
Pour résumer, le NUT vous indique à quelle fréquence l'ensemble de l'anneau logique ou du réseau est mis à jour et le RPI, à la fréquence à laquelle les périphériques demandent à transmettre sur le réseau ControlNet.
5. Avantages et inconvénients de ControlNet
Certains des avantages d'un réseau ControlNet sont la vitesse élevée, sa configuration stricte et son transfert de données déterministe, sa prise en charge intégrée des câbles entièrement redondants et sa stabilité et sa fiabilité.
Les inconvénients sont que le coût du matériel peut être plus élevé et que le dépannage peut être plus difficile que d’autres protocoles.
D'après mon expérience, si ControlNet est configuré correctement, il peut être très stable et fiable et nécessite très peu de maintenance.
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Bon apprentissage,