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TIA Presentation: SIMATIC NET – Networking for Industry A&D, P. Brassier, 1

Automation and Drives

SIMATIC NETIndustrial Communication

SCALANCE WIndustrial WLAN

Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées

Sécurisation du réseau

IWLAN et PROFINET

Industrial Wireless LAN

SCALANCE WRobustesse, Fiabilité et sécurité en communication Radio Industrielle

Patrick BRASSIERSIEMENS A&D





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Applications

Communication avec les appareils mobiles Appareils mobiles (pupitres opérateurs mobiles, PC portables…) PDA …

Communication avec des systèmes mobiles Véhicules auto-guidés (AGV) Wagonnets sur rails Nacelles, Machines mobiles

Communication dans des configurations temporaires d’ateliers Agencement des machines en fonction de la production En phase de tests Paramétrage/ Services Equipements temporaires (imprimantes, scanners…)Communication avec des équipements distants

Sites difficilement accessibles Coûts de câblage très élevés Liaisons inter-bâtiments, traversée de routes, lignes de chemin de fer.

Avantages





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Robustesse, fiabilité et Sécurité sont les besoins les plus importants en IWLAN

•Boîtiers•Température

•Indice de protection

Robustesse• Stabilité Mécanique• Certificats industriels• Facilité d‘installation

et de maintenance

•Temps réel•Determinisme•Redondance

Fiabilité•Supervision du canal

Radio• Couverture Radio

•Arrêts d‘urgence•Authentification

• Cryptage

Sécurité•Autorisations d‘accès

• Mécanismes standard

Siemens SCALANCE WObjectif: Aussi sûr que le câble!

Produits SCALANCE





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

SCALANCE W : Solutions réellement industrielles

SCALANCE W : La gamme

Services Plannification du réseau Installation Paramétrage Support

Points d‘accès Modules Clients

Accessoires

Produits SCALANCE





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Utilisation des produits SCALANCE

Ind

ustr

ial Eth

ern

et

Notebook avec CP7515

MOBIC T8 avec CP1515

Access Point SCALANCE W 788-2

Client ModuleSCALANCE W 744-1

Access Point SCALANCE W 788-1

Produits SCALANCE





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Portée des technologies Radio Fréquences IEEE 802.11

Wireless LAN,IEEE 802.11 x,DECT

Bluetooth

approx. 30m Local AreaNetwork (LAN)

GSM, GPRS,UMTS, HSSCD

*)

*) depend de l’environment

Approx. 3000mWide Area Network (WAN)

approx. 10mPersonal Area Network (PAN)

Technologies radio existantes

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Les standard de Radio communication IEEE 802.11

IEEE 802.11 Transmission de données bande des 2,4 GHzVitesse de transmission jusqu’à 2 MBit/s

IEEE 802.11a Transmission dans la bande des 5 GHzVitesse de transmission jusqu’à 54 MBit/s

IEEE 802.11b Transmission dans la bande des 2,4 GHz Vitesse de transmission jusqu’à 11 MBit/s

IEEE 802.11g Transmission dans la bande des 2,4GHzVitesse de transmission jusqu’à 54 MBit/s

IEEE 802.11h Transmission dans la bande des 5 GHz Vitesse de transmission jusqu’à 54 MBit/s (Fin

04)

IEEE 802.11e Developpement de nouveaux mécanismes de sécurité comme le WEP2 (Wired Equivalent Privacy)

IEEE 802.11f Simplification de la communication entrePoints d’accès

.............

Technologies radio standard disponibles

Que

ls sta

ndar

ds

utili

ser ??

??Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

La solution: Des constituants IWLAN supportant les principaux standards

* Portée: approx. 30/50 m (depend des conditions environmentales);

IEEE 802.11 b• Vitesse limitée à

11 Mbit/s

• 3 canaux distincts

• Possibilités d’interferences avec d’autres applications

radio (détecteurs de mouvements, Bluetooth)

• intérieur/ extérieur

• Puissance rayonnée: 100mW

• Frequences 2400,0-2483,5GHz

• Portée : approx. 30/50 m*

•No. de Clients: approx. 8

IEEE 802.11 g Débit élevé

54 Mbit/s


•Possibilités d’interferences avec d’autres applications


• compatible avec les réseaux IEEE 802.11 b

• Intérieur/ Extérieur

• Puissance rayonnée: 100mW

• Fréquences 2400,0-2483,5 GHz

• Portée : approx. 30/50 m*

• No. de Clients: approx. 35

IEEE 802.11 a• Débit élevé

54 Mbit/s


• Possibilités d’interferences avec d’autres applications


• Non compatible avec IEEE 802.11 b/g

• Intérieur uniquement

•Puissance : 200 mW

• Fréquences 5150-5350, [GHz] 5725- 5825

• Portée: approx. 10-15 m

• No. deClients: approx. 35

Standard IEEE 802.11 les plus répandus en environnement industriel

Le choix est laissé à l’utilisateur final par rapport à son environnement et aux besoins de son application

avec SCALANCE W

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Les types de réseaux radio

Réseau « Ad’Hoc »

Réseau avec «Infrastructure »

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

WLAN Roaming avec les points d’accès

Le basculement d’un point d’accès à un autre se fait de manière transparente et sans interruption

...

Hall 1

Industrial Ethernet

PLCStation

Hall 2

Facilité d’ integration d’appareils mobiles

Hall 1

Robust Access PointScalance W 788-1

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Nombre de Clients par point d’accès (IEEE 802.11g)

approx. 24 Clients,

lorsque la taille des données est fixe et que le nombre de clients est maîtrisable

Intégration d’appareils mobiles

3

1

4n. . . .

2

Réseau partagé

Robust Access PointScalance W 788-1

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Exemple d‘application mixte câble et radio WLAN

CP 343-1 IT

Server

PC

IT CP343-1

InternetInternet

Industrial Ethernet

Dual Access Points

Hall 1 Hall 2

Technologie 802.11





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Indice de Protection contre la poussière et les projections d‘eau (IP 65/67)

Large plage de temperature: -20°..70° pour une utilisation intérieur/extérieur, dans des chambres froides

Boîtiers durcis: Résistance mécanique aux chocs,

Certifications industrielles: ATEX, UL, FM, EMC…

Facilité d‘installation et de paramétrage (Wizard - Web)

Indice de Protection contre la poussière et les projections d‘eau (IP 65/67)

Large plage de temperature: -20°..70° pour une utilisation intérieur/extérieur, dans des chambres froides

Boîtiers durcis: Résistance mécanique aux chocs,

Certifications industrielles: ATEX, UL, FM, EMC…

Facilité d‘installation et de paramétrage (Wizard - Web)

SCALANCE W : solutions Industrial WLAN Robustes

Montage mural ou sur Rail

Connecteur hybride Alimentation et Ethernet 10/100 Mbit/s

Alimentation 24VDC

redondante

Système robuste de maintien du câble

Robuste

Point d‘accès non industriel

Point d‘accès Industriel

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Wizard de paramétrage integré accessible via un navigateur Web

SCALANCE W : Mise en oeuvre facile des équipements

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Permettre l‘utilisation de IWLAN pour des applications temps-réel, nécessitant une communication détermininiste

Disponibilité du réseau grâce à la redondance de la transmission pour des applications critiques

Surveillance de l‘état de la liaison radio entre les points d‘accès et alerte en cas de défaillance d‘un AP ou d‘un parasitage trop élevé

Contrôle permanent de l‘accessibilité des partenaires de communication

Utilisation d‘antennes diversifiées pour accroître la réception des signaux parasités

Permettre l‘utilisation de IWLAN pour des applications temps-réel, nécessitant une communication détermininiste

Disponibilité du réseau grâce à la redondance de la transmission pour des applications critiques

Surveillance de l‘état de la liaison radio entre les points d‘accès et alerte en cas de défaillance d‘un AP ou d‘un parasitage trop élevé

Contrôle permanent de l‘accessibilité des partenaires de communication

Utilisation d‘antennes diversifiées pour accroître la réception des signaux parasités

FIABILITE

Les solutions Industrial WLAN doivent être : Fiables

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

FIABILITECommunication déterministe

Réservation de bande passante (PCF : Point Coordinated Function)

Conforme à 802.11, qui a prévu le mécanisme PCF pour les applications critiques en temps Le point d‘accès définit le CP et le CFP avec ses stations associées (CP : Contention Period ; CFP : Contention Free Period ) La communication devient cyclique, mécanisme maîtrisé avec les bus de terrain

Wireless 802.11 utilise la procédure CSMA/CA non déterministe Accès au médium basé sur des procédures statistiques Pas de détection de collision Protocole RTS/CTS (optionnel) pour réserver le médium avec ACK en fin de transmission

CP CP CP

CFP CFP CFP

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Communication radio cyclique à l’aide du mécanisme de Réservation de Bande

Les clients 1, 2 et 3 sont deterministes, i.e. ils peuvent accéder au canal radio à une fréquence prédéterminée définie par le point d’accès SCALANCE W788

Client 4 ne peut accéder au canal radio qu’au 3ème cycle de réseau

Conforme au standard 802.11

Utilisation de n‘importe quel module client du marché (même non-SIMATIC)

Transfert cyclique de données comme sur les bus de terrain

Conforme au standard 802.11

Utilisation de n‘importe quel module client du marché (même non-SIMATIC)

Transfert cyclique de données comme sur les bus de terrain

Fiablité

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Exemple d’application critique en temps Pilotage d’un robot

L’activation de la Réservation de bande dans le Point d’Accès permet de suivre la trajectoire du robot sans interruption.

Communication temps-réel API- ROBOT

Les mécanismes standard CSMA CA de l’IEEE 802.11b ne garantissent pas la disponibilité totale de la liaison.

FIABILITE

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Redondance de la liaison Radio

En cas de défaillance d’un point d’accès, la

liaison est automatiquement

prise en charge par un autre point

d’accès

(calcul du chemin à partir du

Spanning Tree IEEE 802.1 (d) )

Client

Dual Access Points

Communication

Fiabilité

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Exemple d‘application :WLAN– Wagonnets de transfert

Antenne directionnelle

Wagonnet

Atelier: Vue de la ligne 4, longueur 330m.

Communication redondanteAvec 3 Access Points et 2 antennes directionnelles

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Exemple d‘application: WLAN – Wagonnets de transfert

ESC = Ethernet Seriell Converter

Transfer car 7

CP 343-1

Robust Radio Client

CPU 315-2DP

PB

Liaison normale0 m.....480 m

Logistic Server

SwitchELS TP40

RLM

Liaison redondante

Fonctions avancées





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

SSID : Service Set IDentifier ou nom du réseau Contrôle d‘accès (par filtrage d‘adresses MAC

et/ou IP) intégré aux points d‘accès Cryptage de l‘information

SSID : Service Set IDentifier ou nom du réseau Contrôle d‘accès (par filtrage d‘adresses MAC

et/ou IP) intégré aux points d‘accès Cryptage de l‘information

Securité

Limites des méthodes classiques de protection:

SSID : Le nom du réseau connu des APs et des terminaux est parfois transmis en broadcast

Filtrage MAC: Les adresses MAC des terminaux sont mémorisées dans les APs mais sont transmises lors des échanges.

Cryptage WEP: Seulement 24 bits sur la clé de 128-bit sont réellement utilisés Une faible quantité de clés peut être générée, avec parfois des clés „faciles“

Les solutions Industrial WLAN doivent être : Sécurisées

SCALANCE W combine en général 3 méthodes de protection du réseau (Wi-Fi Protected Access) :

Autres techniques de cryptage plus sécurisées (802.11i) :TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) ou WEP2, MIC (Message Integrity Check), AES (Advanced Encryption Standard)






Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

WLAN-Securité: Authentification des équipements (IEEE 802.1x)

WPA Radius: Logiciel, qui contrôle les adresses MAC et n’autorise que celles défines dans la liste id-List

Radius-Server

Intranet

WPA RADIUS






Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

WLAN-Securité:

Passerelle VPN: Sécurité couche 3 avec IPSec (tunnel VPN crypté)

Passerelle VPN

Intranet

VPN Client

VPN : Virtual Private Network

Radius Server






Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Exemple d‘application: Communication inter-bâtiments industriels

Securité






Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Zones RF: Quadrillage d‘un atelier de production

33

PB IV

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 311

PB II

PB I

PB III

F

K

T

P AP

AP

AP

APAP

AP

Low data rate2Mbps

Importante atténuation du signal RF

High data rate 11 Mbps

Medium data rate 5,5 Mbps

RLM (Radio Link Module) = Access Point

175m

65m






Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

PROFINET et Industrial WLAN

IWLAN et PROFINET





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

IWLAN et PROFINET CBA

S7-300 + CP 343-1PN

W788 -1PRO

Industrial Ethernet

W788 -1PROW788 -1PROW788-1PRO

IE/PB Link

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200S CPU

S7-300 +CP 343-1PN

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200S

CPU 317-2PN/DP

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200X CPU

Components visible in iMAP

Le réseau IWLAN peut être utilisé comme support pour PROFINET CBA

Reduction de temps et des coûts en ingénierie et lors du paramétrage (par ex. Véhicules téléguidés, logistique)

Intelligence distribuée avec des Modules autonomes Re-utilisation des modules technologiques

N components of same type N components of same type N components of same type

IWLAN et PROFINET





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

IWLAN et PROFINET IO

CPU 317-2 PN DPouS7-400 + CP 443-1 ADV

W788 -1PRO

Industrial Ethernet


W744-1PRO

ET200S PN

IE/PB Link PN IO

ET200X

W744-1PRO

PROFIBUS

IO-Devices

W788-1PRO

ET200S PN IO-Devices

Utilisation flexible d‘appareils de terrain distribués (applications sans roaming, par ex. Contrôleur déporté, appareils inaccessibles, liaisons simples de zones distantes)

Utilisation des modules d‘E/S standard

I/O controller(fréquence de rafraîchissement adaptable dans Step7)

Industrial Ethernet

Industrial Ethernet

IWLAN et PROFINET





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

PROFINET sans fil avec RCOAX et IWLAN/PB PNIO

S7-300 + CP 343-1PN

W788 -1PRO

Industrial Ethernet


IE/PB Link

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200S CPU

S7-300 +CP 343-1PN

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200S

CPU 317-2PN/DP

W744-1PRO

PROFIBUS

ET200X CPU

Components visible in iMAP

Le réseau IWLAN peut être utilisé comme support pour PROFINET CBA

Reduction de temps et des coûts en ingénierie et lors du paramétrage (par ex. Véhicules téléguidés, logistique)

Intelligence distribuée avec des Modules autonomes Re-utilisation des modules technologiques

N components of same type N components of same type N components of same type

IWLAN et PROFINET





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Résumé:Comparaison WLAN Public / Industrial WLAN

WLAN Grand PublicWLAN 802.11

Industrial WLANIWLAN 802.11

La transmission Radio constitue un médium partagé – accessible à tous

La réservation d’une bande passante pour certains clients (APIs, …) garantit l’accès au canal radio

Des priorités peuvent être fixées mais le fonctionnement est non-déterministe

La taux de transfert peut être prédit pour certaine applications déterministes

Les pannes de liaisons peuvent être corrigées manuellement

Contrôle cyclique des liaisons avec signalement rapide en cas de défaillance

La disponibilité du réseau ne doit pas affecter le coût total de la solution

Liaison radio redondante avec 2 fréquences distinctes pour augmenter la disponibilité du réseau

Boîtiers plastiques «faible coût »

Boîtiers métalliques et connecteurs industriels

Utilisation domestique ou bureautique

IP 65, -20°C ; Condensation, utilisation Intérieur/Extérieur





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Résumé:Comparaison WLAN Public / Industrial WLAN

WLAN Grand PublicWLAN 802.11

Industrial WLANIWLAN 802.11

Bureautique: Grand besoin de sécuritéPrivé: Prix et simplicité de mise en oeuvre

Grand besoin de sécurité avec 802.11i, VPN et WPA

Aucune demande pour des besoins de niveaux supérieurs (CE, zones de sécurité intrinsèque…)

Normes industrielles: ATEX (zones de sécurité intrinsèque), CE, FM, UL…

Alimentation 100 VAC – 240 VAC Alimentation flexible en 18-57VDC, 100-240 VAC et Power Over Ethernet

Priorité numéro 1 = Prix Ethernet et cables d’antennes, tout comme la résistance du matériel à la corrosion, le comportement au feu, sans-halogène ni silicone

Résumé





Avantages

Le Marché

Produits SCALANCE

Technologie 802.11

Fonctions avancées


IWLAN et PROFINET

Our comprehensive service is on the wayIWLAN from SIMATIC

NET:

Reliable, robust, secure

The Industrial Wireless LAN is only

available from SIEMENS

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Reliable

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