Qu'est-ce que la communication industrielle ?
Le terme de communication industrielle désigne la communication entre les appareils de la technique d'automatisation industrielle. Des données et des informations sont transmises et échangées pour la commande de machines et d'installations, principalement dans l'automatisation de processus et de production. La communication industrielle est donc la base d'une automatisation réussie.
La mise en réseau s'effectue à l'aide de réseaux industriels normalisés, qui peuvent être assemblés avec ou sans câble. La numérisation croissante montre que les systèmes de communication performants deviennent de plus en plus un système nerveux central pour des domaines d'application tels que l'industrie 4.0 ou l'Internet industriel des objets (IIoT).
Câbles
Connecteur
Cable assemblies
Composants de réseau et de distribution
LAPP est synonyme de compétence
Chez LAPP, la communication industrielle signifie que vous pouvez commander tous les produits requis auprès d'un seul fournisseur et dans plus de 40 pays. Que vous ayez besoin de câbles, conducteurs, assemblages, connecteurs et composants actifs de haute qualité, robustes et adaptés à l'industrie pour la mise en réseau de votre usine, machine ou installation ou de notre savoir-faire sur le chemin de la Smart Factory. Nous vous accompagnons et vous conseillons dès le début de votre transformation numérique. Du niveau de terrain au niveau de l'entreprise, nous réalisons avec vous la mise en réseau complète pour une transmission fiable des plus grandes quantités de données.
LAPP est synonyme d'exigences de qualité les plus élevées
Nous veillons à la meilleure qualité de nos produits. En effet, même un composant défaillant brièvement peut entraîner d'énormes coûts suite à l'arrêt de la production. Nos solutions de raccordement sont parfaitement adaptées aux conditions d'utilisation exigeantes et offrent une fiabilité maximale en cas de sollicitations chimiques, mécaniques et thermiques.
LAPP est synonyme d'innovation
Nos produits innovants vous aident à mettre en œuvre vos projets avec succès et vous donnent un avantage concurrentiel. Prenons par exemple avec notre appareil de surveillance des câbles de transmission de données, l'ETHERLINE® GUARD. Celui-ci permet une planification optimale de la maintenance, ce qui augmente la disponibilité de vos installations. Le résultat : des coûts de maintenance réduits et pas de plus vers l'industrie 4.0.
Grâce à notre expertise unique et à notre connaissance approfondie des applications, nous sommes en mesure de vous proposer des solutions sur mesure pour vos besoins. Des câbles Ethernet industriels avec raccordement Fast Connect (connexion rapide) aux systèmes de bus de terrain conformes à tous les standards de protocole courants, en passant par les câbles en fibre de verre assemblés selon les souhaits des clients, vous trouverez chez nous la bonne solution pour chaque application.
Communication de données made by LAPP – votre connexion vers l'avenir.
Qu'est-ce que l'automatisation ?
La norme DIN 19233 définit l'automatisation comme suit : « Équipement d'un dispositif de manière à ce qu'il fonctionne comme prévu, en totalité ou en partie, sans l'intervention de l'homme. »
Mais qu'est-ce que cela signifie en détail ? Illustrons cette définition à l'aide d'une production. Dans une production automatisée, toutes les opérations assumées jusqu'à présent par l'homme sont réalisées de manière autonome par des machines. Il s'agit de l'usinage, de la commande, de la manipulation des outils et des pièces ainsi que de la surveillance mécanique ou électronique de la qualité.
L'automatisation peut fondamentalement être divisée en 3 formes différentes : l'automatisation d'opérations de travail individuelles (automatisation de processus), l'automatisation d'un processus de production spécifique (automatisation de processus) ou l'automatisation d'une production entière (automatisation de système).
Des installations techniques sont nécessaires pour la réalisation de processus de production autonomes. Les installations techniques proviennent des domaines de la technique des capteurs/actionneurs, de la régulation, de la commande, de l'information, de la communication, des conducteurs et/ou de la robotique.
Avantages de l'automatisation
Sous cette condition, l'automatisation offre de nombreux avantages. Par exemple :
- Décharge de l'homme d'un travail mentalement peu exigeant, monotone, épuisant, dangereux ou préjudiciable à la santé
- Augmentation de la productivité
- Augmentation de la qualité des produits
- Temps de production plus court
- Réduction des sollicitations environnementales grâce à une utilisation plus efficace des ressources des installations
- Fabrication plus flexible
- Amélioration de la précision et prévention des erreurs
Pyramide d'automatisation
La pyramide d'automatisation représente la structure de communication générale d'une production automatisée et classe les différents niveaux informatiques de la production industrielle.
Chaque niveau assume sa propre tâche dans la production automatisée et est constitué de différents systèmes, tels que des capteurs au niveau du terrain. Le nombre de niveaux varie en fonction du processus d'automatisation. Les niveaux individuels peuvent être supprimés ou regroupés.
Les systèmes individuels du niveau respectif ainsi que les niveaux entre eux échangent des informations. L'échange d'informations au sein d'un niveau est appelé communication horizontale, l'échange entre les différents niveaux est appelé communication verticale.
| Numéro | Niveau | Systèmes utilisés | Tâches typiques |
|---|---|---|---|
| 1 | Niveau terrain | Capteurs et actionneurs | Rassemblement des données de production / Exécution d'ordres |
| 2 | Niveau de commande | Ordinateur de commande/ API | Régulation du processus de production |
| 3 | Niveau d'entreprise | Systèmes d'ERP | Planification approfondie de la production et déroulement des commandes |
Les capteurs ou actionneurs du niveau de terrain communiquent uniquement avec le niveau de commande supérieur. Les commandes programmables (PC) du niveau de commande échangent à leur tour leurs données avec le système de planification des ressources d'entreprise (ERP) du niveau de l'entreprise.
Dans la pyramide d'automatisation, plus un niveau est élevé, plus la latence, c'est-à-dire le retard de la transmission de données entre l'émetteur et le récepteur, est élevée. Dans le même temps, la quantité de données à transmettre augmente de plus en plus.
| Niveau | Horizon de planification | Quantité de données | Latence |
|---|---|---|---|
| Niveau d'entreprise | Mois à année | Mbytes – Gbytes | 2-20 s |
| Niveau de commande | Quelques secondes à quelques heures | Octets – Kbytes | 0,2 s |
| Niveau terrain | Millisecondes | Bytes | 0,002 s |
L'industrie 4.0 et l'Internet des objets industriels ont un impact sur la pyramide d'automatisation classique et nécessitent plus d'interconnectivité et de flexibilité. Pour cela, la pyramide devrait être adaptée et fortement aplanie.
Construction d'un système d'automatisation
Avant de nous consacrer à la construction d'un système d'automatisation, jetons d'abord un coup d'œil au modèle d'input-output sur lequel se base chaque tâche d'automatisation.
Une grandeur physique est enregistrée par un capteur et transmise en tant que signal d'entrée (Input) à l'ordinateur de commande (Fonction). Celui-ci traite le signal et transmet un signal de sortie (Output) à un actionneur, qui sert d'élément d'entraînement. Les composants individuels sont reliés par un système de communication.
Un système d'automatisation est donc constitué de capteurs (1), d'actionneurs (2), d'un ordinateur de commande (4) et d'un système de communication (3).
Aperçu des composants d'un système d'automatisation
Un capteur est un capteur de mesure qui détecte des grandeurs physiques analogiques (valeurs mécaniques, chimiques, thermiques, magnétiques ou optiques) et les convertit en signaux électriques analogiques ou numériques.
Les capteurs « simples » ne génèrent que des signaux analogiques, qui doivent d'abord être convertis en signaux numériques par un convertisseur situé à un autre endroit (par ex. système d'E/S) avant de communiquer avec l'ordinateur de commande.
Les « capteurs intelligents » prennent quant à eux en charge la préparation et le traitement complets des signaux et émettent des signaux numériques. Ils peuvent ainsi communiquer directement avec l'ordinateur de commande.
Les capteurs peuvent être différenciés selon le type de signal (capteur analogique, capteur numérique), le principe de mesure (capteur optique, capteur capacitif, etc.), l'objectif d'utilisation (capteur d'automatisation, capteur pour l'aéronautique et de l'espace, etc.) et la grandeur mesurée (capteur de force, capteur de température, etc.).
Le principe de fonctionnement de l'actionneur est inverse à celui des capteurs : un actionneur transforme les signaux électriques de l'ordinateur de commande en grandeurs physiques.
Les impulsions électriques sont converties par un actionneur en pression, son, température, mouvement ou autres grandeurs physiques.
Selon les procédés de conversion, les actionneurs sont divisés en actionneurs électromécaniques, actionneurs électromagnétiques, actionneurs pneumatiques, actionneurs hydrauliques et autres.
L'ordinateur de commande ou le système de commande programmable (API) commande un processus ou des sous-processus dans un système d'automatisation. Les capteurs et actionneurs nécessaires pour la commande peuvent soit être raccordés directement à l'API, soit via un système de bus. Dans les grandes installations avec plusieurs sous-processus, un API séparé est utilisé pour chaque sous-processus, qui sont reliés les uns aux autres.
Pour coordonner les ressources, c'est-à-dire par exemple quelle machine traite actuellement quelle commande et sera vraisemblablement de nouveau disponible, l'API s'accorde avec le niveau de l'entreprise et le niveau de direction de l'entreprise.
Un API fonctionne de manière cyclique, c'est-à-dire qu'il lit les valeurs de toutes les entrées au début d'un cycle puis exécute les programmes sauvegardés et installe les sorties à la fin. Le cycle recommence alors et le programme ne prend jamais fin.
Pour qu'un système d'automatisation fonctionne, un réseau de communication qui relie les capteurs, les actionneurs et les PLC entre eux est requis.
Un réseau de communication industrielle est constitué de plusieurs composants. Le choix des composants dépend de l'objectif d'utilisation et d'autres facteurs :
Désirez-vous une technologie de transmission pas bus de terrain ou par Ethernet ? Quelle est la topologie réseau adaptée à mon application ? De plus, des aspects tels que les fonctions de protection des employés à l'aide de capteurs doivent être pris en compte afin d'éviter des blessures. Les différents modes de fonctionnement de la machine, comme le fonctionnement normal, le nettoyage et la réparation, ont également une influence sur le choix des composants.
Chez LAPP, vous recevez des systèmes de câblage et de raccordement complets pour la mise en réseau complète, du niveau des capteurs/actionneurs et des commandes jusqu'au système de gestion des marchandises.
- Câbles LAN et câbles Ethernet industriels pour la technologie Ethernet – produits de notre ETHERLINE®
- Câbles à fibre optique pour la transmission optique de données – nos produits de la gamme HITRONIC®
- Câbles de transmission de données et composants de bus de terrain pour la transmission de données – nos produits de la gamme UNITRONIC®
- Connecteurs industriels – produits de notre EPIC®
- Switches administrés et non administrés – produits de notre gamme ETHERLINE®
Commande et réglage dans la technique d'automatisation
Les concepts de commande et de régulation sont d'une importance centrale dans la technique d'automatisation.
Lorsque l'on parle de commande ou de technique de commande, l'objectif est d'influencer les valeurs de sortie dans les systèmes techniques en fonction des valeurs d'entrée prédéfinies. Il n'y a pas de rétroaction, c'est-à-dire que la voie d'action n'est pas refermée sur elle-même.
Un exemple de commande est la commande de chauffage dans un bâtiment. Le capteur de température extérieure active le chauffage dans une pièce en fonction de la température extérieure. Les influences extérieures telles qu'une fenêtre ouverte dans la pièce ne sont pas prises en compte.
Lorsque l'on parle d'une régulation ou d'une technique de régulation, l'objectif est de maintenir les valeurs physiques (valeurs de régulation) dans les systèmes techniques malgré l'influence de perturbations extérieures (valeurs de perturbations) ou de suivre le plus précisément possible le déroulement temporel de valeurs prédéfinies (valeurs de guidage). Le cercle de réglage est refermé sur lui-même, c'est-à-dire qu'une rétroaction a lieu.
Un exemple de réglage dans la technique d'automatisation est un système de climatisation dans un véhicule. Celui-ci maintient la température ambiante du véhicule à la température cible souhaitée, malgré les influences extérieures (par ex. rayonnement solaire).