Les étapes faisables vers les réseaux digitaux

Les nombreuses opportunités disponibles aujourd’hui dans les réseaux industriels, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients, ne permettent pas toujours de faire le bon choix en matière de technologie de connexion. La force de l’habitude est encore pour beaucoup un argument supplémentaire de s’en tenir au câblage classique un-sur-un. Dans cet article, nous allons passer en revue plusieurs bons arguments et solutions faisables pour franchir le pas vers les réseaux digitaux et se préparer au fameux concept d’Industrie 4.0.

Connexion un-sur-un

Dans les machines classiques et compactes, la connexion un-sur-un des capteurs et des actionneurs au contrôleur est simple. Elle est relativement bon marché, rapidement implémentable et facile à entretenir car si un problème survient, il suffit généralement de suivre le câble pour trouver le coupable.

Quand les machines deviennent plus complexes et que l’encombrement augmente, ces avantages disparaissent rapidement et la gestion du câblage devient un défi en soi. L’utilisation de câbles multipolaires peut être une première solution pour garder l’installation transparente. La connexion entre un composant et la commande est toujours de type un-sur-un, ce qui ne change rien à la programmation de la commande. Le gain réside principalement dans l’économie de temps et de coûts par la création de groupes fonctionnels pouvant être desservis via un câble multipolaire.

Multipool-connexion

Lors du passage aux réseaux industriels, les signaux d’un groupe fonctionnel sont regroupés sur un câble via l’attribution d’une adresse à chaque composant. Cela simplifie un peu plus le câblage mais implique aussi des changements dans la programmation du contrôleur car il faut remplacer les E/S individuelles par des adresses réseau sur le système de bus. Par ailleurs, il faut tenir compte du surcoût des composants de réseau lorsque l’on souhaite évaluer l’économie de coûts en câblage.

Existe-t-il d’autres technologies de connexion alternatives ?

Fonctions intelligentes des composants

L’utilisation de réseaux digitaux va bien au-delà du simple choix du câblage. Outre l’opportunité de rassembler plusieurs signaux sur un câble, il y a d’autres bonnes raisons d’appliquer des systèmes intelligents dans des connexions un-sur-un. C’est le domaine de l’IO-Link par excellence – une connexion point à point intelligente aisément implémentable - qui est rapidement devenue très populaire.

IO-Link est une interface point à point indépendante du fabricant permettant le raccordement d’actionneurs et de capteurs. Ce n’est pas une connexion de bus mais un système de communication indépendant du bus de terrain qui s’intègre aisément dans n’importe quel système de bus courant.

Via IO-Link, des valeurs de mesure analogiques de capteurs sont communiquées sous forme digitale. Cette communication digitale est moins sensible aux perturbations électromagnétiques, ce qui peut à nouveau simplifier le câblage, certainement s’il faut ponter de grandes distances. Pour la transmission de signaux de mesure, la communication digitale est plus précise que l’usage de signaux analogiques. Autant de bonnes raisons de faire exécuter - dans une configuration avec des raccordements un-sur-un - un certain nombre de connexions via IO-Link.

IO-Link permet bien plus que la simple lecture digitale de valeurs de mesure. Le protocole permet d’utiliser les fonctions intelligentes des composants, comme le paramétrage et le diagnostic à distance. Ces fonctions offrent de nombreuses possibilités pour rendre les machines plus intelligentes et plus conviviales. Mais il faut un protocole de communication digital, comme IO-Link, pour rendre ces paramètres accessibles.

Plateforme d’automatisation (AP)

Bien qu’IO-Link soit par définition un protocole pour des connexions un-sur-un, c’est un tremplin idéal vers une architecture décentralisée que l’on retrouve de plus en plus dans les applications industrielles. IO-Link fonctionne via un maître qui, en tant que passerelle, assure la communication entre les appareils de terrain intelligents et le PLC supérieur… Ce maître peut être une carte dans le contrôleur, mais aussi un module de terrain placé à proximité des composants.

Quelle est la technologie qui permet aujourd’hui la construction d’une architecture décentralisée complète la plus efficace, la plus simple et la moins cher possible, et l’intégration de composants IO-link intelligents et divers modules IO déportés?

Via sa nouvelle plateforme d’automatisation (AP) décentralisée, Festo propose un réseau industriel indépendant des protocoles de réseau avancés par les fabricants de PLC.

Une telle infrastructure permet d’exploiter pleinement l’intelligence inhérente aux composants modernes, alors que la structure physique du réseau reste simple. Tous les modules E/S déportés d’une machine peuvent être couplés aux terminaux de distributeurs et autres composants plus avancés comme les maîtres IO link via un seul système de bus qui parcourt la machine.

L’ensemble de l’architecture de communication d’une machine est alors standardisée, indépendamment des préférences que peut avoir un client pour un contrôleur spécifique. Entre la commande et l’épine dorsale AP se trouve un module qui traduit le protocole Ethernet pris en charge par le PLC en un protocole AP pouvant être utilisé pour communiquer avec les modules E/S et les terminaux de distributeurs.

Limiter la complexité

Des solutions comme IO-Link et le nouveau système ES déporté et décentralisé de Festo (AP) rendent la transition vers les réseaux digitaux accessible et offrent de nombreuses options pour tirer le meilleur parti de l’intelligence disponible dans les composants modernes. L’usage de tels réseaux peut réduire considérablement la complexité de connexion globale, ce qui permet de gagner du temps et finalement des coûts. Dès qu’une machine devient plus complexe et qu’il y a l’ambition d’appliquer les fonctions intelligentes des capteurs et des actionneurs pour rendre les machines plus performantes et plus conviviales, le passage vers les réseaux intelligents devient rapidement un choix évident.

Quand choisir quelle solution? Cet aperçu montre quand une technologie donnée représente un avantage, mais il faut aussi tenir compte de plusieurs facteurs autour de la machine.

Quand choisir quelle option ?

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