Choisir la bonne architecture système : réduire les coûts, rester flexible
Dans le domaine de l’automatisation industrielle, le choix de la bonne architecture de système est décisif pour l’efficacité, les coûts et la sécurité future. Une communication intelligente entre l’API et les composants d’automatisation tels que les entraînements, les capteurs et les terminaux de distributeurs peut non seulement réduire considérablement les coûts globaux, mais aussi garantir la flexibilité et l’extensibilité d’une installation. Les utilisateurs disposent aujourd’hui d’une multitude de possibilités de conception : du câblage discret à la connexion centralisée et décentralisée de la pneumatique, en passant par les systèmes de bus de terrain avec E/S déportées. Dans cet article de blog, nous jetons un coup d’œil sur les domaines d’application et les avantages et inconvénients des différentes approches architecturales en mettant l’accent sur les coûts et la flexibilité.
Câblage discret : Une solution économique pour les petites machines
Dans le cas du câblage discret, chaque composant individuel, comme les capteurs et les actionneurs, est directement relié à l’unité de commande centrale dans l’armoire de commande. Chaque entrée et sortie a besoin de sa propre ligne. Cela permet certes de supprimer les protocoles de communication et les nœuds de bus coûteux et complexes, mais l’architecture atteint rapidement ses limites et, lorsque la taille augmente, elle entraîne un câblage important et un grand besoin de place dans l’armoire de commande. En cas d’extension, le système devient rapidement extrêmement complexe et sujet aux erreurs. Ce système est toutefois suffisant pour les petites machines ou installations avec des entrées et des sorties claires, tant que les coûts et l’encombrement restent limités.
Systèmes de bus de terrain : Pour des tâches d’automatisation plus complexes
Les systèmes de bus de terrain sont des réseaux numériques qui relient plusieurs appareils à l’unité de commande via une seule ligne de communication. Les exemples sont ProfiNET, EtherNET/IP ou EtherCAT. Ils trouvent leur utilité dans les installations moyennes à grandes avec un grand nombre d’entrées et de sorties. En effet, un bus de terrain augmente considérablement la flexibilité et l’évolutivité d’un système : moins de câbles sont nécessaires, car une seule ligne de données réduit désormais le nombre de connexions discrètes. De nouveaux appareils peuvent être facilement intégrés dans le réseau et différents composants peuvent communiquer via le même bus. Le diagnostic est également facilité, car les pannes peuvent désormais être identifiées plus facilement.
En même temps, les nœuds de bus de terrain nécessaires sont très coûteux et la compatibilité devient une question importante : En effet, tous les appareils ne peuvent pas communiquer avec tous les bus de terrain. Dans l’architecture, il se crée une dépendance par rapport au protocole de bus de terrain utilisé dans l’API.
E/S déportées : Sortir de l’armoire de commande
Les E/S déportées déplacent les modules IO à partir de l’indice de protection IP65 vers des sites éloignés, à proximité des capteurs et des actionneurs. Ces modules communiquent avec la commande centrale via des systèmes de bus de terrain. Les E/S déportées sont indispensables pour les installations de grande taille et étendues, lorsque les modules doivent être placés à l’extérieur de l’armoire de commande et à proximité des composants. Le câblage est encore réduit, les débits de données sont augmentés et la capacité de l’armoire de commande est nettement réduite. Le placement sur le terrain permet également de simplifier considérablement l’évolutivité de la machine et de la réaliser à un coût nettement plus faible, ainsi que de simplifier la maintenance, puisque les erreurs peuvent être diagnostiquées et corrigées directement sur place.
L’utilisation d’E/S déportées est devenue incontournable dans l’architecture moderne d’automatisation et représente un grand avantage pour l’automatisation. Toutefois, cette technologie est au départ la plus chère à l’achat. Le système devient nettement plus dépendant d’une connexion réseau stable et nécessite un grand savoir-faire en matière de planification et d’intégration.
Pneumatique et automatisation électrique parfaitement combinés
L’intégration de terminaux de distributeurs et de composants pneumatiques dans un système d’automatisation présente un grand potentiel, mais comporte aussi le risque d’un surdimensionnement dû à des tuyauteries longues et complexes et des coûts élevés en raison des interfaces supplémentaires nécessaires. Toutefois, avec les bons composants et un langage de communication aussi uniforme que possible, il est possible de réaliser une connexion décentralisée ou hybride (modulaire et décentralisée). Cela réduit le nombre de nœuds de bus et d’adresses IP et simplifie le diagnostic.
