La technique d'automatisation modulaire en seulement quatre étapes

Automatisation modulaire

Vous ne pouvez pas faire grand chose contre les fortes fluctuations de consommation et de qualité de l'eau brute. Mais, ce que vous pouvez faire c'est de garantir que votre système de traitement de l'eau sera capable d'en venir à bout avec intelligence. Et c'est là qu'intervient l'Industrie 4.0 et sa mise en réseau, grâce à la technique d'automatisation modulaire de Festo.

Automatisation modulaire avec CPX

Festo a rendu la technique d'automatisation intelligente. Grâce à la numérisation, nous sommes aujourd'hui en mesure de mettre en réseau des modules automatisés de manière simple, sûre et fiable sur le terrain et de faire en sorte qu'ils interagissent parfaitement. Le mot-clé « composants intelligents » joue un rôle essentiel à cet égard : il s'agit de composants que vous pouvez combiner en toute flexibilité en fonction de vos besoins et de vos exigences. Chaque module contient les composants d'automatisation dont il a besoin pour gérer ses propres process.

Notre plateforme d'automatisation CPX joue un rôle important dans le traitement décentralisé de signaux et la commande de fonctions. Ainsi, vous contrôlez mieux les fluctuations de consommation d'eau et de qualité d'eau brute qu'avec un système de commande central. Si un élément manque, par exemple un système de filtre ou d'autres étapes, il suffit de les ajouter et de les activer (une augmentation du nombre au lieu d'une mise à l'échelle élaborée vers le haut).

L'intelligence sur le terrain

Généralement, la conception et l'ingénierie de systèmes associés à des process fonctionnent comme suit : vous définissez une quantité à produire dans un délai prédéfini, puis vous mettez en place un process pour y arriver. Tout est contrôlé et surveillé par un système de commande centralisé. Et cela fonctionne bien tant que la quantité à produire ne change pas.

Mais malheureusement, c'est souvent le contraire qui survient, ou la qualité de l'eau brute varie. Intervenir dans ce type de système d'automatisation centralisé est extrêmement laborieux parce que vous devez modifier tout le process et la technique d'automatisation. Et vous avez aussi besoin de quelqu'un qui s'y connaît parfaitement dans cette conception spéciale et dans sa programmation. Sans oublier qu'un débit réduit peut altérer la qualité du produit et impacter la rentabilité du système. Pour terminer, le service après-vente et la maintenance deviennent plus complexes et chers parce que vous devez sans cesse arrêter, puis redémarrer le système.

Comparatif : modulaire/centralisée

 

Comparatif : modulaire/centralisée

Comparatif : modulaire/centralisée

Le concept d'automatisation modulaire est une alternative efficace pour toutes les industries qui traitent et utilisent de l'eau. Chaque module système raccordé au réseau est une unité fonctionnelle dédiée, qui fonctionne indépendamment et contient tous les systèmes de commande de Festo. Vous pouvez donc les connecter ou les déconnecter selon vos besoins, simplement et économiquement. Ainsi, vous modifiez la quantité produite en toute flexibilité. Pas besoin de reprogrammer ou de reconfigurer le logiciel d'application et les frais de maintenance sont nettement réduits.

Votre chemin vers la technique d'automatisation modulaire

Sur l'exemple de la filtration de l'eau, ces graphiques montrent comment, en quatre étapes, vous pouvez transformer un système à large échelle basé sur des process avec une automatisation centralisée en solution automatisée décentralisée modulaire. Dans cet exemple, nous vous montrons une ligne typique de traitement d'eau conçue selon d'anciennes exigences rendant l'adaptation du site plus complexe (mise à niveau vers le haut ou le bas). La technique d'automatisation modulaire la transforme en système flexible qui vous permet de régler la quantité produite rapidement et simplement en désactivant des modules (réduction) ou en ajoutant (augmentation).

Position initiale : ligne de filtration d'eau traditionnelle
Position initiale : ligne de filtration d'eau traditionnelle

Dans notre exemple, nous nous basons sur le système de filtration d'eau avec une commande centrale et un système de commande, autrefois très utilisé. Le terminal de distributeurs est raccordé par le biais d'un bus de terrain, sous forme de système I/O distant avec une partie pneumatique intégrée. Les composants de commande des appareils sur le terrain se trouvent dans l'armoire de commande.

Étape 1 : modularisation mécanique et fonctionnelle

 

Étape 1 : modularisation mécanique et fonctionnelle

Étape 1 : modularisation mécanique et fonctionnelle

Étape 1 : décomposition en sous-process

Ces types de systèmes de traitement de l'eau traditionnels se modularisent facilement. Pour commencer, on divise la démarche générale en sous-process. Puis on définit un module pour chaque sous-process, contenant tous les composants mécaniques et d'automatisation nécessaires pour fonctionner seul.

Automatisation de modularisation

 

Automatisation de modularisation

Automatisation de modularisation

Étape 2 : automatisation de modularisation

La technique d'automatisation est modularisée selon le même principe. Les composants d'armoire de commande et la commande centrale (le logiciel d'application basé sur des process) sont divisés de manière à ce que chaque module possède ses propres commandes, composants I/O distants et commandes pneumatiques.

Filtration d'eau modularisée

 

Filtration d'eau modularisée

Filtration d'eau modularisée

Étape 3 : coordination du système complet

Après le raccordement des modules pour former un système basé sur des process, chaque module met sa fonctionnalité spécifique à disposition via une interface de données encapsulée. Le mode de fonctionnement, le statut, les valeurs mesurées, les alarmes etc. peuvent alors être lus et écrits pour que le système fonctionne.

Vous avez également besoin d'un système de gestion des process qui coordonne les fonctionnalités des modules dans le système complet et facilite le pilotage des process. Cette solution peut s'avérer être une démarche bien plus simple qu'avec des commandes centrales. Comme nous l'avons déjà expliqué préalablement, les fonctions de commande associées aux process sont déjà intégrées dans les modules.

Agrandissement du système par augmentation

 

Agrandissement du système par augmentation

Agrandissement du système par augmentation

Étape 4 : adaptation flexible des systèmes modulaires

À l'aide des modules décrits, vous êtes en mesure de construire des systèmes qui répondent à vos besoins et vos exigences en ajoutant simplement des modules avec une construction et un fonctionnement identiques. Tout reste flexible dès le départ, avec pour objectif d'avoir plus de modules au lieu d'une mise à l'échelle croissante.

L'automatisation modulaire est relativement simple à mettre en place. Et, avec Festo, tout devient encore plus facile. Nos experts seront heureux de vous conseiller.

Arguments en faveur de l'automatisation modulaire

La modularisation décrite dans cet exemple se base sur un système de filtration d'eau à commande centralisée. Mais le principe s'applique aussi à d'autres segments de l'industrie. Et les opérateurs du système ne sont pas les seuls à profiter de la flexibilité qu'offre l'automatisation modulaire de process de Festo. Un concept modulaire est une solution gagnant-gagnant, même pour les fabricants d'équipement.

Avantages pour les opérateurs et les équipementiers

  • Réduction/agrandissement : l'automatisation modulaire facilite considérablement la modification du système complet. La phase d'ingénierie est donc plus rapide et économique.
  • Transparence : les différents modules de Festo sont des unités définies avec précision, dotées d'une fonctionnalité distincte.
  • Flexibilité : c'est ce qui rend les modules faciles à adapter. Ainsi, vous simplifiez et accélérez l'intégration des nouvelles étapes au process.
  • Simplicité : les modules contiennent leur propre logiciel d'application spécifique. La complexité de l'architecture informatique s'en trouve simplifiée dans son ensemble.
  • Autonomie : les modules Festo sont programmés avec CODESYS, conformément à la norme IEC 61131. Il n'y a donc pas de frais de licence et vous choisissez le matériel d'automatisation que vous souhaitez.
  • Synergie : les équipementiers peuvent produire des modules homogènes, même en petites quantitésm et les tester minutieusement avant de les livrer. Vous profitez ainsi d'économies d'échelle pour la production et l'assemblage tout en réduisant vos coûts et en fournissant des services au marché quand il en a besoin.

La technologie de l'eau n'en est qu'à ses balbutiements

La conception et l'ingénierie des systèmes basés sur des process devraient fondamentalement changer. À l'ère de l'Industrie 4.0, la recommandation NAMUR NE 148 a déjà formulé des « exigences d'automatisation relatives à la modularisation de sites de procédés ». Pour le dire plus clairement, les opérateurs et fabricants de systèmes dans toutes les industries de process doivent mener des essais pour savoir si leurs systèmes peuvent dès aujourd'hui fonctionner avec des concepts modulaires.

Terminal MPA-S et CPX

Terminal de distributeurs MPA-S avec terminal CPX

Incroyablement modulaire et polyvalent ! L'interface CPX sur le terminal de distributeurs MPA se base sur le système bus du CPX. Il utilise ce système de communication sérielle pour toutes les bobines et les fonctions d'entrée et de sortie électriques.

Terminal de distributeurs MPA-S dans le catalogue

Livre blanc : systèmes basés sur le principe des « Lego »

Dans ce livre blanc clairement expliqué, nous vous expliquons la transition vers la technique d'automatisation modulaire grâce à des systèmes basés sur les process, sur l'exemple de la filtration de l'eau.

Télécharger le livre blanc