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06
Déc
2020
La communication en instrumentation industrielle
La communication en instrumentation industrielle
1. La Communication avec les Équipements Automatisés en industrie:
Pour une communication industrielle efficace, les réseaux industriels sont désormais incontournables dans le monde de l’automatisme pour bien exploiter une installation. Les réseaux industriels apportent une grande souplesse aux systèmes de contrôle / commande, ils diminuent les coûts de câblage, ils offrent des possibilités nouvelles pour le contrôle et la supervision des installations, tant pour les équipes d’exploitation que de maintenance, de production ou de gestion.
Les applications automatisées recouvrent des domaines multiples et variés dans des contextes tout aussi divers, avec des contraintes et des exigences qui leur sont propres. Par conséquent, tout à la fois pour des raisons historiques, économiques et technologiques, l’offre de solutions en réseaux industriels de communication est pléthorique.
Certaines solutions de réseaux pour la communication industrielle, sont devenues des standards et continuent à évoluer, d’autres répondent à des marchés de niche, d’autres encore émanent de constructeurs qui cherchent à imposer leurs solutions. Un certain nombre d’autres solutions de réseaux de communication industrielle qui n’ont pas su ou pas pu évoluer ni se déployer sont devenues anecdotiques ou ont tout bonnement et tout simplement disparu.
Enfin, les nouvelles technologies de communication industrielle incitent les constructeurs d’équipement d‘automatisme à proposer de nouvelles solutions, plus performantes, plus économiques, ou plus ouvertes, ce qui amène les utilisateurs à envisager des applications nouvelles que leur permettent ces nouvelles techniques.
2. La communication industrielle :
L’industrie au niveau mondial, a fait une remarquable avancée grâce au déploiement des réseaux de communication. Ces réseaux, qui ont évolué d’une communication filaires vers une communication sans fil, ont facilité l’accès à la donnée en tout temps et lieu.
En général, un réseau de communication est composé d’un ensemble de connexion assurant l’acheminement de l’information entre des entités ou des terminaux. Il comprend idéalement : des émetteurs, des récepteurs, un message, et des canaux de transmission. L’emplacement du réseau, le domaine d’application ainsi que la distance entre les différents terminaux, influencera la nature de la communication. Nous pouvons distinguer trois types de réseaux en fonction des distances entre les équipements :
- Les réseaux longue distance (Wide Area Network) : > 100km.
- Les réseaux métropolitains (MAN) : > 1km.
- Les réseaux locaux (LAN) : < 1km.
Un réseau local industriel (RLI) est un réseau de communication de type (LAN) qui permet de faire communiquer des équipements divers en temps réel. Ces équipements communicants peuvent être des ordinateurs, des capteurs, des automates programmables industriel (API) ou tout autre équipement automatisé.
L’évolution de la production industrielle est le fruit direct de l’évolution des réseaux locaux ainsi que les avancées technologiques des systèmes industriels communicants. Les réseaux locaux ne garantissent pas uniquement la transmission de valeurs numériques ou analogiques fournies par les capteurs, bien plus que cela, ils sont chargés de transmettre des informations de plus haut niveau telles que des fichiers ou des requêtes paramétrées issus par exemple d’un superviseur et destinés à une unité de contrôle. C’est la décentralisation des fonctions classiques d’un système de contrôle-commande, que sont la commande locale, la coordination, la surveillance et la supervision.
3. La communication sur les réseaux locaux industriels :
La pyramide CIM (computer integred Manufacturing) a contribué à la segmentation de l’automatisme en quatre niveaux : niveau machine, niveau cellule ou atelier, niveau usine, et niveau entreprise. Pour mieux comprendre la hiérarchie des Réseaux Locaux Industriels, ci-après, un descriptif expliquant chaque niveau de communication avec les différents paramètres physiques le constituant.
- Le niveau terrain ou machine (niveau 0 et 1) : Ce sont les niveaux les plus bas, qui contiennent les équipements de fabrication tel que les capteurs, les actionneurs ou les machines automatisées.
- Le niveau atelier ou cellule (niveau 2) : Ce niveau contient plusieurs îlots de fabrication ; de supervision, des robots, des automates.
- Le niveau usine (niveau 3) : C’est le niveau qui englobe des tâches de gestion de la production tel que l’ordonnancement et suivi de la production, le contrôle de fabrication, la conception assistée par ordinateur ainsi que le contrôle de qualité.
- Le niveau entreprise (niveau 4) : A ce niveau, nous trouvons des services de gestion tel que la gestion des ressources, gestion financière et commerciale.
A chaque niveau dans un milieu industriel, correspond un réseau permettant de relier ces différents éléments. Entre deux niveaux différents il doit y avoir une passerelle si les deux réseaux sont hétérogènes. Trois types de réseaux sont distingués :
- Les réseaux de terrain : Ils sont constitués des réseaux appelés “bus capteurs et actionneurs” et des réseaux de commande individuelle des machines. Ils connectent les capteurs, les actionneurs et tout autre automate du terrain et machine. Ils doivent fournir les mêmes services que les systèmes d’E/S industrielles et d’autres plus importants telle la synchronisation pour faciliter la distribution des applications. Les bus capteurs et actionneurs ont pour principal objectif de réduire les coûts de câblage ainsi que de faciliter l’exploitation et la maintenance des équipements d’automatisme industriel connecté.
- Les réseaux d’atelier : Connectent dans un atelier ou une cellule, les modules de commande de robots, de maintenance et de contrôle de la qualité. Ils permettent d’avoir une communication entre l’automatisme et le monde informatique. Les bus utilisés pour ces réseaux sont les bus Modbus+, Fipway et Ethway.
- Les réseaux d’usine : Ce sont des réseaux locaux informatiques qui relient l’ensemble de l’usine. Les plus couramment utilisés sont Ethernet, TCP/IP et WiFi.
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