La spécification du contrôleur est l’étape la plus importante du processus de développement pour chaque application d’automatisation industrielle. Historiquement, certains contrôleurs étaient le choix de facto pour une conception de machine particulière, qu’il s’agisse d’un contrôleur logique programmable (PLC) ou d’un contrôleur d’automatisation programmable (PAC) selon le domaine et l’application.
Ces appareils ont fonctionné de manière adéquate au fil des ans et ont favorisé une mentalité « s’il n’est pas cassé, ne le réparez pas ». Cependant, alors que les progrès de la technologie d’automatisation continuent de s’accélérer, le contrôle sur PC offre un ensemble unique d’opportunités couvrant un large éventail de domaines d’application et devient un contrôleur de choix quelle que soit l’application.
Avantages du système de contrôle basé sur PC
Le plus grand avantage du choix d’un système de contrôle basé sur PC se présente sous la forme d’une évolutivité supérieure du matériel et des logiciels. Cela offre aux ingénieurs un chemin de migration clair et efficace à mesure que la conception des machines et des installations évolue au fil du temps. Par exemple, certains fabricants offrent une gamme d’options de contrôleur allant d’un processeur d’entrée de gamme à un processeur avancé de machines à jeux d’instructions réduits (RISC), à une gamme de contrôleurs multicœurs dans plusieurs formats matériels, jusqu’à un serveur industriel équipé d’un processeur à 36 cœurs qui permet un contrôle à plusieurs cœurs.
Ceux-ci exécutent tous des logiciels de contrôle basés sur PC pour une gamme de fonctions, y compris l’automate programmable, le contrôle de mouvement, la sécurité, l’interface homme-machine (IHM), la mesure, la surveillance de l’état, etc., généralement sur un seul appareil dans le cas des contrôleurs multicœurs. De plus, tous les produits de la gamme de produits, à l’exception de la gamme multi-core, peuvent être spécifiés sous plusieurs formes, qu’ils soient montés sur rail DIN, montés sur armoire ou intégrés à un écran IHM, entre autres options.
L’intégration d’IHM dans un appareil tout-en-un se différencie d’un PLC ou d’un PAC pour les options de contrôle sur PC, car les appareils intégrant un écran pour la visualisation sont peu nombreux. Les options de stockage à semi-conducteurs sous forme de cartes CFast (également appelées CompactFast) et de disques SSD sont également standard, ce qui réduit le nombre de pièces mobiles et assure une grande fiabilité pour les applications critiques. À mesure qu’une opération se développe et que les besoins en processus augmentent, les contrôleurs basés sur PC peuvent facilement être échangés contre un modèle plus puissant qui utilise la même plate-forme logicielle. Cet échange implique généralement un simple échange d’une carte compact flash de l’ancienne unité avec le nouveau contrôleur et un redémarrage du système. Peu ou pas de programmation est nécessaire (sauf si de nouvelles fonctions sont ajoutées), un avantage d’un système d’automatisation basé sur un logiciel.
Utiliser un logiciel d’automatisation pour gérer les tâches spécifiques aux contrôles et l’exécuter sur du matériel polyvalent basé sur PC est devenu un changeur de jeu pour les entreprises qui recherchent un environnement de développement et une plate-forme de contrôle robustes, flexibles et faciles à utiliser. Par exemple, les fabricants proposent des logiciels de contrôle qui correspondent au matériel basé sur PC avec différents niveaux de performance pour répondre aux besoins individuels de chaque application, qu’il s’agisse de fonctionnalités spéciales pour le mouvement à commande numérique par ordinateur (CNC) et la cinématique robotique ou pour les fonctions PLC.
De plus, l’environnement d’ingénierie de l’automatisation est intégré à Microsoft Visual Studio, ce qui rend le logiciel très familier à la grande majorité des programmeurs et permet de partager le travail de programmation entre des ingénieurs de diverses disciplines, tels que les programmeurs PLC traditionnels, les programmeurs en informatique et les spécialistes des technologies de l’information (TI). La réutilisation des codes est un must et est quelque chose que les ingénieurs de contrôle doivent prendre en compte lors de la sélection d’une nouvelle plate-forme de contrôle. Les blocs fonctionnels des langages de programmation IEC-61131-3 ou d’autres programmes orientés objet sont souvent disponibles dans des bibliothèques spécifiques à l’application. La réutilisation du code permet une mise sur le marché beaucoup plus courte et des conceptions de machines plus flexibles pour les fabricants d’équipements d’origine (OEM), les intégrateurs de systèmes et les utilisateurs finaux.
Plates-formes de contrôle basées sur PC pour la mise en œuvre de l’IIoT
Des ingénieurs et des dirigeants d’entreprise innovants déterminent rapidement que la mise en œuvre de l’Internet des objets industriel (IIoT) et de l’Industrie 4.0 concepts est une prochaine étape logique pour établir des entreprises plus connectées et constitue une considération nécessaire pour les mises à jour et le développement futurs. Avec un PLC ou un autre matériel fermé, l’ajout d’une communication IoT devient une proposition plus difficile et nécessite généralement l’ajout de matériel et de logiciels tiers provenant de sociétés informatiques pour que tout fonctionne.
Avec le contrôle basé sur PC, ce type de connectivité était possible avant que la plupart des grands mots à la mode d’aujourd’hui ne soient inventés. Plus important encore, la connectivité peut être réalisée avec peu ou pas de matériel supplémentaire, car la connectivité Internet et Ethernet est intégrée aux plates-formes de contrôle basées sur PC depuis des décennies. Même si une opération n’est pas tout à fait prête à faire le saut dans les eaux de l’IIoT et de l’Industrie 4.0, le contrôle sur PC fournit la plate-forme de contrôle la plus logique avec un chemin de migration sans entrave pour ajouter des niveaux de connectivité plus élevés aujourd’hui ou à tout moment dans le futur.
Les exigences déjà élevées en matière de systèmes de contrôle vont augmenter. Alors que les ingénieurs d’usine et les constructeurs de machines demandent aux fournisseurs de contrôles de fournir plus de fonctionnalités et de connectivité à un prix comparable, les systèmes de contrôle sur PC flexibles et évolutifs représentent l’option la plus rentable et la plus robuste.
Eric Reiner est spécialiste du marché des PC industriels chez Beckhoff Automation. Edité par Emily Guenther, gestionnaire de contenu associée, CFE Media, Ingénierie de contrôle, [email protected] .
PLUS DE CONSEILS
Concepts clés
- Les avantages d’un système de contrôle basé sur PC.
- Systèmes de contrôle sur PC pour IIoT et Industrie 4.0.
- Comment les systèmes de contrôle basés sur PC s’adaptent à chaque application.
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Quels sont les pièges à l’utilisation de systèmes de contrôle basés sur PC?