BOÎTE À OUTILS D’AUTOMATISATION INTÉGRÉE Contrôle basé sur PC: Une solution intégrée pour l’automatisation et la technologie des processus

Alors que les systèmes traditionnels basés sur PLC ont été optimisés principalement pour des temps de cycle courts en remplacement de la technologie de relais complexe dans les commandes de machines, les Systèmes de contrôle distribués (DCS) pour le contrôle en boucle fermée à Dérivation intégrale proportionnelle classique (PID) se sont principalement concentrés sur l’évolutivité et l’intégration du système.

Poussés par les exigences des clients et les progrès technologiques, les DCS et les PLC ont progressé et convergé de plus en plus au fil des ans. En conséquence, les systèmes PLC ont acquis des systèmes de visualisation plus étendus. Ceux-ci sont très similaires à ceux utilisés par les ingénieurs de processus depuis le début et sont mis en œuvre pour gérer de nombreux flux de travail de traitement complexes et de grande envergure. Les DCS, quant à eux, ont été optimisés en ce qui concerne leurs performances et leurs temps de cycle. Des améliorations comme celles-ci permettent de s’adapter même à des processus très urgents et d’équiper les usines de traitement pour répondre aux exigences de sécurité, telles que les arrêts d’urgence et la protection contre les incendies.

Les exigences croissantes rapprochent des mondes distincts

Les systèmes convergent également en termes d’évolutivité. DCS, qui ont été conçus dès le départ pour les grandes installations avec des dizaines de milliers d’E / S, ont réussi avec des capacités d’ingénierie et de modernisation simples. Cependant, pour les systèmes basés sur PLC d’aujourd’hui, même les points d’E / S dans les cinq chiffres les plus élevés ne posent plus de défi. De plus, les environnements d’ingénierie modernes, comme le logiciel TwinCAT 3, disposent d’une large gamme de bibliothèques et de nombreux blocs fonctionnels, de sorte que même des structures de contrôle en boucle fermée très complexes peuvent être conçues rapidement et de manière fiable.

Les développements concernant les architectures système méritent également une attention particulière. Par exemple, les systèmes de contrôle distribués se sont concentrés presque dès le départ sur des châssis d’E / S distribués. Ces systèmes peuvent collecter des données dans les zones exposées aux risques d’explosion avec peu de complexité de câblage et accueillir des installations réparties sur de grandes surfaces. D’autre part, les systèmes basés sur PLC se concentraient initialement sur des machines autonomes dans de petites zones.

Cela a changé, car les machines simples ont évolué vers des lignes de production très complexes au sein d’usines étroitement interconnectées, et les opérateurs sont devenus plus intéressés par l’utilisation de périphériques distribués pouvant être reliés à des systèmes de bus de terrain rapides et fournissant la bande passante nécessaire pour accueillir le flot de données qui en résulte. En conséquence, les systèmes capables d’offrir une intelligence distribuée, comme les PC embarqués montables sur rail DIN de la série CX de Beckhoff, sont désormais une option dominante, permettant une connexion directe du système d’E / S basé sur EtherCAT. En outre, le déploiement de la communication EtherCAT permet aux opérateurs de mettre en œuvre des processus de contrôle extrêmement chronophages et hautement synchronisés à travers les étapes de production distribuées. Cela inclut la possibilité de s’intégrer à des systèmes de contrôle de production centraux, d’effectuer des analyses de données et d’optimiser les processus.

Système PLC avec un potentiel d’innovation maximal

En termes d’architecture de système, les développements mentionnés ci-dessus ont déjà rendu les systèmes PLC très similaires aux systèmes d’E / S à distance que les utilisateurs connaissent dans le domaine du contrôle de processus. En particulier dans le contexte des concepts de l’Industrie 4.0, l’approche PLC s’est avérée être un moteur d’innovation et a pris une structure très avancée qui est clairement supérieure, notamment en termes de performance.

C’est avant tout la vision de l’Internet des Objets (IoT), qui a conduit les systèmes basés sur des automates à prendre certaines caractéristiques des systèmes de contrôle distribués ces dernières années, notamment en termes de capacités d’intégration. Ceci, à son tour, a augmenté la prise en charge des protocoles matures qui offrent un échange de données entre systèmes, par exemple, basé sur OPC UA, mais aussi pour la communication entre le niveau de contrôle de supervision et le cloud via des protocoles, tels que MQTT et AMQP.

Alors que les constructeurs de machines utilisent ces capacités pour mettre en œuvre l’industrie 4.0 concept dans sa totalité, les ingénieurs de processus ont besoin de solutions entièrement intégrées pour diverses raisons. Ils doivent couvrir tous les niveaux hiérarchiques allant de l’acquisition de données dans des zones dangereuses au diagnostic à distance de systèmes répartis dans le monde entier via des systèmes de contrôle de processus centralisés. L’objectif est de réduire le nombre d’opérateurs et de personnel de maintenance requis. Tout en réduisant les coûts, cela ouvre également de nouvelles opportunités pour rendre les systèmes plus efficaces et fiables grâce à l’utilisation d’outils de diagnostic et d’analyse complets.

Open & technologie d’automatisation modulaire une solution complète

Avec un contrôle sur PC, Beckhoff offre la boîte à outils d’automatisation idéale pour mettre en œuvre toutes ces exigences dans une solution complète et intégrée. Grâce à l’ajout d’innovations spécifiques pour les applications de technologie de processus, les ingénieurs de processus ont désormais accès au même système d’automatisation qui a fait ses preuves depuis longtemps dans la conception de machines et l’automatisation d’usine.

L’ouverture du concept de contrôle basé sur PC mérite une mention spéciale, car la prise en charge de tous les principaux systèmes de bus permet l’intégration facile des contrôleurs Beckhoff dans les architectures existantes. De plus, la disponibilité à long terme des produits et la rétrocompatibilité offrent la meilleure protection possible des investissements et garantissent un approvisionnement exceptionnel en pièces de rechange. Par exemple, même les composants EtherCAT de première génération peuvent toujours communiquer avec les dernières introductions de produits. De tels avantages rendent également facile et abordable la mise à niveau des systèmes existants, par exemple en ajoutant une connectivité cloud et des fonctions IoT.

Les avantages des systèmes d’automatisation intégrés et ouverts deviennent particulièrement évidents lors de la conception de nouvelles installations. Sur le terrain, l’utilisation de terminaux EtherCAT de la série ELX pour la connexion directe d’appareils de terrain à sécurité intrinsèque permet de réduire considérablement les besoins en espace et donc les coûts. En outre, l’élimination de la nécessité de barrières de sécurité séparées offre des avantages évidents en matière d’installation et de diagnostic. Les PC embarqués montables sur rail DIN de la série CX, équipés de jusqu’à 12 cœurs de processeur, permettent de répartir l’exécution des tâches de contrôle les plus complexes avec leurs performances de traitement élevées. Les certifications complètes des produits garantissent la conformité aux exigences de protection contre les explosions et permettent une installation à proximité du processus réel.

La commande sur PC simplifie l’ingénierie & le fonctionnement

Au niveau de la commande, le portefeuille de PC industriels finement évolutifs de Beckhoff permet des solutions sur mesure qui peuvent non seulement effectuer un large éventail de tâches de contrôle, mais aussi faciliter l’intégration dans les systèmes de contrôle de processus. La prise en charge de nombreux protocoles et normes garantit une communication de données entre systèmes à la fois au niveau du contrôle de niveau supérieur et au niveau du système de terrain.

La solution logicielle HMI avancée de TwinCAT permet la mise en œuvre de tâches de visualisation selon les normes les plus élevées pour un fonctionnement efficace et fiable de l’usine. De plus, l’IHM TwinCAT réactive fonctionne aussi bien sur les appareils mobiles que sur les panneaux de commande industriels et les PC. Pour la visualisation et le contrôle des processus dans les zones dangereuses (zone 2/22), des dispositifs spécifiques sont disponibles sous la forme de la série de panneaux CPX très attractifs avec une technologie multi-touch de pointe et des boîtiers en aluminium robustes.

Avec la large gamme de fonctions TwinCAT disponibles, l’ingénierie pour l’ensemble du fonctionnement de l’usine et la transmission de données vers un système de contrôle de niveau supérieur ou des services cloud deviennent des processus hautement intuitifs. De nombreuses options et interfaces de diagnostic, telles que le conteneur TwinCAT FDT pour l’intégration de pilotes de périphériques de terrain (DTM), garantissent une mise en service rapide et productive et un accès facile au monde de la technologie de contrôle Beckhoff.

Avec l’aimable autorisation de Bechkhoff Automation