Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article traite de l’intérêt de l’intégration des réseaux de terrain dans les automatismes de machines d’emballage et de conditionnement. Il présente les résultats d’une enquête conduite auprès de constructeurs de systèmes et intégrateurs de solutions en matière de réseaux de terrain, chacun pour deux ou trois machines de leur conception. L’analyse porte sur les choix d’architectures et les solutions techniques mises en œuvre pour ces automatismes. Une synthèse détaillée relève les points marquants notamment en termes de commande et de besoins, d’éléments communs aux architectures d’automatisme, pour terminer sur les gains et inconvénients des réseaux de terrain.
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Rémy ROIGNOT : Pôle d’activités « Production mécanique », Cetim
INTRODUCTION
Face aux nouvelles technologies que sont les réseaux de terrain, les constructeurs du secteur de l’emballage et du conditionnement s’interrogent sur l’intérêt, le mode et le coût d’intégration de telles solutions dans leurs machines et automatismes.
Plusieurs options sont envisageables pour les constructeurs : les architectures de réseaux peuvent être de type centralisé, distribué ou mixte, et utiliser des systèmes de complexité diverse (bus de capteurs / actionneurs, bus d’équipements, bus de terrain).
Une enquête a permis d’éclaircir la situation et de proposer des critères techniques et économiques aidant au choix d’une solution : trois applications types, ont été soumises à une quinzaine d’intégrateurs, charge à eux de proposer des solutions. Les réponses apparaissent plus ou moins tranchées selon la complexité du sujet : des systèmes simples demanderont plutôt une architecture centralisée, en général plus économique : mais dès que l’application prend de l’envergure (avec PC, robot, ...) et exige un traitement numérique des données, la solution décentralisée prend le pas, d’autant plus que ses avantages sont multiples : câblage moins important donc moins coûteux, mise en œuvre, exploitation et maintenance plus rapides et plus souples, etc.
L’action présentée ici consiste à valider les critères techniques et économiques mis en évidence pour chaque application type, en les confrontant à la réalité des systèmes et machines industrielles d’emballage et de conditionnement.
L’analyse a porté, pour chaque constructeur, sur 2 ou 3 de leurs machines, du point de vue des choix d’architectures d’automatisme et de solutions techniques mises en œuvre pour ces automatismes.
Le présent document correspond à la synthèse globale de ces analyses. Il permet d’expliquer, de comparer et de valider les solutions types proposées actuellement par les constructeurs ou intégrateurs de systèmes d’automatisme dans le contexte spécifique de l’emballage et du conditionnement, et de proposer des évolutions possibles par rapport aux critères de choix dégagés dans l’étude précédente.
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Contexte de l’action
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5. Tendances et conclusions
La tendance, aujourd’hui, est de raisonner au niveau processus de fabrication. C’est également ce que montre une enquête réalisée auprès des utilisateurs de matériels d’automatisme en 2002.
La machine est intégrée dans une ligne de production, elle en devient un module. Cette approche modulaire est globale : mécanique et contrôle commande. Ce type d’architecture favorise l’utilisation systématique de solutions « processus manufacturier » pour minimiser les coûts de développement spécifiques de la commande.
D’une façon générale, la mise en place du réseau de terrain participe au passage du monde de l’électricité et de l’automatisme au monde de l’informatique industrielle. C’est un changement de culture technologique. Les difficultés apparaissent dès que l’on prononce le mot informatique. Dans bien des esprits, « informatique » est encore synonyme d’incompatibilité avec la notion d’environnement industriel. Cette vision des choses que l’on trouve encore ancrée dans bien des secteurs industriels de la production automatisée commence seulement à s’effacer.
Le métier de l’automaticien évolue. Les méthodes de description et les langages sont bien maîtrisés, même pour de « petits » projets. Les méthodes d’analyse évoluent également.
La méthode de programmation s’adapte au découpage modulaire des fonctions mises en œuvre dans la machine, avec le mode de description par graphes (graphe des modes, coordinateur des postes, graphe par poste, par organe).
La mixité des architectures offre un compromis peu satisfaisant. L’utilisation du réseau de terrain et d’un câblage traditionnel répond à des contraintes d’adaptation à l’existant.
La standardisation des solutions fonctionnelles apporte des limitations. Elle nécessite de rapprocher le découpage de l’intelligence/contrôle commande avec les modules fonctionnels, et leurs complexités ne sont pas forcément en rapport.
Pour mettre en œuvre des réseaux de terrain, il faut :
-
penser « investissement global » : outils, périphériques (et connectique, car si on recâble les prises pour gagner du mou, on perd les avantages du réseau !), systèmes de développement et même formation ;
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entrer dans une démarche de rentabilité...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GAILLEDREAU (C.) - Spécification et choix de l’équipement d’un système automatisé. - R 7 545, traité Mesures et Contrôle (1995).
-
(2) - THOMESSE (J.-P.) - Réseaux locaux industriels. Typologie et caractéristiques. - R 7 574, traité Mesures et Contrôle (1994).
-
(3) - BAJIC (E.), BOUARD (B.) - Réseau Profibus. - S 8 160, traité Informatique industrielle (2002).
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