Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le capteur intelligent, concept proposé durant les années 1980, est basé sur l'utilisation de l'électronique numérique aussi bien pour les fonctions de calcul que de communication. Grâce aux évolutions constantes de l'électronique numérique (puissance de calcul, miniaturisation, réduction de la consommation d'énergie et intégration dans des systèmes) et au déploiement des technologies de la communication, tous secteurs d'activités confondus, le capteur intelligent est aujourd'hui mature. Cet article fait le point sur les principes élémentaires du capteur intelligent et expose les avantages et les verrous au déploiement de ce capteur. Il suggère des recommandations à de futurs utilisateurs et identifie des évolutions potentielles.
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The smart sensor, a concept proposed in the 1980s, is based on the use of digital electronics for both calculation functions and communication. With the constant evolution of digital electronics (computing power, miniaturization, lower energy consumption and system integration), and the deployment of communication technologies in all sectors, the smart sensor is now mature. This article focuses on the basic principles of the smart sensor, and presents its advantages and the hurdles to be crossed to deploy it. It makes recommendations for future users, and identifies potential developments.
Auteur(s)
-
Jacques GAGNIÈRE : Ingénieur expert en instrumentation, AREVA Engineering, France - Ingénieur CNAM
-
Jean-Reynald MACÉ : Ingénieur expert en TIC (technologie de l'information et de la communication) et en électronique, AREVA R&D, France - Ingénieur ESIEE, California Institute of Technology, IAE Paris
INTRODUCTION
Les industries de production – pétrole, chimie, pharmacie, agroalimentaire, énergie, traitement de l’eau… – sont utilisatrices de technologie de l’instrumentation et du contrôle commande pour le respect des prescriptions réglementaires, la qualité des produits fabriqués et la tenue des objectifs de production (délais, coûts, quantités). Dans le monde industriel, ces technologies de l’instrumentation et du contrôle commande sont celles qui évoluent le plus rapidement au regard, par exemple, de la mécanique.
Au cours de ces dernières décennies, le contrôle commande a bénéficié des évolutions technologiques de l’électronique numérique et des technologies de communication. Cette évolution est prise en compte dans les capteurs et devrait être déployée dans les années à venir.
Cet article a pour objectif d’apporter un éclaircissement sur l’évolution de l’instrumentation dite « conventionnelle » (communiquant via un signal généralement électrique qui est l'image d’une grandeur mesurée) vers l’instrumentation intelligente (communiquant en bidirectionnel via un réseau numérique).
Les sujets abordés dans cet article portent sur les techniques et les technologies numériques (acquisition, traitement et communication), les normes et des standards techniques, les évolutions d’organisations à considérer, les compétences à acquérir et les perspectives sur l’exploitation des données générées par ces capteurs. Cet article s’appuie sur notre expérience et celle de fabricants avec qui nous travaillons.
Il va de soi que les informations disponibles dans cet article sont le reflet de la situation au moment de la rédaction et sont susceptibles d’évoluer.
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KEYWORDS
Instrumentation for smart plants | Smart sensor
DOI (Digital Object Identifier)
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Apports de l'instrumentation intelligente
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3. Applications
À ce jour, le bus de terrain Field Bus Fondation offre la possibilité de communiquer entre capteurs d’un même segment. C’est pourquoi il est beaucoup plus mis en avant lorsque l’on veut faire des traitements décentralisés dans les capteurs. L’exemple présenté ci-après est une application réalisée avec le réseau Field Bus Fondation.
3.1 Décentralisation des traitements dans le capteur
La décentralisation des traitements dans l’instrumentation intelligente proposée par les fabricants est faite de manière à faciliter le portage du traitement dans l’automate ou le contrôleur vers l’instrument, ceci afin de ne pas ou peu perturber l’utilisateur.
Pour cela, les traitements sont réalisés à l’aide de blocs fonctions définis, par exemple, dans la norme IEC 61804 pour le langage de description EDDL.
Le traitement par bloc fonction consiste à relier entre eux des blocs fonctions et à les paramétrer. Il ne s’agit pas de programmation au sens de l’informatique.
La fondation Field Bus (FF) a publié une spécification des blocs fonctions pour les applications industrielles permettant à l’utilisateur d’une application FF de connaître le fonctionnement et l’utilisation de ces blocs fonctions. La structure générale des blocs est représentée figure 5.
Un exemple de description d’un bloc « intégrateur » est donné par la figure 6. La première image représente les interfaces du bloc fonction et la deuxième image le synoptique de l’algorithme.
Ces blocs sont aussi repris par les fabricants d’instrumentations et font l’objet de personnalisation. Un exemple de ce que l’utilisateur peut trouver dans la documentation d’un fabricant est présenté figure 7.
HAUT DE PAGE3.2 Exemple de traitement
Pour...
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Applications
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BURD, DOREY - Intelligent transducer - JaL Microcomputers Applications, 7, p. 97-97 (1984).
-
(2) - CIAME - Livre blanc : Les capteurs Intelligents, réflexions des utilisateurs - CIAME AFCET (1987).
-
(3) - GIMELEC - * - . – Industrie 4.0 L’usine connecté (2013).
-
(4) - * - Orange Business service, Syntec informatique, Fing – Livre blanc : Machine to Machine enjeux et perspectives. Orange Business service, Syntec informatique, Fing (2007).
-
(5) - INSTITUT CARNOT - Livre blanc : objets communicants et internet des objets - Institut Carnot (2011).
-
(6) - FDT/DTM ou EDDL ? Pourquoi pas les deux - Mesures, n° 794 (Avril 2007).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Fieldbus Inc :
Foundation fieldbus : Fieldbus Foundation (FF) :
https://www.fieldcommgroup.org/technologies/foundation-fieldbus
Hart : Hart Communication Foundation (HCF) :
Profibus : Profibus International (PI) :
Modbus : Modbus IDA (Modbus) :
ARC Advisory Group :
Gimelec :
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Industrie 4.0 L’usine connectée – Séminaire ISA – France – 29 avril 2014 Paris
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