Numérique vs Analogique : Le choix intelligent pour moderniser les équipements agroalimentaires

Pour la production agroalimentaire, les communications numériques depuis les appareils de terrain peuvent fournir une richesse de données pour augmenter l'efficacité et la productivité, impossible à atteindre avec des signaux analogiques.

Cependant, la perception d'un coût élevé et d'une complexité peut être un obstacle à la mise en œuvre. Sachant que vous utilisez déjà un automate programmable (PLC), moderniser votre système avec des communications numériques peut permettre une gestion plus simple et des coûts réduits à long terme.

Kieran Bennett, Responsable Industrie Agroalimentaire, Boissons, Chimie & Pétrochimie chez Bürkert, explique pourquoi la transition vers les communications numériques est plus facile que vous ne le pensez.

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Dans le secteur agroalimentaire d'aujourd'hui, même des sites relativement petits comme les microbrasseries utilisent des automates programmables (PLC) pour gérer leurs opérations. Bien que les PLC soient basés sur des communications numériques, au niveau des appareils de terrain, de nombreux réseaux reposent encore sur des communications analogiques.

Pour des systèmes comme celui-ci, du contrôle de la température de la vapeur au débit de liquide, le PLC envoie des signaux analogiques aux appareils de terrain, tels que vannes et capteurs, qui renvoient des signaux selon les besoins, également via des communications analogiques. Pendant ce temps, le PLC communique avec l'interface homme-machine (IHM) via des signaux numériques basés sur Ethernet.

Réduire les coûts et la complexité

Pour permettre la communication analogique, des modules d'entrée/sortie (E/S) supplémentaires qui convertissent les signaux numériques en analogiques et vice versa, sont ajoutés à un PLC. Chaque appareil de terrain compatible analogique nécessite son propre module E/S, augmentant le coût de manière incrémentale. Si les utilisateurs existants ont déjà investi, l'extension du système augmentera la charge de coûts.

Alternativement, la communication numérique réduit les coûts à long terme. Prenons une nouvelle installation, avec un PLC Siemens et six appareils de terrain connectés via des modules E/S analogiques, près de 1 000 £ peuvent être économisés en matériel en convertissant le réseau en Ethernet industriel.

Pour les systèmes existants, plusieurs nouveaux appareils peuvent être ajoutés sans coût supplémentaire une fois l'investissement initial modeste pour une passerelle Ethernet industriel effectué — sans coûts de licence supplémentaires du fournisseur de PLC.

Connecter les appareils via des communications numériques est également beaucoup plus simple à gérer comparé aux connexions analogiques traditionnelles, économisant du temps et des coûts pour le câblage et la mise en service.

Les appareils connectés numériquement fourniront un retour sur investissement au fil du temps et, plus significativement, les informations qu'ils fournissent créeront une opération plus rentable et efficace pour l'avenir.

Avantages opérationnels

Même si vous ne prévoyez pas d'ajouter immédiatement des appareils, la transition vers les communications numériques permet des améliorations opérationnelles significatives grâce à une meilleure disponibilité des données. Contrairement à leurs homologues analogiques, les informations des appareils numériques peuvent être journalisées et analysées pour optimiser le processus.

Cela peut permettre des économies de coûts, des améliorations de productivité et une qualité de produit plus élevée. Les données des appareils numériques sont également plus fiables comparées à l'analogique, avec une précision de mesure et une répétabilité plus élevées.

Les données communiquées par les capteurs numériques sont également cruciales pour améliorer la maintenance et minimiser les temps d'arrêt. Les données de diagnostic, ainsi que des informations telles que le nombre total de cycles de vie, peuvent être utilisées pour planifier la maintenance préventive, réduisant la perspective de pannes. En revanche, avec des appareils analogiques, l'alternative est de réagir aux pannes, ainsi que la perspective de temps d'arrêt pour réparation et remplacement.

Conversion simple

La conversion aux communications numériques peut être aussi simple qu'ajouter une passerelle fieldbus entre un PLC existant, des contrôleurs de débit massique (MFC) prêts pour Ethernet et des capteurs. Cela élimine le coût et la complexité des multiples modules E/S analogiques du PLC, les remplaçant plutôt par un seul dispositif de passerelle, comme le Bürkert ME43. Une seule passerelle peut connecter jusqu'à 256 entrées, toutes avec une intégration sans licence.

Le ME43 communique avec le PLC via le protocole spécifié par le fournisseur, tout en prenant en charge les communications numériques avec les appareils de terrain via le réseau fiable Bürkert EDIP (Efficient Device Integration Platform). EDIP est basé sur CANopen, le protocole de communication industriel utilisé dans des millions de voitures à travers le monde.

Une alternative est d'utiliser le protocole IO-Link, bien que la passerelle maître IO-Link ne puisse intégrer au maximum que huit appareils. Bien sûr, vous pouvez intégrer des appareils de terrain directement compatibles avec votre choix de fournisseur de PLC sans utiliser de passerelle. Cependant, cela ajoute un coût de licence significatif par appareil, et en réalité, n'apporte pas d'avantage de performance pratique.

Transition progressive

Il est également possible de faire interopérer des appareils de terrain avec un mélange de communications analogiques, fieldbus et numériques. L'ajout d'un module ME44 à la passerelle fieldbus ME43 intègre les E/S analogiques aux côtés du numérique. En conséquence, vous pouvez faire transitionner progressivement vos appareils de terrain de l'analogique au numérique au fur et à mesure qu'ils atteignent la fin de leur durée de vie.

Pour une transition immédiate sans le coût du remplacement des vannes, vous pouvez les convertir en communications compatibles numériques. La tête de contrôle 8681 de Bürkert agit comme un adaptateur pour convertir des actionneurs tiers pour une intégration avec divers protocoles Ethernet, économisant un coût significatif, en particulier pour les applications avec un grand nombre de vannes.

Quelle que soit la façon dont la transition est gérée, les appareils connectés numériquement fourniront un retour sur investissement au fil du temps. Plus significativement, les informations qu'ils fournissent créeront une opération plus rentable et efficace pour l'avenir.

Kirsty Anderson
Bürkert Fluid Control Systems
Tél : +44 (0)1285 648761 Fax : +44 (0)1285 648721
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