Déplacement de votre système de contrôle industriel vers le sans fil

De nombreuses entreprises industrielles et manufacturières ont commencé à intégrer des réseaux sans fil pour les données des capteurs et des systèmes de contrôle afin d'améliorer les processus internes. Des centrales électriques aux raffineries de pétrole en passant par les installations de fabrication de tous types, les systèmes de contrôle industriel (ICS) permettent à davantage d'usines de fonctionner avec une efficacité plus élevée.

Il existe plusieurs types de technologies sans fil qui peuvent être modernisées pour s'intégrer aux mécanismes de l'usine, notamment les technologies de réseau local sans fil (WLAN) et les technologies de type capteur et contrôle. La connexion de capteurs et de contrôleurs au sein d'une usine à l'Internet des objets est connue sous le nom d'IoT industriel ou IIoT.

Dans cet article, nous allons passer en revue l'IIoT, discuter des défis auxquels une organisation peut être confrontée lors de l'intégration d'un système de contrôle industriel sans fil et examiner les avantages de l'IoT industriel. Jetons un coup d'œil.

Qu'est-ce que l'IoT industriel (IIoT) ?

L'Internet des objets peut être globalement organisé en trois catégories :grand public, M2M et industriel.

IdO grand public incarne des choses, des capteurs, des appareils, des téléphones, des systèmes CVC et d'autres « choses » connectées sans fil dans la vie des consommateurs. Les appareils IoT grand public se trouvent généralement dans les maisons. Pensez aux systèmes d'alarme connectés à Internet ou au thermostat intelligent de Nest. Il s'agit d'un domaine saturé du marché, et les « grands acteurs » dans le domaine s'impliquent dans les appareils IoT grand public.

Machine à machine (M2M) IoT fait généralement référence aux appareils connectés au cellulaire, mais est également souvent utilisé dans un sens plus large, englobant les applications industrielles.

IdO industriel est l'un des plus anciens marchés de la technologie sans fil. Cependant, les usines dotées de piles de technologie opérationnelle (OT) ont souvent des réseaux « air-gapés », ce qui signifie qu'elles ne sont pas connectées à Internet. Ceci est principalement dû au fait que de nombreux systèmes OT ont été créés à l'origine avant l'existence d'Internet et sont donc restés à « l'âge de pierre ». La sécurité joue également un rôle, car il est difficile de pirater un système auquel on ne peut accéder que par un accès physique.

Dans une raffinerie de pétrole, un système IoT industriel pourrait être quelque chose d'aussi simple qu'un capteur de lecture de réservoir automatique. Cela empêche les réservoirs de déborder et réduit le coût de rémunération du personnel pour lire manuellement les niveaux des réservoirs (ce dont nous parlerons plus tard).

Certaines entreprises ont commencé à s'informer et à connecter ces processus à un système de contrôle industriel en boucle fermée. Essayer d'introduire l'automatisation dans les processus industriels est le principal point de valeur de l'IoT industriel .

Avantages et défis liés à l'intégration de l'IoT industriel à votre système de contrôle

Cela peut surprendre certains, mais certaines organisations ont un problème plus important avec leurs systèmes et processus qu'avec la sélection et la mise en œuvre de la technologie ICS. Pourquoi? Parce qu'il existe de nombreuses technologies qui peuvent être mises en œuvre dans les usines pour les rendre « plus intelligentes », mais il n'est pas toujours facile de mettre en œuvre cette technologie dans le matériel.

Décider quel type de technologie intégrer lors du passage de leur système de contrôle industriel au sans fil est une décision importante. Les deux principaux choix seraient un WLAN (technologie de type WiFi) ou une technologie sans fil plus spécialement conçue pour les capteurs. Les deux offrent des avantages et des inconvénients uniques.

Technologie WLAN

L'avantage du Wi-Fi/WLAN est qu'il est standardisé au point que tout est assez interopérable. La plupart des systèmes de contrôle informatisés sont déjà adaptés (ou sont facilement équipés) pour les connexions réseau Wi-Fi. Si vous déployez un réseau Wi-Fi dans une usine et achetez un système informatique pour gérer votre système de contrôle industriel, vous pouvez avoir un problème informatique (pendant que vous déterminez comment votre ordinateur et vos machines vont communiquer). Mais vous n'aurez pas un gros défi d'intégration avec la technologie, car le problème d'interopérabilité et de standardisation Wi-Fi a déjà été traité.

Cependant, le Wi-Fi présente certains inconvénients. Si vous avez un paquet de données qui doit parcourir une longue distance, la portée limitée du Wi-Fi peut être un facteur décisif.

Technologie sans fil axée sur les capteurs

Il existe beaucoup moins de technologies sans fil axées sur les capteurs et les contrôleurs sur le marché pour les systèmes industriels que de technologies WLAN, mais il existe encore de nombreuses options. La technologie au niveau des capteurs peut être un défi en raison de l'intégration du système, c'est-à-dire comment les capteurs s'interfaceront-ils avec la radio (MODBUS, etc.) et comment le flux de données sera-t-il capturé et réacheminé vers les systèmes logiciels de gestion de données existants.

Le défi devient vraiment celui de l'intégration de systèmes, où les capteurs, les radios, les contrôleurs et les logiciels fonctionnent tous ensemble dans le cadre d'un système cohérent. Il est peu probable qu'une normalisation généralisée à ce niveau se produise au cours des 10 prochaines années, étant donné le nombre considérable de protocoles et de technologies concurrents.

Un mot d'avertissement

Il devrait être clair, sur la base des informations ci-dessus, qu'investir dans l'IoT pour les besoins industriels devrait être une décision motivée par l'entreprise. Une organisation doit se concentrer uniquement sur la création d'un système qui l'aidera à atteindre un résultat commercial particulier, comme la réduction des coûts, l'amélioration de l'efficacité particulière, etc.

Nous avons expliqué que l'IIoT n'est pas seulement un défi en raison de la technologie, mais encore plus en raison de l'infrastructure et des processus. Cela étant dit, nous ne conseillerions à personne de faire un gros investissement dans les infrastructures dès le début. Pourquoi? Parce que les normes et la technologie changent tout le temps.

Nous recommandons que, dans un premier temps, les organisations se penchent sur des systèmes de bout en bout (ou principalement de bout en bout) plus faciles à intégrer et auxquels un véritable retour sur investissement est associé. De cette façon, ils apprendront beaucoup au cours du processus sur les besoins plus larges de l'organisation, sans investir dans la mauvaise technologie en tant qu'investissement d'infrastructure pur.

C'est, naturellement, difficile pour certaines organisations qui veulent aller vite. Ils peuvent penser qu'il s'agit d'une approche trop progressive et souhaitent un plan plus agressif pour créer un grand système dans l'ensemble de l'entreprise. Gardez à l'esprit que chaque entreprise (à un moment donné) investira dans la mauvaise technologie propriétaire en raison du changement et de la croissance constants de l'espace.

Pour vous éviter ce genre d'erreur coûteuse, investissez d'abord dans des solutions et des résultats, et ceux-ci vous aideront à prendre des décisions plus stratégiques concernant l'infrastructure pour l'avenir.

4 choses qu'un système de contrôle industriel sans fil vous aidera à faire

Comme mentionné précédemment, le principal point de valeur de l'IoT industriel est la capacité de piloter l'automatisation des processus industriels. Parce que l'amélioration de l'efficacité et la réduction des coûts peuvent déterminer le succès et la rentabilité d'une organisation, les organisations peaufinent et examinent constamment ces problèmes. À cette fin, il est important de comprendre comment ces résultats importants sont atteints. Voici quelques avantages de l'intégration de l'IIoT dans une organisation :

1. Évitez la « main-d'œuvre » excessive.

Vous vous souvenez de la raffinerie de pétrole dont nous avons parlé plus tôt ? Revenons à cet exemple. Ce gisement de pétrole et cette raffinerie se trouvent dans une zone rurale du Texas, et il faut que quelqu'un se déplace en voiture pour vérifier les niveaux de pétrole chaque heure de chaque jour afin de surveiller quand les réservoirs doivent être vidés. C'est un travail important, mais il coûte assez cher à la raffinerie à gérer (c'est-à-dire pour l'essence du véhicule, le salaire de l'individu, etc.). Ainsi, la direction décide d'ajouter un système de contrôle industriel sans fil qui lit les niveaux sans fil toutes les heures. Ils disposent désormais d'un système plus efficace qui permet d'économiser de la main-d'œuvre, ce qui à son tour améliore leurs résultats.

2. Économisez la ferraille.

Le contrôle et la gestion des actifs peuvent parfois être davantage un problème d'analyse ou d'exploitation commerciale, mais c'est un problème qui peut souvent être résolu par des systèmes de contrôle industriel intelligents. Moins les gens passent de temps à chercher et à acheter des pièces dont ils n'ont pas besoin, mieux c'est. Disons que chez Link Labs, nous gaspillons beaucoup d'argent en achetant de nouveaux tournevis chaque mois parce que nous ne pouvons pas suivre ceux que nous avons (coupables !). Il y a bien sûr un seuil de rentabilité pour tout le monde, où le suivi des tournevis via un système de contrôle sans fil ne vaut pas le coût de les remplacer constamment. Pour une petite organisation comme Link Labs, nous ne penserions pas à utiliser un système comme celui-ci pour suivre les tournevis, mais pour certaines usines industrielles à plus grande échelle, une solution intelligente « d'économie de déchets » est financièrement justifiable.

3. Diminuer le coût des opérations.

De nombreuses organisations gaspillent de l'argent parce qu'elles gaspillent de l'énergie. Qu'il s'agisse de lumières allumées ou de machines qui fonctionnent alors qu'elles n'ont pas besoin de l'être, la consommation inutile d'électricité augmente considérablement le coût des opérations à grande échelle. Heureusement, la technologie au niveau du capteur est parfaite pour ces types de scénarios. Prenez une entreprise de construction, par exemple. Si la haute direction se rend compte que toutes leurs lourdes machines à commande humaine sont laissées allumées lorsqu'elles ne sont pas utilisées, elles pourraient mettre en œuvre une solution pilotée par des capteurs qui ne permettra pas à la machine de fonctionner à moins que quelqu'un ne soit assis sur le siège.

Les coûts de carburant et d'entretien des machines au ralenti peuvent s'accumuler très rapidement, en particulier dans les grandes organisations. Si l'intégration de l'IIoT peut vous aider à améliorer vos processus dans une grande entreprise, elle peut générer des économies sur le résultat net.

4. Optimisez davantage vos processus « entièrement optimisés ».

L'IIoT peut vous aider à tirer les derniers centimes des processus qui ont subi le plus gros de l'optimisation au fil des décennies. Il peut sembler à l'œil nu qu'un processus ne peut pas être optimisé plus qu'il ne l'est déjà, mais il reste généralement des gains d'efficacité à trouver. Ce n'est que lorsque vous passez à la détection et au contrôle au niveau de la machine que vous pouvez voir ce que vous pouvez améliorer, car les humains ne peuvent optimiser les processus que dans une certaine mesure (et limitée). Une fois que vous commencez à gagner du temps au niveau de la milliseconde, ce qui est tout à fait possible grâce aux systèmes de contrôle industriel à technologie de capteurs, vous pouvez « tirer la dernière goutte » d'un processus d'optimisation à grande échelle.

Principaux points à retenir

Si vous repartez avec seulement deux choses de cet article, laissez-les être celles-ci :

1. Malgré ce que vous pouvez lire ailleurs, les réseaux WLAN ne sont pas la seule option dont vous disposez pour les systèmes de contrôle industriel sans fil. Il existe d'autres technologies qui peuvent très bien fonctionner pour les réseaux de capteurs sans fil et les contrôleurs sans fil (qui ont une meilleure portée et de meilleures performances que les technologies WLAN).
2. Si vous décidez d'aller de l'avant avec une solution sans fil donnée, assurez-vous d'avoir un partenaire qui comprend les complexités au niveau du système. La dernière chose que vous voulez est d'acheter un modbus trop complexe (et insuffisant) et de vous retrouver sans aucune assistance lorsque le système ne fonctionne pas comme prévu.