Systèmes standardisés accélérant l'efficacité de la conception industrielle

Pour tout équipement surveillé numériquement ou automatisé, les contrôleurs interagissent avec des capteurs physiques et des dispositifs de sortie en utilisant des signaux électroniques d'entrée/sortie (E/S). Les équipements de tous types ont besoin de systèmes E/S capables de se connecter physiquement et d'interfacer fonctionnellement avec une multitude de signaux électriques câblés. Ces systèmes fournissent une connectivité transparente du terrain au contrôleur et soutiennent les initiatives de l'Internet industriel des objets (IIoT).

Selon l'application, les concepteurs peuvent utiliser un ou plusieurs PC, microcontrôleurs embarqués, automates programmables (API), et/ou d'autres composants pour automatiser leurs systèmes. Tant de choix de contrôleurs peuvent mener à une situation où les concepteurs doivent appliquer de nombreux types de systèmes E/S, augmentant l'effort de conception, le coût matériel et les exigences de pièces de rechange. Heureusement, il existe des systèmes E/S distants, basés sur des normes de l'industrie, qui permettent aux constructeurs d'équipements de maintenir la cohérence de conception, de simplifier le travail et d'augmenter la flexibilité de l'automatisation.

L'E/S distant standardisé (Figure 1) aide les concepteurs d'équipements de plusieurs façons : les concepteurs et techniciens n'ont besoin d'apprendre qu'une seule plateforme, cela évite le matériel et les logiciels coûteux et propriétaires, offre plus de choix pour les signaux E/S, et réduit l'inventaire de pièces de rechange requis.

Pour presque n'importe quel contrôleur qu'un constructeur d'équipement peut sélectionner — et pour à peu près n'importe quel signal de terrain discret ou analogique concevable — une plateforme E/S distante standardisée est le bon choix.

Parce que les signaux E/S peuvent être n'importe où sur une machine, les recâbler vers un emplacement centralisé peut être fastidieux. L'E/S distant permet aux constructeurs d'installer des modules E/S dans des emplacements logiques et pratiques où les groupes de points sont localisés, et puis de les connecter au contrôleur avec un seul câble réseau.

Voici quelques exigences clés pour les systèmes E/S distants :

• Compatibilité avec les protocoles de communication industriels standards

• Architecture flexible et évolutive

• Conformité aux normes CEI et UL

• Formats compacts, assemblage rapide, câblage simple

• Variété de modules E/S acceptant tout type de signal

• Configurabilité facile

• Indication de statut claire pour modules et points

Traditionnellement, le support de communication série RS-485 a été largement utilisé mais aujourd'hui, l'Ethernet gagne en importance.

Dans les deux cas, Modbus (RTU et TCP, respectivement) est un protocole standard de l'industrie que les plateformes E/S devraient prendre en charge pour une meilleure interopérabilité.

Les systèmes E/S distants avec modules passerelle ou maître offrent la meilleure flexibilité et évolutivité architecturale, tandis que les formats compacts, les assemblages modulaires à encliquetage, une large sélection de modules E/S et la conformité aux indices de l'industrie permettent l'installation là où c'est nécessaire. Les utilisateurs devraient aussi s'assurer que les systèmes E/S sont faciles à installer et câbler, et utilisent le câblage push-in pour une connectivité sans outil et une résistance aux vibrations à long terme (Figure 2).

Les utilisateurs trouveront plus commode si le système E/S peut être préconfiguré sur l'établi avec un logiciel simple et un câble micro-USB standard. Une fois installé, des voyants LED de statut et des dispositions de marquage devraient être fournis pour aider les utilisateurs à mettre en service et maintenir l'E/S.

Choisir la bonne plateforme E/S distante standardisée simplifie la tâche d'automatiser l'équipement et de créer des applications IIoT, et fournit une connectivité transparente entre presque tout type de dispositifs de terrain et contrôleurs.