Solutions open source pour l'automatisation industrielle moderne

AutomationDirect, Cumming, Géorgie

Figure 1. Les automates traditionnels et les systèmes à relais classiques, comme la famille AutomationDirect Productivity utilisant la programmation logique à relais classique, jouent toujours un rôle important et ont acquis de nombreuses fonctionnalités modernes, même si leur environnement de développement est dédié. (Image : AutomationDirect)

L'automatisation industrielle est traditionnellement caractérisée par des technologies propriétaires et des solutions spécifiques aux fournisseurs. Cependant, les tendances récentes s'orientent vers une plus grande ouverture tant au niveau du matériel que des logiciels, reflétant l'évolution des besoins des utilisateurs finaux, des intégrateurs de systèmes (SI) et des fabricants d'équipement d'origine (OEM).

Initialement, l'automatisation industrielle reposait sur des systèmes câblés, tels que des relais et des commutateurs. À mesure que l'automatisation évoluait, des contrôleurs logiques programmables (PLC) sont apparus, qui utilisaient des méthodes de programmation spécialisées, généralement une logique à relais. Ces automates et leurs environnements de développement intégrés (IDE) étaient propriétaires, ce qui entraînait une dépendance vis-à-vis du fournisseur (Figure 1). Les environnements de contrôle et de logiciels étaient étroitement contrôlés par les fournisseurs, ce qui garantissait la fiabilité, mais limitait la flexibilité et l'interopérabilité.

Bien que ce modèle ait assez bien fonctionné pendant de nombreuses années, le secteur industriel est devenu de plus en plus complexe, avec un besoin accru de personnalisation, de traitement des données et d'analyse. Cela a suscité une demande de solutions de programmation plus ouvertes et plus flexibles. Les applications industrielles nécessitent désormais souvent un traitement avancé des données et une intégration avec des systèmes informatiques modernes, de sorte que les méthodologies traditionnelles sont parfois inadéquates. Plusieurs développements ont conduit à une automatisation plus ouverte :

Normes CEI 61131 :Introduite au milieu des années 1990, la norme CEI 61131 a constitué une étape importante vers la normalisation des langages de programmation industriels. Il comprend un schéma à contacts (LD), un diagramme de blocs fonctionnels (FBD), un texte structuré (ST) et un diagramme de fonctions séquentielles (SFC). Bien que ces langages fournissent un cadre commun, ils ne résolvent pas entièrement les problèmes de portabilité du code entre fournisseurs.

CODESYS IDE :Pour répondre au besoin de portabilité et améliorer la facilité d'utilisation, CODESYS a été développé. CODESYS est basé sur la norme CEI 61131-3 et propose un IDE indépendant du matériel qui prend en charge plusieurs plates-formes. Cet environnement permet aux développeurs d'écrire du code une seule fois et de le déployer sur différents systèmes matériels. Il facilite la réutilisation du code et réduit la courbe d'apprentissage pour les utilisateurs, même s'il peut avoir des limitations dans l'accès à certaines fonctionnalités spécifiques au matériel.

Microcontrôleurs ouverts :l'avènement des plates-formes de microcontrôleurs comme Arduino et Raspberry Pi a introduit des langages de programmation modernes, tels que C++ et CircuitPython, dans les applications industrielles. Ces langages, plus familiers aux nouvelles générations d’ingénieurs, excellent dans la gestion d’opérations mathématiques complexes et de tâches gourmandes en données. Bien que ces microcontrôleurs ne remplacent pas entièrement les automates, ils offrent des options supplémentaires pour s'intégrer aux systèmes existants et améliorer la connectivité des données.

Alors que la transition vers des langages et des plates-formes ouverts offre de nombreux avantages, notamment une réduction des coûts de licence et une flexibilité accrue, les automates traditionnels dotés d'IDE propriétaires continuent d'être largement utilisés pour des tâches de contrôle en temps réel où la fiabilité et le comportement déterministe sont primordiaux.

Figure 2. AutomationDirect propose de nombreux choix d'automatisation, notamment des automates traditionnels, un automate compatible avec CODESYS et la famille ProductivityOpen, qui exploite des processeurs compatibles Arduino afin que les utilisateurs puissent programmer leurs applications d'automatisation à l'aide de langages plus modernes, tels que C++ et CircuitPython. (Image : AutomationDirect)

Le paysage de l’automatisation industrielle est de plus en plus diversifié. Certaines applications bénéficient des capacités robustes des automates, tandis que d'autres exploitent des technologies modernes et ouvertes pour un traitement et une intégration de plus haut niveau. Dans de nombreux cas, une approche hybride est utilisée, combinant des API traditionnels pour les fonctions de contrôle de base avec des plates-formes ouvertes pour le traitement et l'analyse des données (Figure 2).

À mesure que les technologies d’automatisation industrielle continuent de progresser, l’équilibre entre les solutions traditionnelles et ouvertes va probablement évoluer. L'accent sera mis sur la fourniture de plates-formes polyvalentes qui répondent aux besoins variés des utilisateurs, en favorisant un environnement dans lequel les systèmes anciens et modernes peuvent coexister et se compléter efficacement.

Cet article a été rédigé par Tim Ensminger, chef de produit et Matthew Lappin, chef de produit technique, tous deux chez AutomationDirect (Cumming, Géorgie). Pour plus d'informations, visitez ici  .