E/S Distantes Plus Petites, Rapides et Intelligentes : L'Avenir de l'Automatisation Industrielle

Les modules d'E/S distants ont été une partie intégrante du monde industriel pendant des décennies. Qu'il y ait besoin de recevoir des données sensorielles ou d'envoyer des commandes d'actionneurs, les modules d'E/S distantes ont toujours été là pour s'assurer que votre schéma d'automatisation fonctionne. Aujourd'hui, cette technologie subit des changements, elle devient meilleure, plus petite, plus rapide et plus intelligente.

On perçoit souvent que la mise à niveau des systèmes et les maintenir en ligne avec les dernières tendances les rendrait chers et plus difficiles à maintenir. Un OEM en particulier est là pour briser ce mythe : Husky Injection Molding Systems.

Basé en Ontario, c'est une entreprise qui fabrique des machines de moulage par injection, moules, canaux chauds et systèmes intégrés. Husky Injection Molding Systems a toujours été au sommet de son jeu en matière d'automatisation de ses systèmes. Ils ont été rapides à adopter les E/S en réseau ainsi que plusieurs autres innovations. Bien que le coût initial du matériel était élevé, le résultat à long terme était extrêmement bénéfique. Suite à des mises à niveau fréquentes, les machines Husky ont pu économiser des centaines de milliers de dollars en coûts matériels. De plus, il y a eu une augmentation de la productivité d'environ 12 %. Comme l'entreprise ajoute toujours des fonctionnalités à ses systèmes, elle se trouve à court de modules d'E/S. En raison de limitations d'espace, ils ne peuvent pas continuer à empiler des modules d'E/S les uns sur les autres, donc la seule solution restante est le déploiement de la technologie d'E/S à plus haute densité.

Extension des Modules d'E/S

Beckhoff Automation a longtemps été fiable pour les machines Husky en tant que fournisseur matériel de choix. Pour les constructeurs de machines de moyenne à grande échelle, Beckhoff Automation a introduit un module d'E/S qui se branche directement sur les circuits imprimés. Cela signifie que les modules d'E/S seront conçus spécifiquement pour un ensemble donné de composants électriques et effectueront des tâches liées à ce système seulement.

Bien que cette approche puisse avoir un facteur étouffant, non-évolutif, elle apporte le bénéfice d'un câblage plus simple, d'erreurs réduites et d'un assemblage plus rapide. De plus, les nouveaux modules arboreraient une taille plus petite, c'est-à-dire 40 % et gagneraient beaucoup d'espace, permettant l'installation de composants supplémentaires dans l'armoire.

Du côté financier ; une dépense non-récurrente est impliquée avec ces modules personnalisés, qui est significative pour des demandes plus petites. Cependant, pour des volumes plus importants, c'est-à-dire plus de 100 modules par an, le coût total diminue significativement.

Décisions Distantes

Les solutions doivent être proposées selon les exigences sous-jacentes. L'extension des modules d'E/S distantes peut avoir ses avantages, mais elle ne convient pas en tout temps. Généralement, les modules d'E/S distants fournissent une solution rentable quand 50 canaux sont impliqués. La raison derrière cette déclaration est simple ; ajouter plus de modules d'E/S est rentable aussi longtemps que le coût de l'armoire peut être compensé. Une solution plus raisonnable parfois quand une évolutivité limitée est requise, est de mettre en place des modules d'E/S à plus haute densité.

Mais, dans les bonnes conditions, les E/S distantes peuvent apporter de la valeur au système. Siemens travaille déjà dessus, et a déjà des produits qui peuvent faire baisser le coût total. Par exemple, les adaptateurs de bus qui permettent d'échanger les ports Ethernet peuvent grandement aider à ajouter de la flexibilité au système. Plusieurs modules d'E/S distants viennent avec des ports Ethernet intégrés qui sont sujets à des dommages avec l'utilisation répétée. La solution Siemens permet le remplacement des ports défectueux sans passer par le moindre tracas de configuration. La correction économise à la fois temps et argent, et la productivité.

Contrôle Local, à Distance

Helmer Electric, une entreprise basée au Wisconsin a apporté des simplifications encore plus grandes à ses modules d'E/S distants. L'entreprise conçoit et installe des PLC entièrement automatisés dans des industries lourdes telles que l'excavation, la construction et l'exploitation minière. La distance entre la machinerie et les PLC n'est en aucun cas petite et peut aller jusqu'à des centaines de mètres.

L'acquisition de données pour les fonctions de surveillance et contrôle sur de telles longues distances signifie que des câbles de communication « coûteux » spéciaux sont requis. Et si ces câbles échouent ? Quelle serait la difficulté de dépanner et identifier le problème ? Comment l'empêcher de revenir ?

Pour sauter de telles questions exigeantes, les communications Ethernet basées sur TCP/IP ont été adoptées. Il est compréhensible que les données sensorielles doivent se frayer un chemin vers le PLC à temps, cependant en même temps il doit être compris que trop de données peuvent créer une surcharge d'information, chargeant les processeurs des PLC. Pour rendre le réseau résilient dans ce cas, les données étaient échangées en utilisant un protocole mappé en mémoire basé sur les standards IEEE1394. Une telle approche assurait que les données avaient des routes alternatives, réduisant la charge sur une seule ligne ainsi que minimisant les points de défaillance.