Automate d'automatisation industrielle complet
Solutions
Les contrôleurs logiques programmables (PLC) sont l'un des principaux dispositifs de l'automatisation industrielle et une application clé permettant aux usines de fonctionner de manière automatisée. Les automates sont généralement des systèmes modulaires composés de plusieurs modules, spécialement conçus pour le contrôle logique, le contrôle séquentiel, le contrôle de synchronisation, le contrôle de comptage et d'autres opérations. Cet article présentera l'application des automates dans l'automatisation industrielle, ainsi que les solutions associées développées par ST (STMicroelectronics) spécifiquement pour les applications automates.
Contrôler le fonctionnement des équipements d'automatisation industrielle grâce au contrôle logique
Les automates sont largement utilisés dans divers systèmes d'automatisation. En prenant comme exemples l'unité de contrôle (communément appelée unité centrale de traitement, CPU) et plusieurs modules d'entrée/sortie ou d'autres modules fonctionnels (modules d'extension), l'unité de contrôle communique avec les modules d'extension via un bus dédié (généralement un bus spécifique au client-appelé interface de fond de panier). L'unité de contrôle fonctionne de manière cyclique et échange régulièrement des données avec les modules d'extension. Les modules d'entrée/sortie établissent des interfaces/connexions avec le côté traitement de l'usine, fournissant des informations sur diverses variables physiques détectées par les capteurs d'un côté et permettant l'interaction avec les processus automatisés en pilotant différents actionneurs de l'autre côté. Chaque module doit être intégré dans un système automatisé complet pour assurer la connectivité des différents bus de terrain et réseaux Ethernet industriels.
Les principales fonctions des automates dans l'automatisation industrielle incluent le contrôle logique, qui implique de contrôler le fonctionnement des équipements en fonction de-programmes logiques préprogrammés. Par exemple, les automates peuvent déterminer s'il convient de démarrer ou d'arrêter une machine en fonction des entrées des capteurs. En termes de contrôle séquentiel, les automates peuvent exécuter des opérations dans un ordre spécifique sur des lignes de production automatisées pour garantir que chaque processus est terminé à temps.
De plus, les minuteries et compteurs internes des automates peuvent être utilisés pour un contrôle précis du temps et un comptage des matériaux. Les automates modernes disposent également de capacités d'entrée/sortie analogiques, leur permettant de traiter des signaux analogiques tels que la température et la pression. Les automates peuvent communiquer avec d'autres appareils via divers protocoles de communication pour faciliter la surveillance et le contrôle à distance, et ils peuvent détecter et diagnostiquer les pannes du système, reprenant automatiquement le fonctionnement lorsque cela est possible.
Les automates peuvent contrôler le fonctionnement coordonné de différents types d'équipements automatisés
Les API sont largement utilisés dans les lignes de production automatisées pour contrôler le fonctionnement coordonné de divers types d'équipements, améliorant ainsi l'efficacité de la production. Dans des industries telles que celles de la chimie et de l'agroalimentaire, les automates peuvent être utilisés pour contrôler divers paramètres du processus de production, tels que la température, la pression et le niveau de liquide. De plus, les automates peuvent être utilisés pour contrôler le fonctionnement d'équipements mécaniques, tels que les machines-outils CNC et les machines d'emballage, afin de garantir leur fonctionnement précis.
Les automates peuvent également être utilisés dans l'automatisation des bâtiments pour contrôler la climatisation, l'éclairage, les systèmes de sécurité, etc. Dans les systèmes de traitement de l'eau et de traitement des eaux usées, les automates peuvent être utilisés pour contrôler les pompes, les vannes et d'autres équipements afin d'obtenir un fonctionnement automatisé. Dans les systèmes de gestion de l'énergie, les automates peuvent être utilisés pour surveiller et contrôler la distribution et la consommation d'énergie afin d'obtenir des effets d'économie d'énergie-. La flexibilité et la fiabilité des automates en font un composant indispensable de l'automatisation industrielle, capable de s'adapter à diverses exigences de contrôle complexes.
Dans les applications de bus de terrain et Ethernet industriel, la technologie de communication filaire est largement utilisée dans les applications Industrie 4.0 et IoT industrielles. Cette technologie évolue continuellement, passant des bus de terrain traditionnels aux bus Ethernet-pour connecter des interfaces homme-machine (IHM), des contrôleurs logiques programmables, des machines, des E/S, des lecteurs, des actionneurs et des capteurs.
Les interfaces homme-machine nous aident à contrôler efficacement les équipements et à prendre des décisions basées sur les commentaires de la machine. Ces interfaces peuvent être de simples écrans directement montés sur des machines pour l'automatisation d'usine ou des panneaux d'affichage multi-tactile utilisés pour contrôler des lignes de production entières. De plus, pour atteindre l'Industrie 4.0, les automates peuvent utiliser les réseaux de communication IO-Link (IEC 61131-9) pour les connexions de données bidirectionnelles point à point- (jusqu'au niveau de l'actionneur et du capteur), prenant en charge le prétraitement des données, l'ajustement des paramètres du capteur et les diagnostics avancés.
Dans l'application des modules d'E/S numériques, les modules d'entrée/sortie (E/S) collectent des données à partir de dispositifs d'entrée (y compris des capteurs de proximité, de pression, de température et des boutons) et des actionneurs de commande tels que des vannes, des relais et des luminaires (dispositifs de sortie). Ces modules peuvent être ajoutés aux armoires de contrôle PLC ou intégrés aux équipements de fabrication d'une usine.
Dans un API, l'unité de contrôle de l'API est l'élément de base principal pour le traitement des données des périphériques d'entrée et le contrôle des sorties. Il peut être intégré à des modules d'E/S pour fournir les fonctionnalités requises. L'unité de contrôle PLC prend également en charge les connexions à divers bus de terrain (notamment PROFIBUS, Modbus et CANopen), Ethernet industriel (tels que Profinet et EtherCAT), technologies sans fil et bus de fond de panier connectés au système.
