L'automatisation industrielle peut être grossièrement définie comme l'utilisation de technologies et de systèmes de contrôle (PC industriel, PLC, PAC, etc.) pour automatiser les processus industriels afin d'améliorer la qualité et la production sans intervention humaine. Les systèmes de contrôle sont utilisés pour demander aux technologies intégrées et à d’autres dispositifs de fonctionner automatiquement. Par exemple, dans les grandes usines de fabrication automobile, les bras robotisés automatisés peuvent effectuer rapidement des tâches de fabrication-à forte intensité de main d'œuvre, manuelles ou répétitives sur une ligne de production pour atteindre des niveaux de précision plus élevés, permettant ainsi des opérations manuelles dans le même laps de temps.
Alors, qu’est-ce qui contrôle cette automatisation ? Entrez l’ordinateur industriel au cœur de la plupart des systèmes d’automatisation industrielle.
PC industriel avec PLC / PAC
En raison de leurs avantages environnementaux et opérationnels, les PC industriels se présentent désormais sous toutes les formes et toutes les tailles. Des ordinateurs monocarte robustes aux-box PC sans ventilateur de qualité industrielle avec de puissants processeurs Intel, des graphiques HD et des E/S riches. Les PC industriels façonnent l’avenir de l’automatisation industrielle. Les contrôleurs logiques programmables (PLC) et les contrôleurs d'automatisation programmables (PAC) sont désormais remplacés par des PC industriels en raison de la flexibilité, de la fonctionnalité, des performances et du coût des PC industriels. Les PLC sont essentiellement des microcontrôleurs utilisés pour contrôler les machines. Ils se composent de mémoire, d'un processeur et de fonctions d'entrée/sortie (E/S), et sont capables d'exécuter des fonctions préprogrammées-telles que les mathématiques, le comptage, la communication, la gestion des capteurs et le déclenchement des actionneurs.
Les ordinateurs industriels peuvent être déployés dans divers scénarios d'exploitation, y compris dans l'atelier de production d'une usine, intégrés dans des architectures de sécurité et de surveillance et dans d'autres paramètres techniques impliqués dans l'automatisation des processus et des machines. Comparés aux ordinateurs de qualité commerciale-à usage général-, les PC industriels sont capables de résister aux environnements difficiles que l'on trouve souvent dans les environnements industriels et autres, ce qui en fait une solution populaire pour la fabrication, l'énergie, les transports, l'agriculture et d'autres secteurs confrontés à des environnements tout aussi difficiles. Ces ordinateurs robustes ont également la capacité d'exécuter des applications d'interface homme-machine (IHM), offrant ainsi une plus grande flexibilité que les automates et les PAC. L'utilisation d'un noyau-en temps réel améliore les anciens modèles d'automatisation en permettant de séparer l'automatisation de l'environnement du système d'exploitation (OS).
PC industriels dans l'automatisation industrielle
Les utilisations et applications des PC industriels vont bien au-delà du cadre de l’automatisation industrielle mais, pour cet article, nous nous en tiendrons aux applications relevant uniquement du domaine de l’automatisation industrielle. Examinons d'abord la fabrication, la manière dont les PC industriels sont utilisés et comment ils peuvent bénéficier de l'automatisation industrielle dans ce domaine.
Fabrication:Les PC industriels robustes constituent la meilleure plate-forme matérielle pour une production de masse qui dépasse les limites du travail manuel ordinaire. L'automatisation des machines a permis la production de masse et Internet a permis la communication. Les systèmes PC industriels, ébranlés depuis leurs débuts, sont désormais fortement utilisés par de nombreux fabricants, non seulement pour la vision industrielle et le guidage des robots, mais également pour leur capacité à collecter des données précieuses sur les machines et équipements à des fins de maintenance préventive.
Inspection des colis et contrôle qualité :Bien entendu, une autre application majeure dans le secteur manufacturier est l'assurance qualité-contrôlée par la vision, qui fonctionne à des vitesses plus élevées et avec une plus grande précision que ce qui est possible pour les humains. Grâce aux systèmes de vision industrielle et d'inspection des emballages, les fabricants ainsi que les usines de conditionnement alimentaire peuvent automatiser l'assurance qualité de leurs produits à un rythme rapide.. 3La vision industrielle est la dernière avancée dans le secteur de la vision. Grâce à de puissants processeurs multicœurs-, les processeurs sont capables de traiter des calculs de dimension Z- supplémentaires à des vitesses ultra-rapides, fournissant ainsi des données multidimensionnelles -plus approfondies sur l'objet, permettant une assurance qualité à 100 %. Cela porte le contrôle qualité à un nouveau niveau, où la décision réussite/échec d'un système peut dépendre d'un plus grand nombre de paramètres tels que l'échelle, la forme, la surface, la taille, etc.
Suivi des actifs :L’industrie manufacturière n’est pas la seule industrie à commencer à s’appuyer fortement sur les PC industriels. Les secteurs de la vente au détail et de la santé doivent également--exploiter quotidiennement le matériel informatique industriel, car ils ont la capacité de suivre et de surveiller les incohérences et les anomalies dans les actifs et les processus. Cela peut être effectué à la fois sur-site et à distance, et fournit aux opérateurs système un moyen de suivre les actifs ou les processus avec plus de précision et d'efficacité que le travail manuel ne le peut généralement.
Simulation et contrôle :Les plates-formes PC industrielles utilisent des processeurs puissants pour émuler et créer des simulations de scénarios potentiels du monde réel. Cela peut améliorer les connaissances nécessaires pour analyser les risques, prédire d’autres possibilités et tester les systèmes dans n’importe quel cadre. Être capable d'effectuer ces types de tests et d'analyses permet d'améliorer et de développer davantage l'infrastructure existante sur la base des informations tirées des simulations et des prédictions. Avec de nombreuses discussions autour de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique, ces trois technologies convergeront dans un avenir proche pour créer des simulations encore plus avancées.
Collecte de données à distance :À l’ère de l’automatisation et de l’IoT, les données sont l’un des biens les plus précieux qui soient. La capacité des capteurs IoT à distance à envoyer et recevoir des données sur l'utilisation de machines, d'outils, de matériel et d'autres appareils connectés à distance permet aux opérateurs qui les déploient de recevoir des données exploitables sur les processus opérationnels, la fatigue des équipements et les performances globales. Ces données permettent au système de contrôle de savoir quand ajuster la puissance d'un appareil avec une extrême précision, déclencher des actionneurs, réguler la température ou la pression, ainsi que d'autres fonctions opérationnelles.
Automatisation basée sur l'IoT et le PC-
Le PC est au centre de la révolution de l'IoT basée sur des normes ouvertes-, en particulier de l'IoT industriel, qui sera le cerveau qui contrôlera l'infrastructure dont dépendent les communautés et les économies pour leur vie quotidienne. Les systèmes et instruments technologiques opérationnels existants devront être protégés à l'aide d'ordinateurs plus intelligents jusqu'à ce qu'ils soient remplacés par des technologies de sécurité-de--de pointe. Les passerelles de communication IoT nécessiteront non seulement leurs composants et assemblages robustes, mais également une sécurité réseau renforcée intégrée dans le logiciel qui gère les communications entre les objets.