Intégration de l’informatique en périphérie dans les PLC et les PAC

L’informatique en périphérie englobe l’ensemble de l’infrastructure, des outils et des processus qui prennent en charge la gestion des activités de traitement des données à l’aide de sources de données individuelles telles que des appareils en périphérie intelligents à la périphérie du réseau plutôt que sur une infrastructure centralisée.

Elle favorise la consolidation des applications existantes des fabricants d’équipements, telles que les logiciels de surveillance et de contrôle dans la plateforme unique, tout en permettant également à d’autres applications importantes de fonctionner sur la même plateforme. Cela facilite le développement de machines et d’équipements compatibles avec l’Internet industriel des objets (IIoT), ainsi que l’ajout d’applications futures qui prennent en charge l’évolution des besoins des clients en matière d’industrie 4.0 et de production intelligente.

Distinction entre PLC et PAC

Les PLC (contrôleurs logiques programmables) et les PAC (contrôleurs d’automatisation programmables) utilisent des protocoles et des réseaux, comme Ethernet, ControlNET, DeviceNET, et se connectent également à des logiciels et à des bases de données, par exemple OPC, SQL, etc. La distinction fondamentale entre les deux réside dans les interfaces de programmation respectives qui leur permettent de remplir différentes fonctions. Comme les PAC sont programmés avec C ou C++, les appareils ont une architecture ouverte et une conception modulaire. Les PLC, en revanche, ont une exécution programmée simple. Par conséquent, ils fonctionnent avec une mémoire limitée et des entrées et sorties discrètes.

À mesure que la technologie progresse, l’écart entre les deux semble diminuer. Cependant, il existe une différence entre l’utilité et la performance. En raison de la facilité de programmation offerte par les modules PAC, il est facile d’ajouter ou de retirer des composants du PAC. Les PLC, quant à eux, sont des systèmes filaires et l’ajout d’appareils nécessite un câblage supplémentaire. Les petits formats et les terminaisons compactes sont difficiles à câbler en utilisant les méthodes traditionnelles.

Technologie informatique en périphérie dans les PLC et les PAC

Industrie 4.0 : l’informatique en périphérie dans l’environnement industriel Le livre blanc explique comment la transition vers une infrastructure de contrôle compatible informatique en périphérie a aidé les changements dans les architectures de contrôle industrielles, les fournisseurs et les utilisateurs ont contribué à un environnement plus flexible et configurable. La tendance aux architectures pilotées par les événements dans les technologies de l’information (IT)/technologies opérationnelles (OT) offre une opportunité unique de connecter les données de l’usine avec des solutions de gestion intelligentes basées sur le cloud. L’informatique en périphérie sert de pont entre les deux. Elle relie les changements dans l’atelier de fabrication aux systèmes de planification et de gestion des ressources d’entreprise destinés à automatiser les opérations commerciales et à fournir des informations rapidement et efficacement.

Dans de nombreux cas, il est plus logique d’intégrer le traitement des données IoT et d’autres tâches directement dans un module destiné à l’automatisation industrielle, tel qu’un contrôleur d’automatisation programmable. Les PAC, qui ont des processeurs plus performants, pourraient exécuter une gamme de logiciels plus large que les PLC. Contrairement à la logique Ladder, les PAC fournissent désormais des langages de programmation visuels et textuels qui permettent une manipulation et une analyse plus sophistiquées des données en temps réel des capteurs locaux et distants.

Certains PAC ont une architecture similaire à celle d’un PLC standard. Ils peuvent également héberger des modules de commande intelligents qui permettent une installation et un fonctionnement simples des moteurs et autres équipements similaires pour les instructions de vitesse, d’arrêt et de démarrage. Un autre type de PAC est apparu ces dernières années, combinant la capacité de gérer les E/S locales avec la connectivité réseau et la programmabilité logicielle des passerelles intelligentes. Ces PAC sont construits sur des plateformes matérielles telles que des ordinateurs industriels alimentés par Arduino, Raspberry Pi et Linux. En conséquence, ils donnent accès à un éventail d’outils de programmation, notamment Node-RED et Python. La connectivité réseau moderne des capacités de la plateforme des PAC permet l’intégration entre l’environnement critique de sécurité du PLC et le Thin Edge et les fonctions analytiques généralement exécutées dans le Thick Edge et le cloud.

Les contrôleurs en périphérie industrielle offrent des contrôles définis par logiciel avec des capacités d’optimisation améliorées, tout en répondant aux exigences rigoureuses de fiabilité, de sûreté et de sécurité des applications industrielles. Les contrôleurs en périphérie sont le choix logique pour l’automatisation industrielle et l’IIoT en raison de leur combinaison de tâches de contrôle et de traitement en périphérie. Les passerelles en périphérie, les appareils en périphérie et les nouveaux contrôleurs en périphérie qui fusionnent les PLC/PAC et le traitement en périphérie en un seul système sont les principales formes de technologie en périphérie industrielle dans l’automatisation des machines. Les contrôleurs en périphérie offrent un bond en avant générationnel pour les systèmes de contrôle industriels basés sur les PLC et les PAC en fournissant une connexion sûre et sécurisée entre le contrôle déterministe en temps réel et les applications non déterministes qui analysent et optimisent les processus métier à l’aide de données externes.

Portée de la communication des PLC et PAC

Les PLC de base sont souvent des conceptions « en métal nu » ou utilisent un système d’exploitation très limité et exclusif, car ce sont des dispositifs de contrôle spécialisés avec une portée fonctionnelle définie. Grâce à l’utilisation d’un RTOS, les PAC ont obtenu des services de communication et fonctionnels plus sophistiqués tout en maintenant un temps d’exécution déterministe. Les PLC étaient autrefois isolés ou communiquaient sur des liaisons en série lentes et inefficaces. Les PAC comprenaient une meilleure mise en œuvre du protocole industriel et de l’Ethernet pour augmenter la connectivité et l’interopérabilité. Les contrôleurs en périphérie offrent ces avantages tout en étant capables de fonctionner dans un environnement de plus en plus connecté aux technologies de l’information.

Les PLC utilisaient principalement une logique Ladder exclusives et des outils rudimentaires pour le développement d’applications. Les PAC peuvent prendre en charge les langages de programmation IEC-61131-3 conventionnels, les blocs de code utilisateur personnalisés et certaines capacités de base pour la réutilisation du code et la conception orientée vers l’objet en incorporant des idées de l’industrie logicielle au sens large. Un contrôleur en périphérie bien conçu maintient un temps d’exécution déterministe tout en fournissant un environnement informatique pour effectuer des analyses, l’agrégation de données et d’autres fonctions sophistiquées.

Avantages de l’utilisation d’un contrôleur en périphérie

Lorsque les utilisateurs n’ont besoin que d’un ensemble de fonctionnalités des PLC/PAC, un contrôleur en périphérie peut être spécifié pour jouer ce rôle. Cependant, ceux qui sont intéressés et peut-être mieux formés sur le plan technique devraient rechercher des contrôleurs en périphérie dotés d’une boîte à outils native avec des fonctionnalités IT conviviales, p. ex. Linux OS, un interpréteur Python, des fiches sécurisées, une base de données intégrée et la compatibilité avec OPC Foundation et OPC UA. Il est plus simple de coordonner en toute sécurité le système d’exploitation déterministe et à usage général sur une plateforme matérielle unique que d’installer des systèmes séparés. Le système d’exploitation à usage général offre l’accès à un plus large éventail de sources d’informations ainsi qu’à des données haute fidélité provenant du système déterministe et des dispositifs IIoT. Il a également la capacité d’effectuer des analyses locales et d’exécuter des algorithmes sophistiqués. Les résultats peuvent être utilisés pour conseiller le système déterministe sur la façon de fonctionner de manière optimale. De plus, le système d’exploitation à usage général convient à la conversion de données brutes en informations prétraitées qui peuvent être partagées en toute sécurité avec des systèmes de niveau supérieur.

Cet article de blog se concentre sur l’intégration de l’informatique en périphérie dans les PLC et les PAC. Pour en savoir plus sur l’informatique en périphérie et ses différentes formes, ainsi que sur le besoin de sécurité de bout en bout, veuillez vous référer au livre blanc « Industrie 4.0 : l’informatique en périphérie dans l’environnement industriel ».