Quelles sont les bases de l’automatisme industriel ?

By Matthieu CHARRIER

Le secteur de l’automatisme prend de plus en plus d’ampleur dans la plupart des pays industrialisés et surtout ici en France. Les firmes sont constamment à l’affut de nouveaux professionnels capables d’apporter leurs compétences ainsi que leur expertise dans ce domaine. Avec l’automatisme industriel, la première finalité est de continuer à innover. Quelles sont les bases de l’automatisme industriel ? C’est justement ce qui vous sera enseigné le long de ce contenu.

L’automatisme industriel : qu’est-ce que c’est réellement ?

L’automatisme industriel consiste en l’utilisation combinée des machines et de la technologie pour accomplir des tâches données dans un environnement industriel ou dans une usine. Il peut s’agir de tâches comme la réalisation de contrôles de qualité, l’emballage d’articles, l’assemblage de produits, etc. Cependant, ce n’est pas tout ce que vous devez savoir sur l’automatisme industriel !

Si le terme  » automatisme industriel » n’a fait son apparition qu’au début du 20e siècle, il faut savoir que l’automatisation est utilisée dans les usines depuis des siècles. C’est à partir des années 1960 qu’on va alors assister à l’introduction des premiers robots industriels. Dès lors, l’automatisme industriel n’a cessé d’enregistrer des progrès impressionnants.

Quel est le mode de fonctionnement de l’automatisme industriel ?

L’automatisation industrielle est de nos jours rendue possible par un certain nombre de technologies. Notamment :

Les réseaux d’automatisation industrielle

Ils peuvent être classés en deux groupes : les réseaux de données et les réseaux de contrôle. Pour envoyer des données entre les machines, on se sert des réseaux de données. Mais lorsqu’on souhaite envoyer des signaux de commande entre les machines, ce sont réseaux de commande qu’on utilise. Il y a plusieurs types de réseaux industriels. On peut citer en exemple : Modbus, Profibus, Profinet et Ethernet (le réseau le plus utilisé).

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IHM

Les IHM (Interface homme-machine) sont utilisées par les opérateurs pour interagir avec les systèmes automatisés. Les tâches concernées peuvent être par exemple la visualisation de données, le réglage de paramètres, le démarrage ou l’arrêt de processus.

Les IHM peuvent être textuelles ou graphiques. Elles peuvent également être distantes ou locales. Les IHM distantes sont installées sur un ordinateur séparé et utilisées par les opérateurs pour contrôler les processus à distance. Quant aux IHM locales, elles sont installées sur la même machine que le système automatisé.

PLC 

Les PLC (Contrôleurs Logiques Programmables) sont de petits ordinateurs utilisés pour assurer le contrôle des processus industriels. Ils peuvent donc être programmés pour effectuer des tâches comme : le réglage de températures, l’ouverture et la fermeture de vannes, la mise en marche et l’arrêt de machines, etc.

Les systèmes SCADA 

Les systèmes de contrôle et d’acquisition de données servent à contrôler et surveiller les processus industriels. Ils peuvent être utilisés pour automatiser des tâches comme : le réglage de températures, l’ouverture et la fermeture de vannes, le tournage des machines, etc.

L’automatisme industriel et ses différents niveaux

Il y a toujours une façon simple de procéder lorsqu’on décrit les niveaux d’un processus d’automatisation industrielle. La forme la plus usuelle est ce qu’on appelle : « la hiérarchie en triangle ». Elle comporte trois différents niveaux et chacun d’eux représente une phase de votre plan spécifique de mise en œuvre d’un système de fabrication automatisé.

Niveau Superviseur

Au sommet de la hiérarchie, le niveau superviseur est généralement constitué d’un micro-ordinateur industriel disponible en tant que PC monté en rack, Panel PC ou PC de bureau. Ces micro-ordinateurs fonctionnent avec un logiciel spécial (souvent fourni par le fournisseur pour assurer le contrôle des processus industriels) et sur des systèmes d’exploitation standard.

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L’objectif principal du logiciel est le paramétrage et la visualisation des processus. Pour assurer la communication, on se sert d’un Ethernet industriel spécial qui peut être n’importe quelle topologie sans fil (WLAN) ou un LAN Gigabit.

Niveau de contrôle

Niveau intermédiaire dans la hiérarchie, c’est au niveau de contrôle que sont exécutés tous les programmes liés à l’automatisation. Pour ce faire, on se sert généralement des automates programmables ou des contrôleurs logiques programmables (ceux-ci fournissent une capacité de calcul en temps réel).

À l’aide de microcontrôleurs 16 bits ou 32 bits, les PLC sont implémentés et exécutés sur un système d’exploitation propriétaire afin de répondre aux exigences en temps réel. Les automates peuvent alors communiquer via divers protocoles de communication (comme CAN) et sont aussi capables d’être interfacés avec différents dispositifs d’E./S.

Niveau terrain

Au niveau du terrain dans la hiérarchie, on retrouve les équipements terminaux comme les actionneurs et les capteurs. Les actionneurs comme les commutateurs, les vannes, les moteurs, etc., et les capteurs comme celui de pression, d’optique, de température, etc. sont interfacés à un PLC par un bus de terrain.

Pour assurer la communication, on utilise les réseaux sans fil et les réseaux câblés. Et grâce à cette communication, l’automate arrive également à paramétrer ou à diagnostiquer divers composants.

L’automatisme industriel : pourquoi l’utiliser ?

L’automatisme industriel est utile pour plusieurs raisons essentielles :

Augmenter la flexibilité

Il suffit de reprogrammer ses machines si une entreprise souhaite par exemple changer le produit qu’elle fabrique. Dans le contexte actuel de mondialisation, une telle flexibilité peut constituer un avantage majeur.

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Réduire les temps d’arrêt

Les industriels peuvent réduire les temps d’arrêt dus aux pannes rien qu’en automatisant des tâches relatives à la surveillance des machines. La réduction des temps d’arrêt peut conduire à une réduction des coûts et à une augmentation de la productivité.

Améliorer la qualité

Grâce à l’automatisme industriel, les industriels peuvent s’assurer que les produits répondent aux normes. Cela pourrait entrainer une plus grande satisfaction des clients et donc la fidélisation de la clientèle.

Augmentation de la production

Sans augmenter le nombre d’employés, les entreprises peuvent accroître leur production en automatisant les tâches répétitives et/ou dangereuses. Cela peut notamment entrainer une augmentation des bénéfices et une réduction des coûts.

Des exemples concrets d’automatisation industrielle

La production de biens est l’une des utilisations les plus courantes de l’automatisation industrielle. Il s’agit d’une technologie pouvant être utilisée dans différentes industries pour automatiser des tâches. On peut citer en exemple : le tri des aliments, le conditionnement des aliments, l’assemblage de voitures, le contrôle des températures, l’ouverture et la fermeture des vannes, le réglage des machines, etc.

Pour résumer, retenez que l’automatisme industriel existe depuis plusieurs années et qu’elle est utilisée pour automatiser les tâches dans une variété d’industries. Associé à l’IoT industriel (l’internet industriel des objets), cette technologie permet aux industriels de connecter les machines entre elles pour en recueillir des données. Par la suite, ces données pourront être analysées pour créer de nouveaux produits/services ou améliorer les performances.

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