Une seule et unique interface pour une connectivité totale

En raison de la complexité croissante des objectifs de production, de nombreux fabricants et utilisateurs de machines ont besoin de solutions d'automatisation radicalement nouvelles.

La production industrielle se transforme. La demande croissante de produits individualisés ne peut plus être satisfaite avec des lignes de production traditionnelles conçues pour produire en masse un seul et unique produit. Pour pouvoir produire des lots de petite taille avec une rentabilité économique satisfaisante, il faut disposer d'unité de production modulaires qui peuvent être reconfigurées rapidement et à tout moment.

De surcroît, même au sein de petites unités de production modulaires, les tâches à effectuer sont de plus en plus complexes, ce qui entraîne une augmentation du nombre et de la diversité des composants à intégrer. Et ces composants doivent pouvoir dialoguer entre eux et s'échanger des données, même s'ils proviennent de différents fabricants.

La réalisation d'une fabrication réellement adaptative passe en premier lieu par un standard de communication ouvert et multi-fournisseurs. "Pour réaliser des innovations permettant, par exemple, une customisation de masse ou une réduction de la taille des lots de production à l'unité, il faut disposer d'un réseau temps réel assurant non seulement l'interopérabilité des équipements, mais aussi l'unification des standards IT et des standards industriels," affirme Konstantin Klein, chef de produits IIoT Network Solutions chez B&R.

Seul un protocole de communication ouvert et temps réel permet une telle connectivité. "Désormais, les fabricants de machines ne sont plus contraints d'adopter un protocole propriétaire," affirme K. Klein. La nouvelle génération d'automatismes remplacera les multiples systèmes propriétaires utilisés jusqu'à présent par une solution unique assurant des échanges de données standardisés entre tous les nœuds. Le fait de ne devoir gérer plus qu'une seule interface simplifie considérablement les développements.

Des sociétés de premier plan parmi les fabricants d'automatismes et de systèmes IT ont fait le choix de passer à OPC UA over TSN, la solution de communication indépendante de tout fournisseur. Jusqu'à présent, les fabricants de machines devaient définir une multitude d'interfaces et incorporer celles-ci dans leurs informations système. OPC UA over TSN les dispense de tout cela. À la différence d'autres protocoles, cette solution de communication enrichit les données avec une sémantique. Les informations transmises sont ainsi comprises par n'importe quel participant du réseau sans autre explication. Le risque d'erreurs est ainsi réduit, et les machines adaptatives plus simples à réaliser.

Un modèle d'information OPC UA contenant toutes les données pertinentes est créé pour chaque appareil. Il est ainsi possible, par exemple, d'intégrer rapidement n'importe quel variateur, quel qu'en soit le fabricant, dans n'importe quelle machine. Le temps nécessaire pour remplacer un appareil défectueux ou faire une mise à niveau est ainsi nettement réduit.

Le fait que des appareils de provenances diverses puissent se comprendre et dialoguer via une seule interface ne résout que partiellement l'équation : le temps de cycle et la bande passante jouent également un rôle important. Les applications temporellement critiques comme celles, par exemple, où il faut synchroniser un robot avec un système "track" intelligent, nécessitent des temps de cycle bien inférieurs à une milliseconde. OPC UA over TSN fournit des performances 18 fois supérieures à celles des autres protocoles. "OPC UA over TSN fournit des performances suffisantes pour toutes les applications actuelles et futures," souligne K. Klein.

Pour permettre ce bond en performance, la solution de communication est basée sur le standard Ethernet et sur son extension Time Sensitive Network (TSN). "L'extension TSN assure une transmission déterministe, même dans des réseaux étendus où systèmes IT et OT convergent," explique K. Klein. Qu'elles soient ultra-rapides et basées sur une architecture centralisée, ou intelligentes et basées sur une architecture distribuée, les solutions d'entraînement s'implémentent bien plus facilement avec OPC UA over TSN qu'avec n'importe quel autre protocole.

Basé sur une couche physique Gigabit Ethernet, OPC UA over TSN offre une bande passante étendue pour la collecte des données d'exploitation et leur transfert à des systèmes de niveau supérieur ou au cloud. "OPC UA over TSN permet une communication uniforme, depuis le niveau terrain jusqu'au cloud," souligne K. Klein. L'uniformité du réseau à tous les étages facilite considérablement la mise en place d'une maintenance conditionnelle ou prédictive pour accroître la longévité et la disponibilité des actifs.