Mise à l'échelle

1. Mise à l'échelle de l'entrée analogique

      Lorsque le signal d'entrée analogique entre dans l'automate, vous devrez souvent le mettre à l'échelle dans votre programme d'automate. La mise à l'échelle signifie que vous convertissez la valeur brute de l'entrée analogique en une sorte de valeur technique. Une valeur technique est un nombre qui représente la valeur physique, par ex. débit (m3 / s), poids (kg) ou température (degrés).

La conversion ou la mise à l'échelle se fait simplement avec quelques calculs. Certains IDE, tels que Siemens Step 7 ou Tia Portal, disposent même d’un bloc fonctionnel spécialement conçu pour la mise à l’échelle. Ici, je vais vous montrer les deux manières de mettre à l'échelle une entrée analogique.

Signaux Analogiques

Signaux analogiques dans l'automate

Un automate ne peut fonctionner qu'avec les valeurs 0 et 1, c'est parfait pour les signaux numériques. Ils sont 0 ou 1 et sont donc relativement faciles à utiliser. Mais qu'en est-il des signaux analogiques ? Comme le dit Wikipédia, les signaux analogiques sont des signaux continus qui peuvent varier dans le temps.

Par exemple, vous pouvez avoir un signal analogique 0-10 volts. Ce signal peut varier de 0 à 10 volts et avoir un niveau de tension intermédiaire. Et comme les signaux analogiques sont continus, ce signal représentera toujours à tout moment un niveau de tension. Si vous regardez le diagramme ci-dessous, vous verrez que le signal analogique peut avoir une valeur comprise entre 0 et 10 volts.

Arrêt d'urgence ESD

Le système d'arrêt d'urgence (ESD) est conçu pour protéger le personnel, les installations, les équipements et l'environnement contre la pollution et le danger. Le système ESD a pour objectif de surveiller les paramètres de sécurité du processus et d'activer ou de désactiver le système de traitement et / ou les utilitaires si ces paramètres s'écartent des conditions normales.

Généralement, il existe plusieurs niveaux d'arrêt :

ESD 0 : arrêt d'urgence total avec abandon de la plate-forme

ESD 0.1: arrêt noir

ESD 1 : arrêt total de l'usine

ESD 2 : arrêt total du processus

ESD 3 : arrêt de l'unité locale

La technologie HART-IP

En utilisant l'infrastructure de réseau existante, les utilisateurs peuvent désormais intégrer par tout dans le monde des informations de mesure et de diagnostic d'appareils intelligents à leurs applications de productivité, de planification, d'historique ou autres.

Pour répondre à la demande croissante du secteur pour l'accès aux données via Ethernet, HART Communication Fondation a ajouté une nouvelle fonctionnalité à la spécification du protocole HART.

La technologie HART-IP offre une autre option de communication HART pour fournir un accès aux informations sur les périphériques et les processus intelligents, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.

1. La technologie HART-IP permet :

• 1     Déploiement normalisé à l'échelle de l'usine
• 2     Accès à distance au niveau de l'appareil depuis n'importe où dans le monde
• 3   Gestion intelligente des appareils via Ethernet ou WiFi
• 4      Intégration facile aux systèmes d'automatisation

HART-IP est une option de connexion supplémentaire qui permet aux systèmes de niveau hôte et aux applications de gestion des actifs d’accéder aux informations de mesure et de diagnostic des appareils à partir d’appareils de terrain compatibles HART et de les intégrer, à l’aide de l’infrastructure réseau existante de l’usine.

HART-IP transmet les informations aux applications de niveau supérieur (SCADA, GMAO, DCS, ERP, etc.) à partir d'appareils câblés et sans fil.

2. Comment ça marche

  HART-IP adapte la technologie HART au monde de l'Internet, permettant ainsi au même protocole HART de fonctionner sur une connexion IP, fournissant des informations précieuses à partir de périphériques compatibles HART à la vitesse d'Ethernet.

  Cela signifie que l'infrastructure Ethernet standard utilisée aujourd'hui dans la plupart des systèmes de contrôle est désormais capable d'exécuter la couche d'application HART et le protocole sur la même couche Ethernet et TCP / IP sans interférence ni besoin de câbles dédiés.

3. Aucun mappage de données

  Un réseau de liaison HART-IP permet aux applications logicielles d’avoir un accès direct aux informations de périphériques tels que des passerelles WirelessHART, des multiplexeurs, des E / S distantes et d’autres périphériques sans avoir à effectuer de mappage de données via des convertisseurs Modbus ou OPC intermédiaires.

Le protocole HART simple, fiable et facile à utiliser sur des réseaux IP tels qu’Ethernet et Wi-Fi. HART-IP fonctionne sur UDP et TCP en utilisant IPv4 ou IPv6. La couche applicative HART-IP est basée sur les mêmes commandes que la technologie HART 4-20 mA et WirelessHART, permettant un développement rapide du produit et une acceptation de l'utilisateur.

4. Pas de perturbation de la communication

  Ethernet Industrial offre un large éventail d'avantages par rapport à RS485. Par exemple, les données de processus et les données informatiques peuvent être transmises sur un support commun. HART-IP n'interfère ni ne perturbe la communication existante sur le canal Ethernet TCP / IP. Il existe un grand espace d'adressage avec un nombre presque illimité de participants disponibles et, en cascade de commutateurs, de vastes extensions réseau sont possibles.

  De plus, de plus grandes quantités de données peuvent être transférées efficacement et la combinaison de différents supports de transmission est possible (câble, fibre optique, radio).

5. HART-IP fonctionne sur 

• ·        Ethernet standard (IEEE 802.3), en cuivre et en fibre
• ·        Equipement Wi-Fi (IEEE 802.11), grand public et industriel :

·    Commutateurs LAN

·    Routeurs

·    Points d'accès

·    Câbles

·    Connecteurs

Système de contrôle distribué DCS

Système de contrôle distribué DCS

DCS est l'architecture de contrôle la plus couramment utilisée dans le contrôle des processus industriels.

DCS peut être défini comme une architecture dans laquelle les sous-systèmes sont répartis géographiquement et intégrés fonctionnellement. DCS est la solution la plus économique et la plus évolutive allant des petites installations aux grandes raffineries.

Composants d'un DCS

Les sous-systèmes typiques d'un DCS sont la station opérateur, la station d'ingénierie, les réseaux de contrôle de processus, les modules d'E / S et de contrôleur.

Poste opérateur

Le poste d’opérateur offre une vue intuitive du processus avec un accès facile aux graphiques de processus, aux historiques d’alarme, aux listes d’alarme, aux différents graphes, à la navigation sur écran. Les stations d’opérateur permettent de diagnostiquer à partir de la surveillance et du contrôle de processus traditionnels. Le diagnostic comprend la surveillance des appareils intelligents et la surveillance des machines, surveillance du cyber et réseau, augmentant ainsi la durée de fonctionnement des processus et réduisant les arrêts non planifiés.

Station d'ingénierie

La station d'ingénierie offre la flexibilité nécessaire à la mise en œuvre du système pour répondre aux besoins des projets et des processus. Les ingénieurs peuvent implémenter des parties du système à la volée de façon modulaire à mesure que les exigences de conception et de contrôle des processus deviennent disponibles. L'ingénierie peut être réalisée de manière progressive en fonction des besoins du processus. Avec un minimum d'effort, les ingénieurs peuvent spécifier des boucles de contrôle et des appareils de terrain, puis terminer rapidement la configuration.

Réseau de contrôle de processus

Process Control Network l’ossature sur laquelle est connecté l’ensemble du DCS. Le réseau relie les équipements intelligents de manière déterministe et fiable. Le réseau de contrôle de processus, également appelé PCN, peut être un protocole ouvert, tel qu'Ethernet ou propriétaire. Les PCN sont généralement installés dans un moniteur redondant afin d'améliorer la fiabilité installés à l'écart des câbles d'alimentation ordinaires afin de réduire l'impact des interférences électromagnétiques et d'accroître ainsi la fiabilité du système dans son ensemble.

Contrôleurs

Les contrôleurs exécutent des stratégies de contrôle pour aider à optimiser le processus. Les contrôleurs sont disponibles dans des configurations redondantes et non redondantes. La vitesse d'exécution de la stratégie de contrôle détermine la qualité du contrôle. Les contrôleurs disposent d'un riche ensemble de bibliothèques pour divers algorithmes tels que PID, cascade, Feed Forward, etc. Le contrôleur reçoit l'entrée du canal du module d'entrée qui lui est connecté. De même, le contrôleur envoie la sortie au canal configuré du module de sortie pour piloter l'élément de contrôle final.

Module d'E / S

Le module d'E / S est un sous-système modulaire conçu pour être installé sur le terrain à proximité de l'instrument. Les modules d'E / S participent au réseau pour communiquer avec le contrôleur. Le module d'E / S peut également devenir une passerelle pour la communication avec des appareils de terrain intelligents sur des réseaux de bus de terrain. Les modules d'E / S peuvent également être configurés comme redondants dans une boucle de régulation critique.