Comment un PC industriel à écran tactile peut faciliter la modernisation des machines existantes
De nombreuses usines utilisent encore des machines anciennes qui fonctionnent de manière fiable depuis des années. Leurs automates exécutent des programmes de commande éprouvés, les opérateurs connaissent bien les équipements et ces machines peuvent encore répondre aux exigences de production.
Souvent, le problème ne vient pas de l'automate programmable lui-même.
L'IHM ou l'écran de commande existant peut être obsolète, les pièces de rechange peuvent être difficiles à trouver et l'interface peut ne plus offrir la visibilité dont les opérateurs ont besoin. Par conséquent, les fabricants, les équipementiers et les intégrateurs de systèmes peuvent être confrontés à une question importante :
Est-il possible de moderniser une machine ancienne sans remplacer l'automate programmable ?
Dans certaines applications, la réponse peut être oui.
Si l'automate existant reste adapté à ses fonctions de commande, un Panel PC industriel peut s'inscrire dans le cadre d'un projet de modernisation de l'IHM ou de l'interface opérateur. L'automate programmable peut continuer à exécuter la logique de commande de la machine déjà en place, tandis que le Panel PC offre une plateforme informatique et d'affichage moderne pour les applications opérateur validées.
Toutefois, la réussite de l'intégration dépend de la communication entre les automates programmables, de l'accessibilité des données, des logiciels d'interface homme-machine, des exigences en matière de contrôle, des conditions d'installation et de l'architecture globale du système.
Plutôt que de partir du principe que l'automate programmable ou l'interface homme-machine doit être remplacé, le projet de modernisation devrait commencer par une étude technique.
La modernisation des systèmes hérités commence par la définition du périmètre, et non par le matériel
Une machine ancienne peut nécessiter une interface opérateur plus lisible, des informations plus claires sur l'état de la machine, une meilleure visibilité des alarmes ou le remplacement d'un écran obsolète.
Aucune de ces exigences n'implique automatiquement que l'automate doit être remplacé.
Par ailleurs, l'installation d'un nouveau PC industriel à écran tactile ne garantit pas automatiquement sa compatibilité avec un automate programmable existant.
Avant de choisir le matériel, l'équipe d'ingénieurs doit consigner par écrit :
- Fabricant et modèle de l’automate programmable
- Ports et protocoles de communication disponibles
- Étiquettes, registres ou variables PLC requis
- Modèle et logiciel d'IHM existants
- Disponibilité des fichiers de projet IHM et des sauvegardes
- Fonctions d'opérateur obligatoires
- Dimensions du panneau et conditions de montage
- Conditions environnementales et électriques
- Exigences en matière de réseaux et de cybersécurité
L'équipe doit également déterminer quelles fonctions restent du ressort de l'automate programmable et quelles fonctions sont attendues de la nouvelle interface opérateur.
Cette distinction est importante car le remplacement d'un terminal opérateur, l'installation d'un Panel PC, la modification de la logique de commande d'un automate programmable et la refonte des fonctions de sécurité d'une machine constituent des activités d'ingénierie distinctes.
Même si elles s'inscrivent dans le cadre d'un même projet de modernisation, chacune d'entre elles nécessite un périmètre, une analyse technique et un processus de validation adaptés.
Rôle d'un PC industriel à écran tactile dans une machine pilotée par un automate programmable
Un Panel PC industriel combine une plateforme d'affichage et de calcul dans un format adapté aux machines.
En fonction du logiciel d'application et des interfaces système validées, il peut servir de plateforme pour afficher les informations fournies par l'automate programmable ou pour exécuter des applications opérateur homologuées.
Une architecture possible serait la suivante :
Automate existant → Interface de communication → PC industriel à écran tactile → Application opérateur
Dans cette configuration, l'automate programmable existant continue d'assurer ses fonctions habituelles de commande de la machine, tandis que le PC industriel à écran tactile prend en charge la couche d'informations et d'applications destinée à l'opérateur.
Cela fait pas signifie qu'un PC à écran tactile remplace l'automate programmable.
Cela ne signifie pas non plus qu'un PC à écran tactile puisse détecter automatiquement les données d'un automate programmable, communiquer via tous les protocoles propriétaires ou reproduire une application IHM existante. Ces capacités dépendent de l'automate programmable, de l'architecture de communication, des logiciels, des pilotes, des licences, des fichiers de projet et de la mise en œuvre technique.
Un projet de modernisation doit donc répondre à trois questions avant le choix du matériel :
Que doit voir ou faire l'opérateur ?
Quel système fournit les informations requises ou assure le contrôle nécessaire ?
Quelles modifications doivent être apportées au niveau du matériel, des logiciels, des systèmes de communication et de l'installation pour mettre en œuvre cette solution ?
4 aspects clés à évaluer avant d'intégrer un PC industriel à écran tactile à un automate programmable existant
1. Communication avec les automates programmables et accès aux données
Commencez par identifier le fabricant de l'automate programmable, son modèle, les ports de communication disponibles, les méthodes de communication prises en charge et la documentation technique disponible.
L'équipe d'ingénieurs doit vérifier si les balises, registres ou variables de l'automate requis sont accessibles et si l'accès prévu est autorisé dans le cadre de l'architecture actuelle du système.
Cela revêt une importance particulière pour les automates programmables plus anciens.
Un système existant peut utiliser des interfaces de communication propriétaires, d'anciennes connexions série ou des logiciels nécessitant des pilotes, des licences, des modules de communication ou des passerelles spécifiques.
La simple présence d'un port Ethernet ou d'un port série ne garantit pas qu'un PC industriel à écran tactile puisse accéder aux données machine requises.
Il convient donc de vérifier la faisabilité de la communication avant de s'engager sur une configuration spécifique de Panel PC ou sur une architecture système donnée.
2. Fonctions de l'interface homme-machine (IHM) et autorité de contrôle
Définissez ensuite ce dont les opérateurs ont réellement besoin dans cette nouvelle interface.
Les exigences habituelles peuvent notamment inclure :
- Affichage de l'état de fonctionnement de la machine
- Suivi des informations relatives aux processus
- Consulter les alarmes et les événements
- Prise en compte des alarmes
- Saisie des paramètres de fonctionnement
- Accès aux informations de maintenance
Pour chaque fonction, identifiez la source des données, les autorisations des utilisateurs, le comportement attendu et les exigences de validation.
Une interface de visualisation uniquement peut présenter un périmètre de développement très différent de celui d'une IHM qui renvoie des paramètres ou des commandes à l'automate programmable.
Si la nouvelle application du Panel PC doit modifier des valeurs de l'automate programmable ou émettre des commandes, l'équipe d'ingénierie doit déterminer quelles opérations sont autorisées et si des modifications du programme de l'automate sont nécessaires.
Les fonctions liées à la sécurité doivent rester intégrées à l'architecture de sécurité appropriée de la machine et il ne faut pas partir du principe qu'elles sont transférées vers une interface opérateur à usage général.
3. Exigences mécaniques, électriques et environnementales
La compatibilité logicielle ne représente qu'une partie de la mise à niveau d'une machine ancienne.
Le nouveau PC industriel à écran tactile doit également être adapté à l'environnement physique d'installation et d'exploitation.
Avant de choisir un appareil, notez les éléments suivants :
- Découpe existante dans le panneau
- Taille de l'écran
- Profondeur de montage
- Espace disponible pour l'installation
- Alimentation électrique
- Dispositif de mise à la terre
- Acheminement des câbles
- Conditions de ventilation
- E/S requises
- Température de fonctionnement
- Exposition à la poussière et à l'humidité
- Conditions de vibration
- Pratiques de nettoyage
- Autres exigences environnementales propres au site
Les machines existantes présentent rarement des dimensions de panneau ou des conditions d’installation identiques. Selon le projet, des modifications peuvent s’avérer nécessaires au niveau du montage, de la conception du boîtier, de l’accès aux câbles ou de la configuration des E/S.
Les plans techniques, les photographies, les informations relatives au câblage et une évaluation sur site peuvent permettre de définir ces exigences avant le choix définitif du matériel.
4. Logiciels IHM, maintenance et cybersécurité
Un projet de modernisation d'IHM réussi doit également tenir compte du cycle de vie des logiciels.
Identifiez le logiciel IHM ou l'environnement d'exécution existant, le système d'exploitation requis, le modèle de licence, les fichiers d'application, les versions logicielles, les procédures de sauvegarde et les responsabilités en matière de maintenance.
Le projet devrait apporter des réponses à des questions pratiques liées au service, telles que :
Qui est responsable de la gestion et de la maintenance de l'application IHM ?
Où sont stockés les fichiers de projet et les sauvegardes ?
Comment le système sera-t-il remis en état si le Panel PC doit être réparé ou remplacé ?
Si la machine doit être connectée au réseau de l'usine, le projet doit également impliquer les équipes d'automatisation et informatiques du client.
Les autorisations d'accès aux comptes, la segmentation du réseau, l'accès à distance, les mises à jour logicielles et les procédures de maintenance doivent respecter les politiques de cybersécurité applicables au site.
Ces exigences ont une incidence sur l'architecture globale du système et doivent être prises en compte avant de finaliser la configuration matérielle.
Un processus en cinq étapes pour la modernisation des machines existantes et des interfaces homme-machine (IHM)
Une évaluation par étapes peut aider les équipementiers, les fabricants et les intégrateurs de systèmes à identifier les dépendances techniques avant de modifier une machine de production.
Étape 1 : Dresser un état des lieux du système existant composé d'un automate programmable (PLC) et d'une interface homme-machine (IHM)
Rassemblez les modèles de l'automate programmable (PLC) et de l'interface homme-machine (IHM), les schémas électriques, les informations de câblage, les interfaces de communication, les versions logicielles, les sauvegardes du projet et les procédures d'utilisation.
Répertoriez à la fois ce qui fonctionne actuellement et ce qui est devenu difficile à utiliser ou à entretenir.
Étape 2 : Définir les fonctions d'opérateur requises
Énumérez les informations dont les opérateurs ont besoin ainsi que les actions qu'ils doivent effectuer.
Définissez également les autorisations des utilisateurs et le comportement attendu en cas de perte de communication, de coupure de courant ou de redémarrage du système.
Cela permet de transformer une demande générale telle que “ moderniser la machine ” en un périmètre de projet précis et vérifiable.
Étape 3 : Vérification de la communication avec l'automate programmable et de la faisabilité de l'intégration
Vérifiez quelles données de l'automate sont accessibles, quels moyens de communication et quels logiciels sont nécessaires, et si des modifications du programme de l'automate s'imposent.
Tout problème de compatibilité non résolu doit être identifié avant que le projet n'en arrive à la phase de sélection définitive du matériel.
Étape 4 : Configuration et vérification du PC industriel à écran tactile
Vérifiez les éléments requis :
- Dimensions de l'écran
- Montage sur panneau
- Puissance absorbée
- Configuration des E/S
- Plateforme informatique
- Mémoire et stockage
- Système d'exploitation
- Compatibilité des applications
- Configuration réseau requise
L'équipe chargée du projet doit également définir comment seront vérifiés les communications, les alarmes, les autorisations, le comportement des applications et la reprise après sinistre.
Étape 5 : Planification de l'installation, de la mise en service et de l'assistance
Avant l'installation, convenez avec les équipes chargées de la production et des équipements de la fenêtre de mise en production, des critères d'acceptation, des sauvegardes, de la documentation, des procédures de test et du plan de secours.
La mise en service doit tenir compte des exigences opérationnelles et de sécurité de la machine.
Ce processus ne garantit pas que chaque automate programmable (PLC) existant puisse ou doive être conservé. Il offre en revanche une méthode structurée permettant de déterminer s'il est techniquement possible de conserver l'automate existant et quels travaux d'ingénierie supplémentaires sont nécessaires.
Configuration de PC à écran tactile industriel pour machines existantes
Les machines anciennes présentent souvent des différences au niveau des découpes de panneau, de la profondeur d'encastrement, des interfaces de communication, des exigences en matière d'E/S, des besoins informatiques et des conditions environnementales.
C'est pourquoi, dans le cadre d'un projet de PC industriel à écran tactile, il peut s'avérer nécessaire d'étudier différentes options de configuration, notamment :
- Taille de l'écran
- Méthode de montage
- Configuration des E/S
- Plateforme informatique
- Mémoire
- Stockage
- Compatibilité logicielle
- Modifications mécaniques
Ces éléments doivent être considérés comme des critères d'évaluation propres au projet plutôt que comme des fonctionnalités présumées du produit.
Les options de configuration réelles dépendent de la plateforme du produit choisie et des exigences de l'application.
La mise à disposition, dès les premières étapes du projet, des plans des machines, des dimensions des panneaux, des photographies, des informations relatives aux automates programmables (PLC) et du déroulement des tâches requis pour les opérateurs offre au constructeur d'équipements ou à l'intégrateur de systèmes une base plus solide pour évaluer la faisabilité du projet.
Moderniser l'interface opérateur tout en conservant un automate programmable adapté
Le remplacement d'une interface opérateur vieillissante n'implique pas nécessairement de remplacer un automate programmable qui, par ailleurs, fonctionne correctement.
Lorsque l'étude technique valide l'architecture, un PC industriel à écran tactile peut contribuer à moderniser les couches opérateur et d'information, tandis que l'automate programmable existant continue à remplir son rôle de contrôle habituel.
Dans d'autres cas, l'évaluation peut révéler que l'automate programmable (PLC), le logiciel de l'interface homme-machine (IHM), l'architecture de communication ou d'autres composants du système de contrôle doivent également être modifiés.
L'objectif ne devrait donc pas être de conserver à tout prix la PLC actuelle.
Au contraire, chaque composant doit être remplacé ou conservé pour une raison technique, opérationnelle ou de maintenance clairement établie.
Planifier la maintenabilité à long terme des machines
Cet écran ne constitue qu'un élément d'une stratégie de modernisation durable.
Les équipementiers et les équipes d'ingénierie d'usine doivent également consigner par écrit :
- Interfaces pour automates programmables
- Mappages de données des automates programmables (PLC)
- Fichiers de projet IHM
- Versions logicielles
- Droits d'accès des utilisateurs
- Sauvegardes du système
- Besoins en pièces de rechange
- Résultats de la mise en service
- Responsabilités en matière d'entretien
Une coordination précoce entre les équipes chargées de l'ingénierie des systèmes de contrôle, de l'ingénierie mécanique, de l'informatique, des achats et de la production peut permettre d'identifier les exigences d'intégration avant l'installation.
Cela permet également de faire la distinction entre un simple remplacement de matériel et un projet plus vaste de modernisation du système de contrôle.
L'étendue des travaux, le coût, les temps d'arrêt et l'effort d'ingénierie requis varient selon la machine et doivent être déterminés à partir des informations spécifiques au projet.
Commencez par la machine ancienne que vous possédez déjà
La modernisation d'une machine existante ne nécessite pas toujours le remplacement immédiat de l'ensemble du système.
Si l'automate programmable (PLC) existant reste adapté à ses fonctions de commande, un PC industriel à écran tactile peut être envisagé dans le cadre d'un projet de modernisation de l'interface opérateur ou de l'IHM.
La pertinence pratique de cette architecture dépend des communications entre les automates programmables, de l'accessibilité des données, de la compatibilité logicielle, des conditions d'installation, des besoins des opérateurs et de la conception globale du système.
Pour une première évaluation, veuillez vous munir des éléments suivants :
- Fabricant et modèle de l’automate programmable
- Modèle d'IHM existant
- Interfaces de communication disponibles
- Documentation technique relative aux interfaces homme-machine (IHM) ou aux automates programmables (PLC)
- Dimensions de découpe et d'installation du panneau
- Fonctions d'opérateur obligatoires
- Conditions environnementales
- Exigences en matière de réseau et de maintenance
La BRI peut en discuter Exigences relatives à la configuration des PC à écran tactile industriels et à leur intégration dans les projets sur la base de ces informations et contribuer à identifier les éléments qui doivent être validés lors de la revue technique.
Foire aux questions
Puis-je mettre à niveau une IHM sans remplacer l'automate programmable ?
C'est possible. Si l'automate programmable (PLC) existant reste adapté à ses fonctions de contrôle, le projet peut déterminer si une nouvelle interface opérateur est capable de communiquer avec lui. La compatibilité dépend du modèle de l'automate, des interfaces de communication, des données accessibles, du logiciel de l'IHM et des fonctions requises pour l'opérateur.
Un PC industriel à écran tactile peut-il se connecter à un automate programmable existant ?
C'est peut-être possible, mais la simple présence d'un port physique ne suffit pas à garantir la compatibilité. L'équipe d'ingénieurs doit vérifier le mode de communication de l'automate, les balises ou registres accessibles, les logiciels ou pilotes requis, ainsi que la nécessité éventuelle d'un matériel de communication supplémentaire.
Un PC industriel à écran tactile peut-il remplacer un automate programmable ?
Pas nécessairement. Dans l'architecture évoquée ici, l'automate programmable (PLC) continue d'exécuter la logique de commande de la machine déjà définie, tandis que le PC industriel à écran tactile fournit une plateforme informatique et d'affichage destinée à l'opérateur. La répartition exacte des fonctions dépend de la conception du système.
Quelles informations faut-il connaître avant de mettre à niveau une IHM existante ?
Parmi les informations utiles figurent les modèles d'automates programmables (PLC) et d'interfaces homme-machine (IHM) existants, les interfaces de communication, les fichiers d'ingénierie disponibles, les dimensions des armoires électriques, les schémas de câblage ou les plans du système, les fonctions requises pour l'opérateur et les conditions environnementales. Les exigences en matière de réseau et de maintenance doivent également être fournies, le cas échéant.
Quelles options de configuration des PC à écran tactile industriels peut-on envisager ?
En fonction de la plateforme du produit et du cahier des charges du projet, celui-ci peut porter sur la taille de l'écran, le mode de fixation, les entrées/sorties, la configuration informatique, la mémoire, le stockage, la compatibilité logicielle et les exigences mécaniques. La faisabilité effective doit être vérifiée pour la plateforme et l'application choisies.
Discutez de votre projet de modernisation des machines héritées avec la BRI
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Partagez votre Modèle d'automate programmable, informations actuelles sur l'interface homme-machine, interface de communication, cotes d'installation et fonctions cibles de l'opérateur avec la BRI.
Notre équipe peut discuter avec vous de la configuration des PC à écran tactile industriels et des exigences d'intégration de votre projet, afin de vous aider à définir le périmètre technique et à identifier les aspects liés à la compatibilité, à l'installation, aux logiciels et à la maintenance qui doivent être évalués avant la mise en œuvre.
