Automatisation pour les débutants : Guide Balluff

Le développement de l'automatisation industrielle est l'avenir des entreprises. Les solutions d'automatisation sont utilisées dans de nombreux domaines des usines de fabrication : du processus de production au contrôle de la qualité, en passant par la logistique. Cependant, avant de mettre en œuvre ces solutions, il est nécessaire d'apprendre les bases de l'automatisation, sans lesquelles il serait impossible de comprendre le fonctionnement des différents appareils et systèmes.

L'industrie 4.0 apporte de nouveaux défis et de nouvelles opportunités dans le domaine de l'automatisation, et au cours des prochaines années, cette tendance guidera le développement de l'ensemble de l'industrie. Pour la suivre, une connaissance globale et approfondie de l'automatisation industrielle est nécessaire. Toutefois, le développement ne s'arrête pas à l'acquisition de ces connaissances.

Ces connaissances doivent être développées et mises à jour en permanence, car les changements et les innovations se succèdent rapidement sous nos yeux. Balluff est parfaitement conscient que tout maître a été un jour un apprenti. C'est pour les débutants que nous avons créé le manuel "Les bases de l'automatisation", qui contient les informations les plus importantes sur les différents domaines, de la détection à l'identification des objets, en passant par la technologie des capteurs, la RFID et l'IO-Link.

Notre étude des bases de l'automatisation industrielle s'adresse principalement aux jeunes ingénieurs en début de carrière, ainsi qu'aux étudiants en ingénierie et aux passionnés d'automatisation industrielle. Dans la première partie de l'article, nous présenterons au public l'évolution des questions dans le domaine de la détection, de l'identification d'objets et de la mesure de divers paramètres au moyen de solutions de pointe. Nous sommes convaincus que leur variété (formats texte et vidéo) aidera à assimiler les connaissances et à mieux comprendre les bases de l'automatisation.

Notions d'automatisation - leçon 1 : Détection. Les capteurs voient, entendent et communiquent dans leur propre langue

Pour mieux comprendre ce qu'est l'automatisation industrielle et comment fonctionnent ses solutions, il faut savoir que le fonctionnement des composants individuels (capteurs, réseaux, contrôleurs) est comparable à celui des sens humains. Incroyable ? Et pourtant ! En y regardant de plus près, on peut voir des similitudes entre l'homme et la machine. Il s'agit d'une approche quelque peu futuriste, mais qu'il ne faut pas craindre, car elle permet de mieux comprendre le fonctionnement des solutions d'automatisation industrielle.

Par exemple, les sens de la vue, du goût, de l'odorat ou du toucher correspondent au fonctionnement d'un certain nombre de capteurs - optoélectroniques, pour mesurer la pression, visuels, capacitifs. L'équivalent du réseau neuronal sera le réseau de connexions par lequel les données sont transmises - de l'unité de commande à l'unité d'exécution. Le cerveau de la machine est un contrôleur logique PLC, ses oreilles sont des capteurs à ultrasons et ses muscles sont différents types de moteurs et d'entraînements. Grâce à une telle vision de la construction des machines et des bases de l'automatisation industrielle, même les débutants seront en mesure de comprendre les principes de fonctionnement des solutions individuelles, adaptées à l'industrie 4.0. À première vue, la comparaison peut sembler triviale, mais il est important de se rappeler que le corps humain est une machine parfaite dans son fonctionnement, qui est en fait un modèle inégalé pour les connexions, les contrôleurs et d'autres éléments. Une fois que cette analogie devient claire, le reste des sujets de l'automatisation pour débutants se met en place.

Les sujets que nous présentons dans le premier chapitre du "tutoriel" et qui sont liés à l'analogie susmentionnée sont les suivants :

Notions d'automatisation - leçon 2 : Détection et identification d'objets.

La détection est un autre sujet extrêmement important que nous abordons dans les Notions élémentaires d'automatisation. Les capteurs sont utilisés dans les usines de production et les entreprises dans de nombreuses applications différentes : pendant le processus de production, le contrôle de la qualité ou l'emballage du produit fini et la logistique.

La détection est principalement basée sur l'identification d'objets, ainsi que sur leur positionnement. Les capteurs appropriés permettent de détecter non seulement les solides (métalliques et non métalliques), mais aussi les liquides. Différentes technologies sont utilisées pour identifier les objets, telles que la détection par champ magnétique, ainsi que des solutions basées sur les propriétés de la lumière et du son, qui sont encapsulées dans des dispositifs représentatifs de l'automatisation industrielle, c'est-à-dire des capteurs.

Les dispositifs susmentionnés peuvent être classés selon une division simple : Les capteurs inductifs (qui permettent de détecter tous les objets métalliques se trouvant à une distance de quelques mm ou dizaines de mm), les capteurs capacitifs (qui détectent tout ce qui a une certaine capacité à courte distance), les capteurs optoélectroniques (qui se divisent en deux catégories : les capteurs diffus, qui utilisent l'objet pour réfléchir la lumière vers le capteur, et les capteurs optoélectroniques rétro-réfléchissants, qui fonctionnent sur le principe d'une barrière unidirectionnelle - grâce à eux, la détection d'objets est possible à de plus grandes distances) et les capteurs à ultrasons (qui permettent de détecter presque tous les objets à de plus grandes distances).

Afin de faciliter l'assimilation par le public des bases de l'automatisation industrielle et du thème des capteurs et de l'identification d'objets, Balluff a proposé la répartition suivante des thèmes :

Notions fondamentales d'automatique - leçon 3 : Mesure de la position, de la distance, de la pression

La mesure précise de paramètres (position, distance, pression) influe sur de nombreux aspects d'une entreprise, en particulier sur la production et la possibilité de l'optimiser. Il est important que les mesures soient effectuées en temps réel, avec la plus grande précision possible.

Grâce aux solutions d'automatisation industrielle, il est possible de mesurer en détail la position des objets, les distances, les angles ou la pression - avec des appareils sélectionnés de manière appropriée. Pour chaque paramètre - pression, distance, angle ou position - les méthodes de mesure sont différentes. C'est pourquoi, avant de choisir une solution spécifique, il est nécessaire de définir soigneusement les besoins auxquels elle doit répondre.

Différentes solutions sont utilisées pour effectuer des mesures de position et d'autres paramètres. Un exemple est le transducteur linéaire, qui permet de mesurer plusieurs positions en même temps, même dans des conditions de fonctionnement difficiles.

Le deuxième type est la technologie du codage magnétique (qu'utilisent les codeurs magnétiques), qui convient le mieux aux mesures précises effectuées en temps réel.

Les troisième et quatrième types (représentés par les capteurs) sont la technologie inductive (adaptée aux mesures à courte distance) et la technologie optoélectronique (qui permet d'effectuer des mesures indépendamment de la distance, de la texture et de la couleur de l'objet). Quelles sont les questions qui seront abordées en détail dans le cadre de ce thème ?

L'automatisation industrielle est un domaine très vaste. En expliquer les fondements nous procure toutefois une grande satisfaction, surtout lorsque nous recevons des commentaires positifs de la part de notre public. Dans le prochain article de notre série "Les bases de l'automatisation", nous aborderons les sections relatives à la technologie RFID, aux connexions réseau et à l'interface IO-Link.