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1 Informatique Industrielle Formation CESI Ingénieur Génie Électrique Présentation 2/2 Patrick MONASSIER Année 2009 Informatique Industrielle Formation.

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1 1 Informatique Industrielle Formation CESI Ingénieur Génie Électrique Présentation 2/2 Patrick MONASSIER Année 2009 Informatique Industrielle Formation CESI Ingénieur Génie Électrique Présentation 2/3

2 2 La façon dont va se dérouler le cours Cest un cours magistral illustré par des exemples de problématiques industrielles exprimées à laide de plusieurs mises en applications vécues. Ces exemples permettent dintroduire des parties de cours théoriques sur la programmation des systèmes informatique industriels et de présenter des applications ayant trouvé des prolongements pratiques dans des domaines variés. 1. Introduction sur linformatique industrielle 2.Application de sécurité danticollision sur grues 3. Supervisions et IHM en lien avec des robots industriels 4. Systèmes embarqués pour le transport routier (GPS, WIFI, GPRS) Ces exemples sont issus de cas réels développés et mis en œuvre par lintervenant

3 3 3Supervisions et IHM en lien avec des robots industriels · Les architectures informatiques industrielles dans des environnements dusines de production robotisées, ainsi que leurs concepts. · Les matériels utilisés et leurs liens via les bus de terrain et Ethernet Industriel · La façon de programmer sur les PC industriels et sur les robots industriels · La problématique des systèmes dits "réactifs" par rapport aux systèmes classiques "interactifs, transactionnels". 4Systèmes embarqués pour le transport routier (GPS, WIFI, GPRS) Les architectures de communication et de géolocalisation GPS/GPRS. · Les liens entre le microprocesseur et les périphériques de communication · Les principes de programmation et lordonnancement des actions, les priorités et le traitement des évènements dans le temps. · La labellisation de projets dans le cadre des Pôles de Compétitivité et des financements OSEO. Module Informatique Industrielle (2/2)

4 4 Supervisions et IHM en lien avec des robots industriels Partie 3 – Supervisions et IHM

5 5 Robots Système dinformation Machines Usine Atelier Ilot Cellule Supervisions Supervisions et IHM : définitions Concept de la pyramide du CIM IHM Dans l'industrie, la supervision est une technique de suivi et de pilotage informatique de procédés de fabrication automatisés. La supervision concerne l'acquisition de données et la modification manuelle ou automatique des paramètres de commande des processus généralement confiés à des automates programmables, des machines spéciales, des robots… SCADA Supervisory Control And Data Acquisition L Interface Homme - Machine (IHM) représente linterface informatique proche de la machine, principalement à lusage de lopérateur datelier. HMI : human-machine interface

6 6 Les calculateurs Baie 19 PC en rack 19 Panel PC Terminal portatif ShoeBox PC Quelques images

7 7 Les automates programmables Capteurs / Actionneurs Réseau Automate Entrées / sorties Quelques images

8 8 Les robots industriels Quelques images

9 9 Les machines spéciales Crées pour une fonction spéciale Elles intègrent : Capteurs, actionneurs, automates, réseaux…..

10 10 Les capteurs Les actionneurs Pression, Température Position, Angulaires… etc. Vérins Moteurs Automate Réseaux Quelques images

11 11 Les réseaux Réseaux et Bus de Terrain Les réseaux informatiques permettent de relier entre eux toutes les composantes de linstallation Il nexiste pas de réseau « unique ». Il y a une diversité de choix selon les performances attendues

12 12 Réseau Ethernet & TCP/IP Importance des réseaux dans linformatique industrielle Le concept de la pyramide du CIM Réseaux de terrain CAN, FIP, DeviceNet, Interbus,Profibus… Internet TCP/IP

13 13 La pyramide du CIM, définit le modèle d'usine industrielle au sens de l'automatisation et de la communication. Actuellement, elle décrit les différents niveaux de communication sous une forme quantitative des données à véhiculer. Le choix du réseau est différent selon les niveaux dans la pyramide. On prendra couramment Ethernet TCP/IP pour les niveaux 1 à 4. Pour le niveau 0, on est dans le domaine des Bus de Terrain Industriels qui offrent rapidité, déterminisme et une très bonne tenue aux contraintes denvironnement. Au niveaux supérieurs, on a de gros paquets de données (fichiers) sans impératif de performance absolue. Au niveau 0, transfert performant - peu dinformations mais très rapidement La pyramide du CIM : les réseaux Temps différé Temps réel Trames longues (Ethernet) Trames courtes Sécurité de linformation : lerreur peut être dangereuse... Déterminisme : faculté de transférer des données dans un temps donné. Il y a 2 exigences impératives vis à vis des réseaux industriels:

14 14 Le Computer Integrated Manufacturing (CIM) est un concept décrivant l'automatisation complète des processus de fabrication. Cest-à-dire que tous les équipements de l'usine fonctionnent sous le contrôle permanent des ordinateurs, automates programmables et autres systèmes numériques. niveau 3 : la gestion des produits et des stocks, la gestion des approvisionnements, la gestion des clients, des commandes et de la facturation (gérés par les ERP) niveau 2 : la localisation des produits en stocks, les mouvements physiques et la gestion des lots (géré par le système de gestion d'entrepôt) niveau 1 : les automatismes niveau 0 : les capteurs et actionneurs.

15 15 La pyramide du CIM (Computer Integrated Manufacturing) est une méthode largement généralisée (en particulier dans l'informatique). Il s'agit d'une représentation comportant 4 niveaux auxquels correspondent des niveaux de décision. Plus on s'élève dans la Pyramide du CIM, plus le niveau de décision est important, plus la visibilité est globale et plus les cycles standards s'allongent. Un niveau supérieur décide ce qu'un niveau inférieur exécute

16 16

17 17 Implémentation des protocoles TCP/IP 4 Ethernet TCP/IP s'est développé sur les architectures d'automatisme et est devenu un réseau fédérateur à partir du niveau 2 du CIM. Aujourd'hui, nous pouvons envisager la descente d'Ethernet TCP/IP sur le bas des architectures d'automatisme (au niveau 1 dans un premier temps) afin de répondre aux nouveaux besoins fonctionnels des composants d'automatisme Internet TCP / IP A la recherche d'une norme d'accès : TCP / IP L'accès par internet se fait à tous les niveaux en horizontal, TCP/IP devient la norme fédératrice.

18 18 Un nouveau modèle de pyramide aplanie Informatique Capteurs / actionneurs Contrôle commande, API IHM, Contrôle commande, API MES, ERP SCADA, IHM MES, ERP, SCADA Informatique Modèle pyramide du CIM Evolution du modèle MESManufacturing Execution System ERPEntreprise Ressource Planning SCADASuperviseur IHMInterface Homme Machine APIAutomate Programmable 5

19 19 Une nouvelle architecture machine Le constructeur de machine pourra simplement se créer des modules programmes génériques reflétant son savoir-faire. L'intégrateur aura pour tâche le développement de modules génériques fédérateurs des savoir-faire constructeurs. Enfin, chacun d'entre eux pourra développer le e-service ( Web Server Services logiciels constructeurs Ethernet TCP / IP Intégrateur : - Modules génériques fédérateurs Accès direct : - Simple navigateur Internet e-services gnostic intenance Intranet / extranet entreprise 7

20 20 Armoire é lectrique Un exemple dintégration en WebServer HUB Ethernet TCP/IP MODEM Exploitation des R é sultats avec Excel Windows, calculs des TRS Interface Op é rateur Fonction Maintenance Robot principal Fonctions WebServer et Maintenance CELLULE BUREAUX ATELIER PRODUCTION EXPLOITATION MAINTENANCE A DISTANCE MAINTENANCE On met un site internet dans le robot MAINTENANCE A DISTANCE PRODUCTION MAINTENANCE A DISTANCE EXPLOITATION PRODUCTION MAINTENANCE A DISTANCE MAINTENANCE EXPLOITATION PRODUCTION MAINTENANCE A DISTANCE

21 21 Supervisions Collecter les données Créer les bases de données Diffuser les résultats Traiter les informations

22 22 Supervisions industrielles

23 23 Supervisions Les supervisions collectent et traitent les Informations venant des robots. Elles sont à la base du système dinformation de lusine. Temps de Marche Temps de Défauts Temps d arrêt Temps d attente Alarmes Productions Gestion des postes Paramètres machines Serveur usine Supervision En dialogue permanent avec les robots

24 24 Détails dune supervision - Alarmes- Postes de travail- Production et temps- Synoptique

25 25 Supervisions et système dinformation Lusine intégrée - Concept CIM Gestion dune usine 21 robots connectés

26 26 Le système dinformation collecte lensemble des données et les met à disposition des différents utilisateurs Lordinateur central assure le suivi du convoyage et lidentification des pièces (étiquettes électroniques) Bases de donnée Contrôles, Traçabilité, Suivi de production… Les contrôles Qualité sont effectués en continu et les résultats enregistrés par le système dinformation Systèmes danalyses évolués Différents niveaux de réseaux informatiques et industriels assurent le flux des données entre les robots et les ordinateurs Vers les serveurs informatiques Supervision et système dinformation Un exemple dapplication complète, 21 robots connectés

27 27 Présentation en dynamique dun programmation Supervision en Windev Contraintes liées aux réseaux indutriels et différence avec Ethernet Arrivée dEthernet Industriel Présentation et discussion

28 28 Système réactif MAINTENANCE EXPLOITATION PRODUCTION Electronique Limite de la cellule Exercice : mise en place des mécanismes assurant la réactivité du système global en fonction des contraintes De chaque opérateur ou intervenant Autres intervenants dans la pyramide du CIM Capteurs/actionneurs Bus de Terrain Flux de matière MAINTENANCE A DISTANCE

29 29 Fin de la Partie 3 « Supervisions et IHM » Informatique Industrielle Formation CESI Ingénieur Génie Électrique


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