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Passerelles IIoT, les médiatrices de l'usine 4.0

Youssef Belgnaoui

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Passerelles IIoT, les médiatrices de l'usine 4.0

Pour faciliter la transmission des données entre les équipements industriels et les systèmes informatiques, souvent difficile, rien de tel que les passerelles IIoT. Des solutions qui facilitent aussi bien la gestion de la production que le suivi de la qualité et l’optimisation des opérations.

Bien que les machines génèrent depuis longtemps de grandes quantités de données, ces dernières demeurent le plus souvent inutilisées. Car confinées au sein des équipements industriels, elles s’avèrent difficiles à collecter, à échanger, à traiter et à injecter dans les systèmes informatiques de niveau supérieur, dédiés à la gestion de la production, au suivi de la qualité et à l’optimisation des opérations. Principaux obstacles à un circuit fluide de la donnée, crucial pour l’industrie 4.0 : la variété des bus de terrain industriels utilisés par les machines pour communiquer, et la diversité des formats de données. Pour faciliter la tâche des industriels, les fournisseurs de solutions d’automatisation ont développé des passerelles, dites passerelles IIoT (internet des objets industriel) servant d’interface entre les automates pilotant les machines et les systèmes informatiques industriels.

Deux avancées ont préparé le terrain à ces passerelles. D’une part, si les bus de terrains n’ont pas disparu, ils n’ont plus le monopole de la communication entre les équipements. La plupart des automates sont désormais dotés d’une interface ethernet pour dialoguer tant avec les machines qu’avec les systèmes informatiques. D’autre part, l’avènement du standard OPC UA (Open platform communications unified architecture) a permis d’éliminer la difficulté liée à la diversité des formats de données, qui imposait de connecter l’automate à une interface matérielle chargée de la mise en forme des données dans un format exploitable par les systèmes informatiques industriels. L’OPC UA est une architecture de communication orientée services (SOA), indépendante de la plate-forme matérielle ou logicielle des fabricants. Reposant sur le principe client-serveur, elle rend possible la communication transparente des capteurs, des actionneurs et des machines de production vers les systèmes informatiques de niveau supérieur. Si l’intégration de ce standard par les fournisseurs a pris du temps, aujourd’hui, de nombreux automates et composants d’automatisation intègrent nativement les spécifications OPC UA.

Combiner les expertises

Les passerelles IIoT viennent lever le dernier obstacle à la transmission de données entre les automates et les systèmes informatiques de niveaux supérieurs : la nécessité de combiner des expertises en automatisme et en informatique. Ces passerelles, sortes de PC industriels intégrés dans des boîtiers compacts et robustes, sont dotées, d’un côté, des entrées/sorties spécifiques à un automate ou tout autre contrôleur industriel (RS 232, RS 485…) et, de l’autre, d’un ou deux ports ethernet. Le logiciel embarqué traduit les variables fournies par la machine (disponibles dans un format propre à un bus, un automate ou toute autre commande numérique) dans un format exploitable par des bases de données, des systèmes d’exploitation et des logiciels de traitement spécifiques.

« Leur configuration est à la portée des automaticiens sans expertise informatique spécifique et sans exiger de programmation. À l’inverse, ces passerelles IIoT permettent aux informaticiens d’aller plus facilement vers le monde des automatismes », rapporte Maxence?Prouvost, le responsable marketing de l’offre machine EcoStruxure chez Schneider Electric. De son côté, Yacine?Hadji, ingénieur applications automatismes chez Bosch Rexroth, pointe qu’en intégrant des connecteurs dédiés aux principaux automates du marché, les passerelles IIoT permettent d’accéder aux données d’une machine sans modifier son programme de fonctionnement : « L’industriel n’a plus à développer de systèmes de connexion et d’interfaçage spécifique, ni à écrire une seule ligne de codes. Il lui suffit de sélectionner les données qu’il souhaite collecter, le traitement qu’il veut leur appliquer et définir leur destination, qu’il s’agisse d’une application logicielle industrielle, tournant sur un serveur dédié, ou d’une plate-forme cloud. » La configuration de la passerelle s’effectue en s’y connectant avec un ordinateur, localement ou à distance. Dans certaines situations, il sera cependant nécessaire de personnaliser préalablement la passerelle (les entrées/sorties et le logiciel embarqué notamment) en fonction des[…]

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