Étude de Cas : SCADA - MODBUS - SMC PHANTOM®

Introduction :

L’application de différents protocoles de communication dans les processus industriels est d’une grande importance de nos jours pour l’interaction des systèmes de surveillance de condition et d’automatisation. Ces systèmes disposent de capteurs et d’actionneurs, utilisés comme moyens d’interaction avec leur environnement. La plupart de ces appareils sont équipés de systèmes de communication filaires ou sans fil, qui nous aident à collecter des informations sur l’état de condition des machines, le nombre de répétitions dans un processus ou pour certaines analyses de coûts.

Pour cette raison, le système de surveillance de condition PHANTOM® répond à la plupart des caractéristiques mentionnées ci-dessus, car il nous permet de connaître des informations sur les machines, leur état, leur répétabilité et de réduire par la suite les coûts de maintenance et les arrêts de production. En plus de ces avantages, avec le système PHANTOM® nous pouvons intégrer les différents paramètres à un réseau de communication industriel via Modbus TCP/IP.

Dans ce document, nous allons présenter une application des différents capteurs installés dans une usine située à Mérida, Yucatán. Ces capteurs sont chargés de mesurer les vibrations, la température et le courant dans des machines telles que des fraiseuses, des tours, des centres d’usinage CNC et des compresseurs. Ce document présente l’application d’un système SCADA utilisant le logiciel RapidSCADA pour illustrer la communication via MODBUS TCP/IP.

Approche :

En premier lieu, nous disposons de notre système PHANTOM® installé dans un atelier de fabrication de machines. Dans cet atelier, nous avons installé 6 PHANTOM® de vibration triaxiale, 3 PHANTOM® de courant et 3 PHANTOM® de température de contact. Ce système peut actuellement être consulté en détail via la plateforme EI-Analytic™. Afin d’avoir un moyen plus simple d’apprécier l’état des machines, il sera appliqué dans un système SCADA, car il permet de visualiser la santé de chaque machine comme un feu tricolore.

Développement :

Pour développer ce système, nous avons effectué une configuration interne dans notre gateway afin d’allouer les informations dans un espace mémoire des données provenant de chacun des capteurs, de telle sorte que nous avons réservé 12 espaces mémoire. Ces espaces mémoire sont distribués comme suit :

Avec cette configuration, nous pourrons obtenir les informations des capteurs via le gateway en utilisant MODBUS TCP/IP.

Pour le système SCADA, nous procédons à notre distribution pour l’interface, indiquant chaque capteur et son jeton correspondant.

Une fois notre distribution graphique établie, nous procédons au traitement des informations. Pour ce faire, nous stockons d’abord chaque valeur obtenue par le capteur dans un espace mémoire attribué selon l’offset fourni par la fiche technique du système PHANTOM®. Nous prenons les capteurs 1, 7 et 10 comme exemple.

Cette configuration peut être vue dans RapidSCADA :

Il convient de noter que le format de données du capteur est little-endian.

Lorsque nous terminons d’implémenter les journaux de données, nous relions le logiciel RapidSCADA à notre gateway via l’adresse IP :

Résultats :

En guise de résultats, nous pouvons apprécier sur les images la surveillance de certaines machines via le système SCADA avec plusieurs indicateurs, qui nous aident à connaître leur état actuel. Chaque capteur dispose d’un témoin pour chaque canal, la vibration sur les 3 axes, les 3 phases de courant, en plus du capteur de température avec 2 canaux.

Comme première approximation, des valeurs ont été établies pour lesquelles les indicateurs verts, jaunes ou rouges s’activeraient, afin de connaître la condition des machines selon leurs opérations. Nous présentons ensuite 3 images du système SCADA sur 3 jours différents.

Le jour 1, certaines machines sont observées en état d’alerte ; il a été vérifié que les machines dans cet état fonctionnaient correctement et des ajustements ont été effectués avec les paramètres pour afficher chacun de ces témoins.

Le jour 2, les indicateurs de condition d’alarme de chaque capteur sont observés en bon état et certaines machines en état d’avertissement ; les machines ont été vérifiées à nouveau jusqu’à ce que les limites de l’état de chaque capteur soient à nouveau ajustées.