Le but principal d’une passerelle industrielle est de permettre à des appareils de différents âges, marques et protocoles différents de fonctionner ensemble dans un seul système. Mais dans différents secteurs, cela résout des problèmes spécifiques différents.
De nombreux projets se concentrent uniquement sur la capacité des appareils à se connecter à Internet pendant la phase de planification. Mais après le déploiement, ils constatent que le plus grand obstacle est le plus grand obstacle que les appareils ne se comprennent pas. La passerelle industrielle a été conçue pour résoudre ce problème.
I. Résoudre le problème d’incompatibilité entre les anciens et les nouveaux appareils
C’est la valeur la plus essentielle de la porte d’entrée industrielle.
Les usines ont souvent des dispositifs de différentes époques coexistant. Les appareils les plus récents prennent en charge Ethernet et des protocoles standards, mais les équipements vieux de dix ans peuvent ne disposer que de ports série RS232 et de protocoles propriétaires. Remplacer tout ce vieux équipement serait extrêmement coûteux. Les laisser intacts signifie que leurs données restent sur des îles isolées.
La passerelle industrielle résout ce problème en se connectant à d’anciens équipements via des ports série, en lisant les données de protocoles propriétaires, en les convertissant et en les envoyant dans des protocoles standards. Les nouveaux appareils et plateformes cloud voient des données unifiées et ignorent totalement l’existence de l’ancien équipement. L’ancien équipement continue de fonctionner, et le nouveau système reçoit des données complètes.
Dans un cas réel, une usine de pièces automobiles possédait plus de trente machines de moulage par injection de différentes époques et marques. Après le déploiement des passerelles industrielles, les données de ces machines ont été collectées uniformément et intégrées au système MES. L’usine a assuré un suivi en temps réel de l’avancement de la production sans remplacer d’anciens équipements.
II. Résolution du problème des protocoles incohérents
Même lorsque les dispositifs proviennent d’époques similaires, les protocoles incohérents sont un phénomène courant. Dans le monde des PLC, Siemens utilise le protocole S7, Mitsubishi le protocole MC, Omron utilise le protocole FINS et Rockwell utilise le protocole CIP. Dans le monde des instruments, les compteurs d’électricité utilisent DL/T645, les compteurs d’eau CJ/T188, et les capteurs utilisent Modbus. Ces protocoles ne sont pas compatibles entre eux, et les appareils ne peuvent pas communiquer directement.
Les passerelles industrielles disposent de capacités d’analyse syntaxique intégrées pour ces protocoles. Il suffit d’indiquer à la passerelle quel appareil est connecté et quel protocole elle utilise, et la passerelle gérera automatiquement la conversion du protocole. Les données collectées sont produites dans un format unifié, tel que MQTT ou OPC UA, qui peut être utilisé directement par la plateforme cloud ou le système MES.
Dans une station de traitement d’eau, il y avait des automates automatiques, des instruments et des variateurs de fréquence provenant de cinq fournisseurs différents. À l’origine, ils fonctionnaient de manière indépendante et les opérateurs devaient passer d’un écran à l’autre. Après le déploiement d’une passerelle industrielle, toutes les données ont été intégrées dans un seul écran de surveillance, améliorant considérablement l’efficacité opérationnelle.『
III. Résoudre le problème de la réponse lente aux nuages
Envoyer toutes les données brutes vers le cloud pour traitement n’est pas envisageable dans de nombreux scénarios. Considérons une chaîne de production à grande vitesse qui doit détecter les anomalies et réagir en quelques millisecondes. Si les données doivent aller dans le cloud et revenir, le délai peut être de plusieurs centaines de millisecondes, voire de secondes. À ce moment-là, la chaîne de production aurait déjà des problèmes.
La capacité de calcul en périphérie des passerelles industrielles résout ce problème. La passerelle exécute la logique de contrôle localement et traite les données en temps réel. Ce n’est que lorsque le stockage à long terme ou une analyse inter-systèmes est nécessaire que les données sont envoyées au cloud. Cela garantit une réponse en temps réel tout en réduisant la charge cloud et les coûts de bande passante.
Une gamme d’emballage utilisait à l’origine une solution cloud pour l’inspection qualité. Chaque inspection du produit prenait plusieurs centaines de millisecondes, ce qui ne pouvait pas suivre la vitesse de la ligne. Après être passé à une passerelle industrielle locale pour l’inspection, le temps d’inspection par produit est tombé à des dizaines de millisecondes, répondant pleinement aux exigences de la ligne.
IV. Résolution du problème des formats de données désordonnés
Même en utilisant le même protocole, différents appareils peuvent exprimer les données de manières complètement différentes. Pour la température, un appareil peut utiliser des Celsius tandis qu’un autre utilise Fahrenheit. Pour les codes de statut, un appareil peut utiliser des chiffres tandis qu’un autre utilise des chaînes anglaises. Pour les horodatages, un appareil peut utiliser des horodatages Unix tandis qu’un autre utilise le format année-mois-jour-heure-minute-seconde.
La passerelle industrielle est responsable de la protection de ces différences. Vous pouvez configurer la passerelle pour convertir toutes les données de température en Celsius, associer tous les codes d’état aux codages standards, et unifier tous les horodatages dans un seul format. Le système de la couche supérieure reçoit des données propres et cohérentes et ne nécessite pas de nettoyage ou de conversion supplémentaires.
Une entreprise multinationale devait agréger les données de production de plus d’une douzaine d’usines à travers le monde vers sa plateforme de siège. Chaque usine disposait d’équipements et de formats de données différents. Après avoir déployé une passerelle industrielle dans chaque usine, la passerelle était responsable de convertir les données locales au format unifié requis par la plateforme du siège. Le temps de traitement des données pour l’ensemble du projet a été réduit d’environ soixante-dix pour cent.
V. Résoudre le problème des réseaux instables dans les zones éloignées
Comme les routeurs industriels, les passerelles industrielles supportent également la mise en cache hors ligne et la retransmission automatique. C’est très important pour des situations éloignées telles que l’énergie éolienne, le photovoltaïque, le pétrole et le gaz, ainsi que les services d’eau.
La passerelle écrit d’abord les données collectées dans le stockage local. Lorsque le réseau est normal, il est téléchargé en temps réel. Lorsque le réseau est interrompu, il est stocké localement. Lorsque le réseau est rétabli, il est automatiquement retransmis dans l’ordre chronologique. Même lorsque le réseau est intermittent, aucune donnée n’est perdue.
Un parc éolien disposait de dizaines d’éoliennes, chacune dans un endroit isolé. Après le déploiement des passerelles industrielles, même en cas de pannes réseau, les données de turbine étaient stockées intactes localement et automatiquement retransmises au centre de contrôle central lorsque le réseau était rétabli, assurant ainsi un fonctionnement véritablement insurveillé.
VI. Conclusion
Les usages d’une passerelle industrielle peuvent se résumer en cinq domaines. Premièrement, connecter les anciens et les nouveaux appareils, permettant aux anciens équipements de continuer à servir tout en s’intégrant à de nouveaux systèmes. Deuxièmement, unifier différents protocoles, permettant aux appareils de différents fabricants de communiquer entre eux. Troisièmement, l’informatique en périphérie, c’est-à-dire le traitement local des données pour une réponse de niveau milliseconde. Quatrièmement, nettoyage des données et unification des formats, en fournissant des données propres et cohérentes vers les plateformes de couche supérieure. Cinquièmement, la mise en cache hors ligne, garantissant toute perte de données dans les environnements réseau distants et instables. Si votre projet implique plusieurs appareils, plusieurs protocoles, des exigences de contrôle en temps réel ou des emplacements répartis à distance, la passerelle industrielle est l’appareil clé pour résoudre ces problèmes.
