Automatisation industrielle : Qu'est-ce que c'est ? (Bases et types)
En raison des avancées rapides de la technologie, tous les systèmes de traitement industriels, les usines, les machines, les installations d'essai, etc., sont passés de la mécanisation à l'automatisation. Un système de mécanisation nécessite une intervention humaine pour opérer les machines manuelles. Avec l'évolution de nouvelles technologies de contrôle plus efficaces, le contrôle automatisé par ordinateur est motivé par la nécessité d'une grande précision, qualité, précision et performance des processus industriels.
L'automatisation est un pas au-delà de la mécanisation qui utilise des dispositifs de contrôle à haute capacité pour des processus de fabrication ou de production efficaces.
Qu'est-ce que l'automatisation industrielle
L'automatisation industrielle est l'utilisation de dispositifs de contrôle tels que PC/PLCs/PACs, etc., pour contrôler les processus industriels et les machines en éliminant autant que possible l'intervention humaine, et en remplaçant les opérations d'assemblage dangereuses par des opérations automatisées. L'automatisation industrielle est étroitement liée à l'ingénierie de contrôle.
L'automatisation est un terme général appliqué à tout mécanisme qui se déplace de lui-même ou qui est auto-dirigé. Le mot 'automatisation' est dérivé des mots grecs anciens Auto (signifie 'auto') et Matos (signifie 'mouvement'). Par rapport aux systèmes manuels, les systèmes d'automatisation offrent une meilleure performance en termes de précision, de puissance et de vitesse d'opération.
Dans le contrôle de l'automatisation industrielle, un grand nombre de variables de processus telles que la température, le débit, la pression, la distance et les niveaux de liquide peuvent être détectés simultanément. Toutes ces variables sont acquises, traitées et contrôlées par des systèmes de microprocesseurs complexes ou des contrôleurs de données basés sur PC.
Les systèmes de contrôle sont une partie essentielle d'un système d'automatisation. Les différentes techniques de contrôle en boucle fermée assurent que les variables de processus suivent les points de consigne. En plus de cette fonction de base, le système d'automatisation utilise différentes autres fonctions telles que le calcul des points de consigne pour les systèmes de contrôle, la mise en marche ou l'arrêt de l'installation, la surveillance de la performance du système, la planification de l'équipement, etc. Les systèmes de contrôle combinés avec la surveillance adaptée à l'environnement de travail dans l'industrie permettent un système de production flexible, efficace et fiable.
Le système automatisé nécessite des produits matériels et logiciels dédiés spéciaux pour mettre en œuvre les systèmes de contrôle et de surveillance. Ces dernières années, un grand nombre de tels produits ont été développés par divers fournisseurs proposant leurs produits logiciels et matériels spécialisés. Parmi ces fournisseurs, on trouve Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron, etc.
Types d'automatisation industrielle
L'automatisation industrielle est l'utilisation de systèmes assistés par ordinateur et par machines pour opérer diverses opérations industrielles de manière bien contrôlée. Selon les opérations impliquées, les systèmes d'automatisation industrielle sont principalement classés en deux types, à savoir l'automatisation des installations de processus et l'automatisation de la fabrication.
Automatisation des installations de processus
Dans les industries de processus, le produit résulte de nombreux processus chimiques basés sur des matières premières. Certaines de ces industries sont les industries pharmaceutiques, pétrochimiques, ciment, papeterie, etc. Ainsi, l'ensemble de l'installation de processus est automatisée pour produire une qualité élevée, une productivité supérieure, un contrôle fiable des variables physiques du processus.
La figure ci-dessus montre la hiérarchie du système d'automatisation de processus. Il comprend diverses couches représentant des composants largement répandus dans une installation de processus.
Niveau 0 ou Installation : Ce niveau comprend des machines qui sont les plus proches des processus. Dans ce cas, capteurs et actionneurs sont utilisés pour traduire les signaux des machines et des variables physiques afin d'analyser et de produire des signaux de commande.
Contrôle direct du processus : À ce niveau, les contrôleurs automatiques et les systèmes de surveillance acquièrent les informations de processus à partir des capteurs et entraînent en conséquence les systèmes d'actionneurs. Certaines des tâches de ce niveau sont-
Acquisition de données
Surveillance de l'installation
Vérification des données
Contrôle en boucle ouverte et fermée
Rapports
Contrôle supervisé de l'installation : Ce niveau commande les contrôleurs automatiques en fixant les objectifs ou les points de consigne. Il veille au bon fonctionnement des équipements de contrôle pour un contrôle optimal du processus. Certaines des tâches de ce niveau sont :
Surveillance de la performance de l'installation
Contrôle optimal du processus
Coordination de l'installation
Détection de pannes, etc.
Planification et contrôle de la production : Ce niveau résout les problèmes de prise de décision tels que l'allocation des ressources, les objectifs de production, la gestion de la maintenance, etc. Les tâches de ce niveau incluent :
Expédition de la production
Contrôle des stocks
Supervision de la production, rapports de production, etc.
Gestion de l'installation : C'est le niveau supérieur de l'automatisation de l'installation de processus. Il s'occupe davantage des activités commerciales que des activités techniques. Les tâches de ce niveau incluent-
Analyse du marché et des clients
Statistiques des commandes et des ventes
Planification de la production
Équilibre entre la capacité et les commandes, etc.
Système d'automatisation de la fabrication
Les industries de fabrication produisent des produits à partir de matériaux en utilisant des machines/robots. Certaines de ces industries de fabrication comprennent le textile et l'habillement, le verre et la céramique, l'alimentation et les boissons, la fabrication de papier, etc. Les nouvelles tendances dans les systèmes de fabrication utilisent des systèmes d'automatisation à chaque étape, comme la manutention des matériaux, l'usinage, l'assemblage, l'inspection et l'emballage. Avec les systèmes de contrôle assisté par ordinateur et les systèmes robotiques industriels, l'automatisation de la fabrication devient très flexible et efficace.
La figure ci-dessous montre la hiérarchie du système d'automatisation de la fabrication dans lequel tous les niveaux fonctionnels sont automatisés en utilisant différents outils d'automatisation.
