La technique du vide pour l’usine numérique

Afin que l’installation de générateurs de vide et de préhenseurs par le vide électriques ainsi que d’éjecteurs compacts soit envisagée dans les usines intelligentes, ces dispositifs doivent mettre des données numériques relatives à l’énergie et aux processus à disposition en temps réel. Dans ce but, Schmalz intègre des interfaces comme IO-Link, Ethernet ou NFC dans ses composants pour le vide, et crée ainsi la base intelligente pour la fabrication en réseau.

Terminal compact SCPSi : grâce à la composition modulaire, jusqu’à 16 éjecteurs peuvent être pilotés et configurés individuellement . Le paramétrage a lieu par le biais de l’application.
Le générateur de vide électrique ECBPi, équipé des technologies IO-Link et NFC, a été développé pour la robotique mobile et les tâches de manipulation stationnaires avec des robots collaboratifs (Cobots).
Les composants pour le vide sont rapidement intégrés à l’environnement de l’application par le biais d’interfaces telles qu’IO-Link, Ethernet ou NFC. Ils permettent une surveillance des processus sans faille, une détection précoce des erreurs et une planification des entretiens en temps utile.

Les systèmes cyber-physiques sont les protagonistes de la quatrième révolution industrielle. Ils connectent des objets réels à des objets virtuels, autrement dit des machines à des systèmes de traitement d’informations. Le degré d’innovation par rapport à la vague d’automatisation marquée par l’électronique et l’informatique dans les années 1970 est la communication intersystème. Grâce à cette dernière, des contrôles énergétiques et de processus ainsi qu’un entretien prédictif peuvent être réalisés, à condition que les dispositifs soient équipés des interfaces adéquates.

Spécialement pour la mise en réseau dans le domaine de l’automation par le vide, la société J. Schmalz GmbH développe des composants pour le vide non seulement en mesure d’enregistrer et des données relatives à l’énergie et aux performances et de les envoyer vers le cloud, mais également de les surveiller et de les analyser. Grâce aux interfaces IO-Link ou Ethernet industriel, les « Smart Field Devices » parviennent à établir une communication continue entre le niveau des capteurs et des actionneurs et la commande supérieure (API) ainsi que vers la commande directrice. Ce faisant, la communication fonctionne dans les deux sens : en plus de la transmission de données relatives à l’état ou la consommation en énergie, des paramètres peuvent être modifiés par le biais de la commande et transférés vers le dispositif de terrain intelligent.

Aux côtés des interfaces IO-Link et Ethernet Industriel, Schmalz intègre également une interface NFC (Near Field Communication) à ses composants pour le vide intelligents. Afin d’échanger des informations sans fil sur de courtes distances, un couplage point à point a lieu entre le Smart Field Device et le terminal mobile compatible NFC de l’utilisateur. Aucune source d’énergie propre dans les composants n’est nécessaire pour la transmission. À la place, une bobine activée par le smartphone est intégrée. La bobine induit une tension dans un processeur, qui envoie alors ses informations via une antenne. L’utilisateur peut ainsi lire, directement sur son smartphone, aussi bien des données de processus que des informations d’entretien et de service. Le dispositif communique ainsi avec l’utilisateur au moyen d’un langage relativement clair : si une immobilisation survient, il fournit des remarques univoques quant à la source d’erreur, et pas des codes d’erreur incompréhensibles. Le paramétrage des composants peut aussi se faire par le biais du smartphone, grâce à l’application ControlRoom développée par Schmalz. Les modifications de paramètres réalisées via NFC peuvent être transférées directement sur le dispositif ou être copiées d’un dispositif vers un autre.

Un autre avantage de la technologie NFC est l’attribution directe d’un produit au smartphone. Une très courte distance, de deux centimètres maximum, suffit pour connecter deux dispositifs. Ainsi, l’utilisateur peut être sûr qu’il ne paramètre pas accidentellement des dispositifs voisins.

Du flux d’air au flux de données

Un coup d’œil au terminal compact SCPSi montre à titre d’exemple quels avantages peut avoir la numérisation au niveau des composants pour l’application de vide. Le terminal associe jusqu’à 16 générateurs de vide distincts en une unité compacte, qui dispose seulement d’un raccord d’air comprimé et électrique. Schmalz permet ainsi la manipulation simultanée indépendante de différents composants avec un seul système. Le vide est généré par une buse de Venturi et détecté par un capteur. L’utilisateur peut consulter la valeur exacte de vide au moyen des données de processus IO-Link ou sur l’écran du générateur.

Les données de processus cycliques permettent également de piloter les éjecteurs et d’obtenir des informations actuelles du SCPSi. De même, des valeurs de réglage, des paramètres ainsi que des données de mesure et d’analyse sont à disposition de l’utilisateur par le biais de la connexion IO-Link. En outre, les fonctions de pronostic et de diagnostic des composants pour le vide permettent de déduire des informations sur l’état de l’installation et détectent des tendances en matière de qualité et de performance. Transmises à un cloud interne ou externe, les données sont préparées et analysées et génèrent une véritable valeur ajoutée : si le système détecte, à partir de la tolérance, des valeurs actuelles ou des modifications insidieuses, celles-ci peuvent être fournies à l’utilisateur rapidement et de manière claire. Par exemple, le système vérifie les fuites ainsi que la pression d’accumulation pour les évaluations de la maintenance prédictive.

Des événements de pilotage contrôlé sont par exemple déclenchés lorsque les valeurs de la pression d’accumulation diffèrent, lorsque les temps d’évacuation des éjecteurs dépassent leurs valeurs limites ou lorsque des tensions du capteur se trouvent hors de la plage de travail. La fonction de surveillance de l’énergie dispose d’une vue d’ensemble sur la consommation en énergie des systèmes de vide raccordés. Cette surveillance est basée sur la consommation d’air mesurée, laquelle est calculée en tenant compte de la pression du système et des dimensions de tuyère. Les utilisateurs peuvent saisir une valeur de pression déterminée en externe via les données de processus d’IO-Link. Si cette valeur est disponible, l’éjecteur est capable de mesurer la consommation d’air absolue et relative.

Intégration rapide

Grâce à ces fonctions diversifiées, l’utilisateur est en mesure de préserver l’efficacité et d’augmenter la disponibilité de son installation ainsi que d’éviter des immobilisations de machines. Mais la technologie IO-Link lui propose également des avantages décisifs dès l’intégration du terminal compact dans l’environnement système : Schmalz met à disposition de l’utilisateur un fichier complet de configuration IO-Link de type IODD (IO Device Description), lequel contient entre autres des informations relatives à l’identification, aux paramètres du dispositif, aux données de processus et de diagnostic ainsi qu’aux propriétés de communication. De même, le remplacement de dispositifs est simplifié étant donné que le protocole IO-Link contient un automatisme de transfert de données. Lorsqu’un dispositif est remplacé par un nouveau de même type, le master sauvegarde automatiquement les paramètres de réglage de l’ancien dispositif dans le nouveau.

Le terminal compact SCPSi fait partie du programme de dispositifs de terrain intelligents en développement constant. Leurs données de processus et d’état rendent possibles les concepts de l’industrie 4.0. Les utilisateurs profitent d’une mise en service rapide, d’un fonctionnement fiable et de risques de panne réduits. En plus d’éjecteurs compacts spéciaux, Schmalz a également équipé le pressostat et vacuostat électronique VSi,qui mesure et surveille les dépressions et les surpressions dans des systèmes d’automatisation et de manipulation, ainsi que le préhenseur spécial SNGi-AE et le générateur de vide électrique ECBPi des technologies IO-Link et NFC afin que ces dispositifs puissent être utilisés dans les usines intelligentes.

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