Alimentations électriques équipées d’IO-Link et d’EtherCAT : comment peuvent-elles vous aider à optimiser les performances de votre système ?
Nous constatons une transition mondiale vers une économie axée sur les données qui se développe à une vitesse sans précédent et qui impacte considérablement le futur rôle des données dans le secteur industriel. Par conséquent la fabrication intelligente acquiert de plus en plus une importance prépondérante, les informations axées sur les données étant cruciales afin d’optimiser les performances système et de garantir le rendement opérationnel. L’alimentation électrique se situe à un point nodal central dans tous les systèmes et enregistre une quantité significative d’informations en temps réel s’avérant particulièrement intéressantes pour l’entreprise exploitante, tout comme pour le fabricant système.
Une gamme évolutive d’alimentations électriques PULS vous donne accès à ces informations via IO-Link ou EtherCAT. Cet article de blog va vous révéler comment mettre à profit ces solutions dès maintenant et dans le futur.
Dans quel état se trouve l’alimentation électrique ? Reste-t-il suffisamment de puissance pour alimenter d’autres modules dans l’armoire ? Quelle est la qualité de la tension secteur ? Et comment la température évolue-t-elle à l’intérieur et à l’extérieur de l’alimentation électrique ?
De nombreuses alimentations électriques PULS sont capables de répondre à ces questions grâce à des données d’application réelles. Ces informations peuvent permettre de répondre aux questions essentielles au sein de l’application : votre système fonctionne-t-il comme prévu et à son plein potentiel ? Si ce n’est pas le cas, quels sont les ajustements à faire ?
Connaître ces réponses peut vous aider à améliorer la disponibilité du système et à réduire les frais de maintenance et les coûts d’exploitation. Et enfin et surtout, des données fiables constituent la clé du succès dans la fabrication intelligente. Ceci signifie que l’alimentation électrique a le potentiel, parallèlement à sa fonction de convertisseur, d’agir également comme capteur et donc, de contribuer significativement à votre approche de maintenance préventive et d’automatisation des processus industriels, résultant en une augmentation de la puissance, une amélioration des performances et une réduction des coûts.
Les alimentations électriques avec une interface de communication renforcent la disponibilité du système global.
Les alimentations électriques jouent un rôle plutôt passif en matière de communication. Selon l’installation, elles sont censées fonctionner efficacement en arrière-plan et subir le moins de maintenance possible, idéalement pendant plusieurs années.
Ainsi il est essentiel pour un fabricant d’alimentations électriques comme PULS de bien réfléchir aux protocoles de communication à prendre en charge sur le long terme. En se basant sur de nombreux entretiens avec différents clients et sur des analyses de marché, nous avons choisi d’opter pour IO-Link et EtherCAT et nous en expliquons les raisons dans cet article.
Nous élargissons donc notre gamme avec les versions IO-Link et EtherCAT de nos produits les plus populaires.
Par exemple l’alimentation électrique sur rail DIN monophasée 480 W CP20, fiable et rentable, est disponible en version EtherCAT (CP20.241-ETC, CP20.481-ETC), IO-Link (CP20.242-IOL), ainsi qu’en version hybride avec IO-Link et un affichage intégré de l’état de l’alimentation électrique (CP20.248-IOL). Pour une demande plus élevée en puissance, l’alimentation électrique sur rail DIN triphasée 960 W éprouvée QT40 inclut IO-Link. Ces appareils sont prêts pour une intégration simple au sein des réseaux de communication existants. Nos robustes alimentations électriques décentralisées (FIEPOS) IP54, IP65 et IP67 pour des applications décentralisées disposent d’IO-Link. Une autre variante prenant en charge EtherCAT est en cours de développement.
Avec tous ces nouveaux outils à disposition, les clients bénéficient d’une solution évolutive qui, en plus d’une alimentation en énergie hautement rentable et fiable intégrée dans un boîtier compact, apporte de toutes nouvelles informations concernant les exigences de performances et les processus physiques de leurs systèmes ou machines. Ces précieuses informations peuvent être utilisées pour mieux comprendre ce qui se passe réellement dans l’application en vue d’optimiser la disponibilité et d’utiliser le potentiel du système. Par ailleurs, les données permettent de réduire les coûts énergétiques, mettre en place une maintenance préventive orientée sur les besoins et fournir des informations pertinentes pour les rapports de durabilité.
Diagnostic à distance et paramétrage automatisé
La connexion via IO-Link ou EtherCAT facilite également le diagnostic à distance et le paramétrage via le logiciel utilisateur appliqué dans le système d’automatisation. L’ingénieur système peut régler la tension de sortie via le logiciel de configuration et les appareils peuvent être allumés ou éteints à distance, dans la mesure où l’accès à distance est activé dans le logiciel utilisateur.
Les réglages effectués par l’utilisateur, ainsi que les valeurs de processus critiques, sont sauvegardés dans le système d’automatisation avec une résistance totale aux défauts de tension et simultanément sur la mémoire non-volatile intégrée de l’alimentation électrique. Si le remplacement d’un appareil s’avère nécessaire, un paramétrage automatisé rapide du nouvel appareil s’effectue durant une opération en cours, conformément aux paramètres enregistrés dans le système d’automatisation. Ainsi on évite sur le long terme une indisponibilité en raison de travaux de maintenance.
Les données envoyées par l’alimentation électrique fournissent également des informations sur la cause du défaut et simplifient la résolution du problème. Ces données sont catégorisées en données cycliques, acycliques et évènements.
Le courant de sortie est inclus dans les données de processus, par exemple, et il est communiqué au maître dans un télégramme de données cycliques. Les signaux acycliques incluent des informations d’appareil telles que les paramètres d’entrée et de sortie qui peuvent interrogés à tout instant.
Les évènements spéciaux sont également rapportés par l’alimentation électrique. Il peut s’agir d’avertissements ou de messages d’erreur, comme une tension d’entrée trop basse ou trop haute, une surcharge ou des températures trop élevées. En cas de condition anormale, l’alimentation électrique envoie un message au maître IO-Link ou EtherCAT et informe l’utilisateur de la nécessité d’agir, avant même la véritable survenue d’une défaillance. La maintenance se révèle donc préventive et orientée sur les besoins, évitant ainsi des cycles rigides de travaux de service réguliers, ce qui réciproquement permet d’économiser les coûts liés à de nouveaux achats et à la maintenance.
En outre, des évènements ou des avertissements peuvent déclencher des réactions d’application. Dans le cas le plus simple, ceci permet d’établir un état sûr du système. Il est même possible de totalement éviter une indisponibilité du système basée sur les évènements communiqués et donc d’éviter une qualité de produit insuffisante.
Maintenant approfondissons les avantages d’IO-Link et d’EtherCAT.
Avantages du protocole de communication IO-Link
IO-Link se base sur une communication de point à point bidirectionnelle et de série. Le système est globalement très robuste et dispose d’un niveau de sécurité élevé : deux facteurs auxquels PULS accorde une attention particulière dans le cadre de son développement d’alimentations électriques industrielles. Les appareils sont souvent exposés aux environnements difficiles du faible niveau d’automatisation et doivent être simultanément protégés contre le sabotage de l’extérieur. La transmission des données via IO-Link est essayée et testée pour cet usage.
Les coûts des composants pour un port IO-Link dans l’alimentation électrique sont relativement bas en comparaison avec des protocoles de communication plus complexes. En raison d’un petit nombre de composants supplémentaires, la valeur MTBF (Mean Time Between Failures, temps moyen entre deux pannes) est aussi haute que pour des produits sans IO-Link. Par exemple, pour le QT40.241 (sans IO-Link) le MTBF s’élève à 375 000 h et pour le QT40.241-IOL (avec IO-Link) il monte à 350 000 h, dénotant une absence de compromis en matière de fiabilité des appareils.
Il en va de même pour la durée de vie longue de 62 000 heures à 3 AC 480 V, la charge complète continue et la température ambiante de +40 °C. Ceci rend les alimentations électriques compatibles IO-Link particulièrement bien adaptées aux applications critiques en cas de défaillances, comme dans l’industrie automobile, l’automatisation des usines et l’industrie des processus.
Par ailleurs, IO-Link a été conçu à la base en tant que solution plug and play conviviale. En effet, son installation et son fonctionnement sont simples et peuvent être réalisés de manière économique. Seuls des câbles IO blindés standard sont requis pour le câblage, garantissant une capacité d’intégration dans tous les bus sur site standard et les systèmes d’automatisation, ce qui offre des options d’utilisation flexibles.
Autres avantages du protocole de communication EtherCAT
Il est très facile d’intégrer des alimentations électriques PULS disponibles avec interface EtherCAT dans des réseaux EtherCAT existants et cela fonctionne sans passerelle supplémentaire, ce qui représente un grand avantage pour les utilisateurs qui font déjà confiance à cette solution de bus sur site.
Le plus grand bénéfice d’EtherCAT consiste dans ses caractéristiques : capacités en temps réel, grande rapidité de transmission des données et facilité d’intégration, lui permettant de surclasser n’importe quelle autre communication industrielle. Les données d’alimentation électrique peuvent ainsi être utilisées dans des boucles de régulation en temps réel. En se basant sur les données, il est possible de contrôler de manière optimale des commandes et d’autres grands consommateurs d’énergie, afin de conserver l’ensemble des besoins en puissance dynamique à leur niveau optimal.
Le recours aux données d’alimentation électrique au point de fonctionnement optimal permet d’améliorer le rendement du système et la qualité des produits, tout en réduisant les déchets. Ce seront les utilisateurs finaux qui en profiteront, en fournissant de meilleurs résultats grâce à des performances homogènes et des coupures minimales.
Les alimentations électriques avec interface EtherCAT sont idéales pour la maintenance, l’enregistrement et la commande à distance au sein de systèmes à grande échelle.
Avez-vous déjà entendu parler d’ADELBus ?
Le membre le plus récent du groupe PULS, Adelsystem – a PULS company, a développé son propre réseau de communication pour ses solutions DC-UPS, appelé ADELBus. Ce réseau permet la connexion de tous les composants dans un système utilisant un protocole de communication unique basé sur la technologie MODbus-RTU ou CANbus, en fonction du champ d’application.
ADELBus permet le monitorage à distance et le contrôle de tous les paramètres système. De conception simple mais puissant, il fournit des capacités de communication solides et polyvalentes pour nombre d’applications industrielles.
Des décisions IA en usine basées sur des profils de charge numériques
Les données enregistrées par les alimentations électriques avec IO-LINK ou EtherCAT constituent la base des innovations techniques pour les années à venir. PULS garde surtout à l’esprit l’importance du machine learning associé au progrès croissant en matière d’intelligence artificielle (IA). L’alimentation électrique fournit déjà des mesures précises du courant de sortie, en d’autres termes, du courant de charge. En se basant sur ces valeurs minutieusement mesurées, il est possible de détecter et de décrire des profils de charge numériques.
Les informations relatives au courant de sortie, par exemple, permettent de déterminer si une charge s’est modifiée ou non sur une durée prolongée. Ce changement peut révéler des signes d’usure de la machine ou de l’installation. Prenons le cas de profils KO, dans ce cas une courbe sinusoïdale serait détectable dans le profil de charge. À l’aide d’une analyse de données assistée par ordinateur basée sur des réseaux de neurones artificiels, cette anomalie pourrait être détectée et faire l’objet d’un rapport.
Bien d’autres composants système fournissent des données en parallèle. Certaines tendances peuvent être identifiées dans ces ensembles de données et être reliées à des états de fonctionnement. La prochaine étape consisterait alors en un processus similaire de prise de décision automatisé sur la procédure ultérieure en utilisant l’IA. Cette approche implique que l’alimentation électrique et les autres composants, tels que les sources de données, s’ouvrent entièrement à de nouvelles options en utilisant l’IA dans l’environnement industriel.
Le recours au courant comme source de données standardisée dans le processus de production joue ici un rôle important. En tant que valeur physique, le courant fournit des données précises, interprétables et fiables, permettant ainsi d’éviter des problèmes de données majeurs survenant dans des structures d’entreprises bien établies, comme une incompatibilité et une incohérence des données, ou des difficultés de mise en réseau et de dimensionnement.
Processus d’intelligence artificielle (IA) simplifié pour des données d’alimentation électrique au sein d’applications industrielles.
Résumé : laissez les données d’alimentation électrique faire le travail à votre place
En conclusion, l’optimisation de votre alimentation électrique en tant que source de données offre des avantages significatifs à la fois aux entreprises exploitantes et aux fabricants systèmes. En intégrant les alimentations électriques PULS avec IO-Link ou EtherCAT, vous accédez à de précieuses informations en temps réel, comme le courant de sortie, les niveaux de tension, l’évolution des températures et la charge au niveau de l’alimentation électrique. Ces données améliorent la disponibilité système et réduisent les coûts de maintenance, tout en encourageant la maintenance préventive et l’automatisation des processus industriels.
En plus des interfaces de communication, les alimentations électriques jouent un rôle plus actif dans les diagnostics système et le paramétrage. L’intégration d’IO-Link et EtherCAT dans les alimentations électriques PULS assure la compatibilité avec les réseaux existants et fournit une transmission de données solide et en temps réel, tout en permettant un diagnostic à distance, un paramétrage automatisé et une maintenance rentable. Tout ceci contribue enfin à améliorer le rendement du système, réduire les coûts énergétiques et augmenter les performances globales.
En outre, ces systèmes sont prêts pour un futur façonné par l’IA. Les données enregistrées par les alimentations électriques avec IO-Link ou EtherCAT constituent la base des innovations techniques, incluant le machine learning et les applications d’intelligence artificielle, ouvrant de nouvelles possibilités d’optimisation des performances système et de maintenance préventive.
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