Solutions d’automatisation et d’informatique pour constructeurs de machines & OEM

Automate, entraînements, IHM, PC, réseau, capteurs et logiciels sont souvent sélectionnés séparément. Pourtant, les performances et la maintenabilité de la machine dépendent surtout de leur capacité à fonctionner ensemble.

Pour un OEM, cette cohérence devient encore plus importante lorsqu’une même conception doit être reproduite sur plusieurs équipements.

Le choix initial doit donc tenir compte du nombre d’entrées/sorties, des mouvements à contrôler, des protocoles utilisés, de l’interface opérateur, des besoins de diagnostic, du niveau de calcul nécessaire et de la façon dont la machine communiquera avec l’environnement de son futur utilisateur.

IP Systèmes regroupe ces différentes technologies au sein d’une même offre et accompagne déjà les constructeurs de machines, intégrateurs et bureaux d’études sur les problématiques de contrôle, communication, diagnostic, maintenance et exploitation des données.

L’automate reste au cœur de nombreuses machines industrielles. Il gère les séquences, traite les informations provenant des capteurs et commande les différents actionneurs.

Mais sa sélection doit être faite en pensant à la machine complète : nombre d’E/S, fonctions analogiques, positionnement, communication, extensions futures ou connexion à d’autres équipements.

La gamme MELSEC iQ-F FX5 de Mitsubishi Electric répond particulièrement bien aux applications OEM et machines spéciales. Selon la configuration, elle peut gérer jusqu’à 512 E/S et être étendue vers différents réseaux comme Ethernet, CC-Link, Modbus, EtherNet/IP ou Profibus DP. Des fonctions de positionnement sont également intégrées, avec possibilité d’ajouter des modules motion lorsque l’application devient plus exigeante.

Applications

• Machine spéciale ;
• Convoyeur automatisé ;
• Machine d’assemblage ;
• Machine de dosage ;
• Équipement de conditionnement ;
• Machine de test ;
• Ligne autonome ;
• Cellule robotisée ;
• Machine avec plusieurs stations ;
• Skid process.

Pour répartir les signaux au plus près des équipements, les E/S déportées Crevis permettent d’intégrer différents protocoles tels que Modbus TCP/RTU, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, CANopen ou CC-Link selon les têtes de station retenues.

Pourquoi c’est important pour un OEM ?

Une gamme d’automates et d’E/S pouvant évoluer avec la complexité de la machine permet de conserver une logique technique commune entre plusieurs modèles : petite machine autonome, équipement plus complet ou version intégrée à une ligne.

Tous les moteurs d’une machine ne nécessitent pas le même niveau de contrôle.

Un convoyeur ne pose pas les mêmes contraintes qu’un axe de positionnement, une doseuse, une table rotative ou un système nécessitant plusieurs mouvements synchronisés.

Variateurs de fréquence

Pour les applications où le besoin porte principalement sur la vitesse et le fonctionnement d’un moteur, le variateur Mitsubishi FR-E800 constitue une solution particulièrement adaptée aux machines.

La gamme couvre des puissances de 0,1 à 22 kW selon les versions et peut communiquer via plusieurs réseaux industriels, notamment Modbus TCP, Profinet, EtherNet/IP ou CC-Link IE TSN. Des fonctions Safety et des outils de diagnostic sont également intégrés selon le modèle.

Exemples

• Convoyeur ;
• Pompe ;
• Ventilateur ;
• Compresseur ;
• Mélangeur ;
• Entraînement auxiliaire ;
• Alimentation d'une machine.

Servomoteurs et motion

Lorsqu’il faut maîtriser précisément une position, une vitesse ou une synchronisation, un système servo devient plus pertinent.

La gamme MELSERVO MR-J5 offre différentes possibilités de pilotage par pulse, analogique, EtherCAT ou CC-Link IE TSN selon les références. La gamme s’étend jusqu’aux applications de forte puissance avec des versions jusqu’à 25 kW.

Applications

• Remplissage ;
• Découpe ;
• Indexage ;
• Étiquetage ;
• Emballage ;
• Positionnement ;
• Synchronisation de convoyeurs ;
• Changement de format automatisé ;
• Manipulation précise ;
• Machine multiaxes.

Pour un constructeur de machines, le vrai intérêt est de pouvoir choisir le niveau de contrôle adapté à chaque axe sans surdimensionner systématiquement la solution.

L’interface opérateur joue un rôle central dans l’expérience que le client final aura de la machine.

Elle doit permettre de comprendre rapidement son état, modifier les paramètres autorisés, visualiser une alarme et faciliter les opérations de maintenance.

Deux approches peuvent être retenues selon le besoin.

IHM industrielle

La gamme Mitsubishi GOT2000 propose des écrans tactiles de 3,8 à 15 pouces avec Ethernet, ports série, USB et différentes fonctions permettant de dialoguer avec les équipements d’automatisation Mitsubishi.

Elle peut notamment communiquer avec automates, servos, variateurs et robots, ce qui simplifie la mise en service et le diagnostic d’une machine équipée d’un ensemble Mitsubishi.

Une IHM est particulièrement pertinente lorsque l’interface sert essentiellement à :

• Commander la machine ;
• Visualiser les états ;
• Modifier les consignes ;
• Afficher les alarmes ;
• Accéder aux fonctions de maintenance.

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Panel PC industriel

Lorsque l’interface doit également exécuter un logiciel Windows ou Linux, une application métier, une supervision, un navigateur, une base de données ou des traitements plus importants, le Panel PC apporte davantage de possibilités.

Le GOT112A-TWL-WCD Axiomtek, par exemple, combine un écran tactile 12,1", un processeur Intel N150, deux ports réseau, interfaces série, 4x USB, alimentation 9-36 VDC et une face avant IP65. Il est directement destiné aux applications d’IHM, de supervision et de contrôle d’équipements.

> Découvrir l'ensemble de nos Panel PC industriels

Le choix entre IHM et Panel PC doit donc être réalisé en fonction du logiciel à exécuter et non uniquement de la taille de l’écran.

Manipulation, chargement, assemblage, conditionnement ou transfert peuvent être intégrés directement dans la machine grâce à un robot industriel.

La gamme de robot Mitsubishi permet de couvrir différents niveaux de charge utile et de rayon d’action.

Le robot RV-4FR, par exemple, offre une charge utile de 4 kg, une répétabilité annoncée de 0,02 mm et existe dans différentes configurations, dont des versions avec protection IP67.

Pour des charges plus importantes, le robot RV-20FR atteint 20 kg de charge utile et un rayon d’action de 1 094 mm.

Applications OEM

• Pick & place ;
• Chargement / déchargement ;
• Assemblage ;
• Transfert de pièces ;
• Alimentation d’une machine ;
• Contrôle ;
• Conditionnement ;
• Manipulation ;
• Mise en plateau ;
• Fin de ligne.

Le robot peut ainsi devenir un sous-ensemble directement intégré dans l’équipement plutôt qu’une cellule indépendante ajoutée après la conception.

Certaines applications dépassent ce que l’automate ou l’IHM doivent raisonnablement prendre en charge.

Un PC industriel peut assurer :

• Acquisition de données ;
• Traitement d’images ;
• Vision industrielle ;
• Stockage local ;
• Passerelle entre réseaux ;
• Supervision locale ;
• Logiciel métier ;
• Base de données ;
• Traitement Edge ;
• Intelligence artificielle.

Pour une intégration dans une armoire, l’ICO330 Axiomtek offre un format Rail-DIN Fanless, trois ports Ethernet 2.5 GbE et des interfaces adaptées à la collecte de données, aux passerelles industrielles et à la communication machine.

Pour les machines intégrant de la vision ou de l’IA, l’offre comprend également des PC Edge dédiés, comme l’AIM101 Axiomtek, destiné à l’inférence en périphérie réseau et aux applications de vision industrielle multi-caméras.

Cette séparation entre contrôle temps réel et traitement informatique permet de dimensionner chaque équipement pour sa fonction.

Pour certains fabricants de machines, le principal enjeu n’est pas de sélectionner un automate supplémentaire, mais de disposer d’un environnement de développement qu’ils pourront conserver sur plusieurs équipements.

CODESYS permet de développer des applications de contrôle-commande suivant la norme IEC 61131-3 et de les déployer sur différents contrôleurs, PC industriels ou systèmes compatibles.

La plateforme prend notamment en charge la programmation automate, la visualisation, le motion control ainsi que différents bus de terrain. Des runtimes peuvent transformer certaines plateformes x86, x64 ou ARM compatibles en contrôleurs programmables.

Pourquoi cela peut intéresser un constructeur de machines ?

• Conserver un environnement de développement commun ;
• Développer une logique réutilisable ;
• Choisir le matériel en fonction de la machine ;
• Intégrer visualisation et contrôle ;
• Communiquer avec différents réseaux industriels ;
• Faire évoluer progressivement sa gamme.

Des E/S programmables Crevis peuvent également intégrer directement CODESYS, comme les têtes de station GN-9371 ou GN-9483 selon le protocole retenu.

Une machine autonome devient rarement une machine isolée.

Elle doit souvent communiquer avec d’autres équipements, un réseau de production, une supervision, un MES ou différents systèmes du client final.

Cela implique de prévoir dès la conception :

• Les protocoles industriels ;
• Le nombre de ports Ethernet ;
• La séparation éventuelle des réseaux ;
• La communication série ;
• Les équipements à connecter ;
• Les besoins de diagnostic ;
• L’accès distant.

Switch industriel

Le TSW212 Teltonika dispose de huit ports Ethernet Gigabit et de deux ports SFP et prend notamment en charge Profinet et EtherNet/IP. Ses fonctions de management réseau le rendent adapté aux machines comportant plusieurs équipements Ethernet. > Découvrir tous les switches Teltonika.

Routeur industriel

Lorsqu’un accès distant ou une connexion indépendante du réseau du client est nécessaire, un routeur industriel peut être intégré directement dans l’armoire.

Le RUT956 Teltonika, par exemple, associe 4G LTE, double SIM, Ethernet, Wi-Fi et interfaces RS-232/RS-485. La gamme Teltonika prend également en charge différentes solutions VPN et la plateforme RMS pour la gestion à distance des équipements réseau. > Découvrir tous les routeurs Teltonika.

Applications

• Télémaintenance ;
• Diagnostic distant ;
• Connexion à un équipement chez le client ;
• Remontée d’états ;
• Mise en service ;
• Parc de machines installé dans plusieurs pays ou sites ;
• Connexion de machines non accessibles directement depuis le réseau IT du client.

La collecte de données peut devenir un service supplémentaire proposé par l’OEM.

Disponibilité, temps de fonctionnement, nombre de cycles, consommations, alarmes, états ou grandeurs de process peuvent être utilisés pour construire de nouveaux services autour de la machine.

La solution IoTMate peut collecter des données provenant de capteurs mais aussi récupérer les informations déjà disponibles dans les équipements via Modbus, OPC-UA ou API.

Les informations peuvent ensuite être normalisées, historisées, visualisées puis transmises vers des logiciels ERP, MES, WMS ou GMAO par API.

Pour un constructeur de machines, cela ouvre plusieurs possibilités

• Suivi d’un parc installé ;
• Analyse des défauts ;
• Maintenance conditionnelle ;
• Suivi du nombre de cycles ;
• Surveillance énergétique ;
• Détection des dérives ;
• Tableaux de bord proposés au client ;
• Comparaison entre plusieurs machines ;
• Déploiement multi-sites.

L’IoT ne doit donc pas nécessairement être pensé comme un projet indépendant : il peut devenir une fonction supplémentaire directement intégrée à la machine.

Certains projets OEM nécessitent un format, une connectique, une fixation, une puissance ou une identité visuelle qui ne correspondent pas exactement à un produit catalogue.

La marque Intronix Systems d’IP Systèmes est justement orientée vers les besoins en informatique industrielle personnalisable et les projets OEM/ODM, avec notamment PC Fanless, Panel PC, moniteurs et autres équipements industriels.

Cela permet d’envisager deux approches :

• sélectionner une référence industrielle existante lorsque le besoin est standard ;
• Étudier une adaptation ou une solution spécifique lorsque la machine doit être produite en série avec des contraintes particulières.

Pour un fabricant de machines, cette capacité est particulièrement intéressante lorsque le PC ou l’interface devient une partie intégrante du produit vendu.

Le choix des composants n’est qu’une partie du projet.

IP Systèmes propose également de l’accompagnement technique pouvant inclure cadrage du besoin, étude, preuve de concept, configuration, intégration, support et formation.

Des formations techniques sont disponibles notamment sur les automates Mitsubishi, IHM, variateurs, servomoteurs, robotique, CODESYS et supervision.

Pour un constructeur de machines, cet accompagnement peut être particulièrement utile lors :

• Du développement d’une nouvelle machine ;
• D’une migration de gamme ;
• Du remplacement d’un composant devenu inadapté ;
• De l’intégration d’un nouveau protocole ;
• Du passage d’un prototype à une petite série ;
• De l’ajout d’un axe ou d’un robot ;
• De la mise en place d’un accès distant ;
• De l’intégration d’une fonction IoT.

• Machines spéciales : Automates, E/S, IHM, Panel PC et communication pour développer une machine répondant à un cahier des charges précis.
• Machines de conditionnement et packaging : Motion, servomoteurs, variateurs, automates et robotique pour le remplissage, l’indexage, l’étiquetage, l’emballage ou la manutention.
• Convoyage et intralogistique : Variateurs, automates, capteurs, switches et supervision pour piloter les mouvements et connecter les différents équipements.
• Machines d’assemblage : Servomoteurs et robots pour positionner, déplacer ou assembler des pièces avec répétabilité.
• Machines de contrôle et de test : PC industriels, Panel PC et acquisition de données pour exécuter des logiciels de mesure, enregistrer des résultats et communiquer avec les instruments.
• Machines de vision et contrôle qualité : PC Edge AI, réseau Ethernet et interfaces opérateur pour l’analyse d’images, la détection et le contrôle en ligne.
• Skids et unités process : Automates, E/S, IHM, variateurs et communication pour contrôler un ensemble process autonome intégré ensuite dans une installation plus importante.
• Machines et équipements connectés : Routeurs, switches, gateways et IoTMate pour superviser un parc installé et proposer de nouveaux services autour de la donnée.
• Distributeurs et casiers connectés : PC Fanless, écrans, automatismes, réseaux et communication cellulaire pour les fabricants de distributeurs et équipements en libre-service. > Voir notre page dédiée à cette application.

Un projet OEM se situe rarement dans une seule famille de produits.

La force de notre offre réside justement dans la possibilité d’associer :

• Contrôler : Automates et E/S.
• Faire bouger : Variateurs, servomoteurs et motion.
• Robotiser : Robots industriels.
• Afficher : IHM, Panel PC et moniteurs.
• Calculer : PC Fanless et Edge Computing.
• Programmer : Mitsubishi ou CODESYS selon le projet.
• Connecter : Switches, routeurs et passerelles.
• Collecter les données : IoTMate et solutions IoT.
• Personnaliser : Solutions informatiques OEM/ODM lorsqu’un produit catalogue ne répond pas complètement au besoin.

Cette complémentarité permet de construire la solution autour de la machine au lieu d’adapter la machine aux limites d’un seul équipement.

Pour vous orienter vers une configuration adaptée, quelques informations suffisent pour démarrer l’étude :

• Type de machine ;
• Nombre d’entrées/sorties ;
• Nombre de moteurs et d’axes ;
• Puissance des moteurs ;
• Précision ou cadence attendue ;
• Taille d’écran souhaitée ;
• Logiciels à exécuter ;
• Protocoles utilisés ;
• Équipements à connecter ;
• Besoin de télémaintenance ;
• Quantité annuelle de machines ;
• Contraintes d’environnement et d’encombrement.

Présentez-nous votre machine et vos contraintes : nos spécialistes vous aideront à sélectionner les solutions d’automatisation, d’informatique et de communication les plus cohérentes avec votre projet.