Une invention de Leuze electronic : le principe Dual Channel
Leuze electronic développe des capteurs intelligents afin d’optimiser les processus de production et d’ augmenter la productivité des machines et des installations.
Le principe Dual Channel de Leuze electronic
Les domaines comme la maintenance conditionnelle (Condition Monitoring) ou la maintenance prédictive (Predictive Maintenance), qui font l'objet de discussions intensives dans le cadre de l'IIoT et de l'Industrie 4.0, demandent des capteurs capables de fournir les données dans le monde entier et dans un format standardisé. Dans ce contexte, il convient généralement de définir les exigences qui s'appliquent en matière de capacité de fonctionnement en temps réel. Le principe Dual Channel permet pour la première fois de mettre à disposition les données séparément, en fonction des besoins du client. Les données exigées en temps réel sont transmises via le canal 1 et les données destinées à l'observation du processus et au paramétrage via le canal 2.
Ceci n'est pas possible avec l'interface IO-Link classique du capteur à commutation binaire, qui autorise en mode SIO (Standard IO Mode) le signal de commutation ou sur demande la communication point à point avec le capteur. En effet, la commande du processus nécessite les deux informations en parallèle. Dans un détecteur de contraste par exemple, le client doit être en mesure d'évaluer une valeur de processus, des réserves de commutation pour les valeurs seuils ou l'état d'encrassement de manière continue et en ligne lors du processus d'emballage d'une empaqueteuse afin de détecter rapidement tout écart par rapport à l'état de consigne. C'est dans ce type de situation que le principe Dual Channel s'avère utile.
Pour les capteurs à bus de terrain, la capacité de fonctionnement en temps réel et les données de surveillance et de paramétrage sont au moins disponibles avec les interfaces Ethernet en temps réel. Mais elles ne sont accessibles qu'au niveau local et pas de n'importe où dans le monde. De plus, les informations fournies par un capteur pour la surveillance d'état ou la maintenance prédictive ne sont souvent pas évaluées. Le principe Dual Channel constitue donc une solution adaptée dans ce cas aussi.
Le fonctionnement pratique du principe Dual Channel
Le premier canal de capteur transmet les données de commande du processus en temps réel, tandis que le deuxième canal de capteur fournit les informations destinées à la surveillance et à l'analyse de la machine. Le principe est identique pour tous les capteurs à interface(s), quelle que soit leur complexité.
Dual Channel pour un capteur à commutation binaire
- Dual Channel avec rattachement à l'API
Si l'on considère par exemple le détecteur de contraste KRT18B, utilisé dans une empaqueteuse rapide afin de détecter la position exacte d'une marque de coupe, la qualité d'emballage de la machine dépend de la capacité de fonctionnement en temps réel de la sortie de commutation. Par conséquent, il préférable de ne pas boucler la sortie de commutation d'un détecteur de contraste via une commande, mais plutôt de la raccorder directement à un acteur.
Afin de garantir la possibilité de surveillance et d'analyse de la machine, le détecteur de contraste dispose d'une interface de communication IO-Link en plus de la sortie de commutation rapide. Cette interface permet d'observer la valeur de processus, de définir la réserve de fonctionnement et d'effectuer les paramétrages. Elle aide également le client lors de la reformulation ou du changement de format.
- Dual Channel et IIoT / Industrie 4.0
Dans le cadre de l'IIoT et de l'Industrie 4.0, les données doivent être mises à disposition d'autres participants de l'automatisation n'importe où dans le monde, par exemple pour la surveillance et le paramétrage. Ceci est généralement réalisé grâce à des solutions de cloud. Si les conditions décrites plus haut s'appliquent, il ne faut pas une liaison IO-Link vers l'API, mais plutôt vers un module de couplage IO-Link avec interface Ethernet et protocole de communication OPC-UA. Ensuite, le rattachement au cloud a lieu par exemple via une passerelle IoT Edge.
Dual Channel avec des capteurs à interface de bus de terrain
- Dual Channel et IIoT / Industrie 4.0
Leuze electronic propose également une solution Dual Channel pour les capteurs plus complexes à interface de bus de terrain intégrée. Le scanner de codes à barres BCL 348i possède notamment une interface de bus de terrain PROFINET. Celle-ci permet une consultation des valeurs de processus et d'alarme et des messages de statut et de diagnostic, ainsi que le paramétrage complet de l'appareil depuis la commande. Néanmoins, si les données doivent être disponibles n'importe où dans le monde pour la surveillance, le capteur dispose également d'une interface Industrial Ethernet avec le protocole de communication OPC-UA. Il est ensuite possible de transporter ces données jusqu'à une application cloud via un connecteur cloud intégré ou une passerelle IoT Edge.
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Fig. 1 : Principe Dual Channel
Fig. 2 : Dual Channel avec rattachement à l'API
Fig. 3 : Dual Channel et IIoT / Industrie 4.0 avec un capteur à commutation binaire
Fig. 4 : Dual Channel et IIoT / Industrie 4.0 avec un capteur à interface de bus de terrain
