Comment surmonter les obstacles de l'adoption des réseaux sans fil

Les réseaux sans fil sont-ils meilleurs ou pire que les réseaux conventionnels câblés ? La réponse est non, ils sont différents. Une multitude de technologies sans fil existent pour répondre à une grande variété d'utilisation. Est-ce pour toutes les applications ? Non, mais pour beaucoup, le sans fil peut être plus souple, polyvalent et rentable que les réseaux câblés. Pourtant, les questions de la sécurité, de la fiabilité et de la performance du sans fil continuent d'empêcher les utilisateurs un peu conservateurs d´en récolter les bénéfices. Peuvent-ils être surmontés?

N ° 1: La sécurité

La sécurité est le premier sujet qui se pose lorsqu´un réseau industriel est mis en place et la décision de le déployer est rarement prise par une personne seule. Les responsables de site industriels veulent  assurer une production ininterrompue, et que des mesures de sécurité sont en place pour protéger les processus et les équipements. Les  responsables du système d´information veulent s´assurer que les systèmes déployés dans l'usine puissent coexister avec les réseaux du reste de l´entreprise et que rien ne puisse compromettre la sécurité du réseau de l'entreprise. Bien que différentes, leurs préoccupations respectives sont d'une grande importance.

Aujourd'hui, les mécanismes sont en place pour que les systèmes sans fil puissent répondre aux questions des deux parties. Cependant, les possibilités offertes par les équipements de réseau sans fil et la façon de les utiliser ne sont pas toujours suffisamment connues. Les techniques de cryptage modernes peuvent être utilisées pour éviter que quiconque puisse lire des données par malveillance. Un filtrage et une authentification stricte donnent l’accès au réseau seulement aux équipements autorisés. Les mécanismes, qui sont définis par les services de sécurité des États pour transférer des informations secrètes, sont mis en place aujourd'hui dans les dispositifs sans fil. Ils répondent à un bon nombre des préoccupations de sécurité de l'information, de la protection des actifs et de la fiabilité des processus.

Donc, il ne faut pas considérer la discussion sur la sécurité d'un réseau d'usine comme étant celle pour laquelle les responsables de production et Systèmes d´information ont des intérêts divergents. Au lieu de cela, reconnaissons que chacun a ses propres expériences.  Les responsables de production ont une expérience dans la fiabilité continue des systèmes d'automatisation. Les  ingénieurs SI ont l´expérience de la coexistence de plusieurs systèmes et de la gestion de réseau. Les deux peuvent se compléter mutuellement.

Impliquer les services IT ?

Le service IT a probablement déjà déployé des réseaux sans fil. Ils souhaitent intégrer leurs meilleures pratiques, attribuer les fréquences qui permettront d´assurer la coexistence avec d'autres réseaux, et peut-être à définir les technologies qui seront utilisées. Si ces services ne sont pas impliqués dans le processus, appuyez-vous sur votre fournisseur de solutions industrielles sans fil. Celui-ci doit comprendre les besoins des deux départements et trouver une solution qui conviendra aux deux partis. Il doit aussi connaître les contraintes que vous avez sur le site, qui ne sont pas des évidences pour le personnel informatique.

Ouvrir le dialogue sur les mesures de sécurité qui peuvent être mises en place pour atteindre le même niveau de sécurité auquel ils sont habitués avec les systèmes câblés. Aujourd'hui, avec les normes qui sont en place, un système sans fil peut protéger le réseau en toute sécurité et satisfaire aux exigences de l'entreprise. Parfois, il s'agit de prendre en compte des restrictions légales. Par exemple, les secteurs industriels réglementés de façon stricte, comme l’industrie pharmaceutique, doivent se conformer à des spécifications de collecte de données, ainsi les départements informatiques sont plus sensibles aux problèmes de sécurité. Il est important d'être clair sur la définition du besoin et de la solution qui conviendra au service IT.

« Je suis automaticien et j´ai impliqué le service IT dans mon système. Alors, à qui appartient mon réseau dans le cas d´une panne? Comment cela peut-il être géré rapidement ? Combien de temps faut-il pour un diagnostic? »

C'est là que ça peut se compliquer. Pour les responsable automatismes, renoncer à prendre part aux décisions concernant le processus est aux antipodes de leur nature. Savoir qui contrôle le réseau est au fondement de la politique de ce qui existe ou est mis en place. Avec le sans fil, les mêmes règles de démarcation devraient s'appliquer comme cela est le cas avec les réseaux Ethernet. Dans certains cas, le service IT gère tout ce qui est connecté à Ethernet. Souvent, le site de production sera gestionnaire de son parc. Parfois, le service IT sera impliqué dans le processus décisionnel et l'attribution des fréquences, mais le personnel de production aura la responsabilité du site et sa maintenance. En tout cas, ce qui devient important, c'est que la ligne de démarcation doit être établie dès le départ et que la technologie sans fil sélectionnée pourra fournir les outils de diagnostic qui satisferont à la fois aux deux parties prenantes.

Dépannage sur site

Les outils du service IT et ceux des responsables production peuvent différer. Avoir les outils appropriés pour chacun est essentiel à une résolution rapide des problèmes. Dans le monde des Technologies de l´Information, les outils sont basés sur la technologie SNMP (Simple Network Management Protocol), qui est supportée par certaines radios industrielles.  Les diagnostics de plus haut niveau peuvent inclure des données au niveau OPC pouvant être utilisées pour intégrer le diagnostic dans le système de contrôle.

Bien que la politique varie d'une organisation à l'autre, la tendance semble vouloir suivre la voie de l'Ethernet câblé pour le site de production. Que ce soit avec ou sans fil, quand une ligne tombe en panne à deux heures du matin, c´est le téléphone du directeur de l'usine qui sonne.

Cela dit, il faut quand même voir que le dépannage d'un réseau sans fil suit un processus différent de celui d'un système Ethernet filaire. Un réseau sans fil est partiellement immatériel. Vous ne pouvez pas le tenir dans votre main. Il peut être affecté par une perturbation extérieure, ce qui élargi le champ d´investigation lors de la tentative d'isoler la cause d'un problème. C'est pourquoi il est essentiel de disposer d'outils appropriés pour surveiller et diagnostiquer votre système. Comme tous les autres éléments essentiels au système, a-t´on clairement identifié une personne qui sait comment utiliser ces outils et qui connait les équipements. Il faut sélectionner un fournisseur qui peut soutenir son client tout au long de la mise en œuvre et l´exploitation, avec les outils adéquats, la formation, l´aide à la spécification sur les technologies à utiliser et le soutien technique. Avec ces éléments en place, quelqu'un qui est familier avec le diagnostic sur un réseau câblé peut aussi diagnostiquer un réseau sans fil.

N ° 2: Performance

Comment puis-je avoir l'assurance qu'un système sans fil répondra à mes besoins en bande passante, en particulier tout au long de l´exploitation ?

Tout d'abord, préparez-vous. Connaissez vos demandes réseau, vos objectifs et l'environnement de production. Quelles sont les distances et les vitesses désirées ? Avez-vous besoin d'une connexion pour un travailleur mobile ? Votre utilisation est-elle intérieure ou extérieure ? Y a-t-il des surfaces réfléchissantes ? Des machines en déplacement, en rotation ou vibrantes ? Êtes-vous capable d'articuler le trafic de votre réseau par rapport à ce qu’il doit prendre en charge. Il existe de nombreuses options sans fil, chacune est adaptée à différentes applications.

Ensuite, choisissez soigneusement votre fournisseur de services. Choisissez une technologie de qualité industrielle. Travaillez avec un fournisseur qui peut déterminer avec certitude ce qu'il vous faut pour votre application spécifique. Optez pour une solution évolutive pour répondre à votre croissance. Sélectionnez les fournisseurs avec une solide compréhension de votre matériel et de vos processus. Recherchez la bonne combinaison d'outils de diagnostic. Certains fournisseurs proposent des outils d'intégration IHM utilisant OPC pour vous offrir une visualisation de votre réseau. Vérifiez si l'entreprise offre des services à valeur ajoutée tels que des études ou audits de sites. Ce sont des choses à surveiller lorsque vous établissez les spécifications de vos projets.

Cependant, certaines applications ne peuvent tout simplement pas être prises en charge par le sans fil. Par exemple, les lignes de production utilisant 1000 points E / S avec des vitesses de balayage de l´ordre de la milliseconde. Les technologies sans fil d'aujourd'hui ne peuvent pas traiter ce niveau de performances.

Comment puis-je protéger mon réseau des interférences si un site voisin installe son propre réseau sans fil?

Identifiez les réseaux environnants. Considérez vos services IT comme une ressource. Utilisez leur expertise dans le domaine afin de construire un programme de maintenance pour surveiller le fonctionnement du système. Une compréhension solide des risques fournira la capacité de prévoir les performances sans fil tout au long de l´exploitation. Le service IT est capable d´analyser le réseau régulièrement, surveiller les nouveaux entrants ou toute autre modification dans l'environnement sans fil, mesurer les ingérences extérieures et s´assurer que la performance n'est pas diminuée.

Cependant, même un réseau, parfaitement mis en œuvre avec un plan bien préparé pour isoler les interférences, reste vulnérable à l'environnement RF en constante évolution. Vous ne pouvez pas savoir qui va interférer avec votre réseau, mais vous pouvez prendre des précautions et adopter les réglages de vos applications pour en limiter l'impact.

Plusieurs options de précaution existent. Pour commencer, il est judicieux de choisir une solution flexible avec des fréquences qui peuvent être changées si nécessaire (802.11n dispose de 24 canaux dans la bande 5 GHz). Une autre méthode efficace est l'utilisation d'antennes directionnelles pour des échanges très sélectifs entre les radios et réduire leur sensibilité aux interférences. L´alignement des antennes directionnelles, cependant, en particulier pour les plus grandes distances, peut être difficile. Des techniques d'installation avancées sont réalisées par les meilleurs fournisseurs de technologie sans fil.

N ° 3: Fiabilité

Un réseau sans fil est-il moins fiable qu'un réseau filaire ? La réponse est non, c'est différent. De la même manière qu´on ne fera pas passer un câble à côté d´un variateur de fréquence en raison des interférences, le sans fil doit être considéré sous un angle particulier : il nécessite simplement certaines précautions. Des facteurs tels que la ligne de mire et la sélection de la radio, des antennes et des câbles sont importants. Considérez les caractéristiques de performance spécifiques de ces équipements en fonction de l´application.

Dans de nombreux cas, un système câblé peut être moins fiable, en particulier avec les équipements mobiles, où des contacts tournants sont utilisés. La nature de ces applications assujettit les câbles à la flexion, la rupture ou la dégradation au cours du temps.

Le sans fil a longtemps été un succès dans la surveillance et le contrôle, mais peut-il assurer la commande?

Dans de nombreux cas, oui. Dans le secteur de la production, les réseaux Ethernet sont maintenant largement utilisés dans le contrôle-commande. Là où il y a Ethernet, le sans fil suit souvent. Certains équipements sans fil sont suffisamment sophistiqués pour agir en tant que commutateurs administrables, offrant un filtrage des paquets intelligents. Certains gèrent les applications déterministes, et peuvent fournir un niveau élevé de flexibilité, de rapidité, de précision et de prévisibilité. Dans ces projets, il est essentiel que la conception du réseau et la définition de la technologie du système soient soigneusement réalisées et exécutées, le tout en étroite collaboration avec vos distributeurs, intégrateurs et fournisseurs de solutions.

Les questions sur la fiabilité attendent souvent des réponses. Tout utilisateur de PC et d’Internet a une expérience du sans fil, généralement truffé de souvenirs de pannes de routeurs et de réinitialisation de modems. Qui veut prendre ce même risque dans son usine ? Aujourd'hui, des équipements sans fil pour les environnements industriels existent. Ils sont beaucoup plus robustes et fiables que les produits pour les particuliers ou même pour les réseaux informatiques. De nouvelles techniques et des outils de test et de supervision permettent d’anticiper les pertes de ligne et de surveiller en temps réel la disponibilité du réseau. De plus, la fiabilité peut-être augmentée grâce à des méthodes de gestion des ressources et des procédures.

De façon concrète, il existe de nombreuses applications pour lesquelles le sans fil a réellement amélioré l'efficacité et la fiabilité. Pour les applications avec des appareils mobiles, il peut réduire considérablement les coûts, les temps d'arrêt et de maintenance.

Par exemple, Procter & Gamble a migré vers le sans fil spécifiquement pour améliorer la fiabilité. Dans l'usine, ils ont remplacé les contacts tournants par un réseau sans fil conçu pour s´accommoder au mieux avec leur réseau EtherNet/IP existant. Ils ont utilisé une solution 802.11 sur une fréquence de 5 GHz en vue de coexister avec un réseau 2,4 GHz déjà saturé. Ils ont pu répondre aux exigences de performance avec déterminisme, ont constaté moins de paquets perdus. Ils n´ont plus de temps d'arrêt dus aux systèmes de communication, et cette migration a reçu une forte adhésion de la part des conducteurs de machines.

Liberty Airport Systems, qui est situé dans l'Ontario au Canada, conçoit des systèmes d´éclairage personnalisés pour les pistes des aéroports commerciaux et gouvernementaux. La fiabilité de ces systèmes d'éclairage est essentielle pour les avions, puisque les temps d'arrêt peuvent se traduire par des vols retardés, annulés, déroutés, ou dans le pire des cas, une intrusion sur la piste. Des lignes de communication en fibre optique gèrent les pistes, mais dans le cas où elles seraient endommagées, Liberty Airport Systems utilise maintenant le sans fil comme système de communication de secours pour grand nombre de leurs installations afin d'accroître la disponibilité et réduire les coûts de maintenance. Lors d´une installation, une ligne de fibre optique a été sectionnée. Le système sans fil a alors agi de façon transparente pour assurer la communication pendant une semaine, le temps que la ligne de fibre optique soit réparée.

Conclusion

Pour surmonter les obstacles au sans fil, la  clé consiste en une bonne compréhension, planification et exécution.

Le sans fil n'est pas une solution qu´on installe et oublie. Il faut surveiller son réseau. Impliquer le service IT est souvent essentiel. Transmettez-leur ce dont ils ont besoin pour se sentir à l'aise avec le projet, et vous bénéficierez de leur aide pour gérer le réseau.

Avec ces choses en place, les utilisateurs pourront profiter de la flexibilité et de la polyvalence apportées par la technologie radio, et dans de nombreux cas, réduire les coûts.

ProSoft Technology^® conçoit des solutions de communication industrielles pour connecter des équipements d'automatisme de manière transparente. La société est un acteur mondial, très diversifié et proche de ses clients, qui attache une grande importance à la qualité et à la facilité d'utilisation. Les produits de Prosoft Technology, qui sont notamment des modules de communication en châssis pour automates programmables, des passerelles réseau autonomes, et un large éventail de solutions sans-fil robustes et éprouvées sur le terrain, sont utilisées dans tous les secteurs industriels.

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