Guide des systèmes de contrôle industriel

Qu'est-ce que le système de contrôle industriel ?

Le système de contrôle industriel (ICS) est un terme spécifique utilisé pour définir la combinaison de logiciels et de matériels avec le réseau pour équilibrer l'infrastructure industrielle critique. Il utilise diverses technologies telles que les automates programmables industriels (PLCs), le contrôle de supervision et l'acquisition de données (SCADA), les systèmes d'automatisation et de contrôle industriels (IACS), les unités terminales à distance (RTUs), les dispositifs électroniques intelligents (IEDs), les serveurs de contrôle et les capteurs.

Ainsi, il s'agit généralement d'un système d'information utilisé pour contrôler différents processus industriels tels que la manutention de produits, la fabrication, la production et la distribution. Ces mécanismes incluent des systèmes d'acquisition de données et de contrôle de supervision pour gérer les actifs dispersés géographiquement.

Évolution des systèmes de contrôle industriel

Initialement, des panneaux locaux étaient utilisés pour contrôler les installations de traitement. Ce système, cependant, nécessitait du personnel. Dans la phase de développement suivante, des salles de contrôle centrales ont été introduites pour transmettre toutes les mesures de l'installation. Ce processus de centralisation s'est avéré quelque peu réussi. Mais inflexible car chaque boucle de contrôle a son propre matériel de contrôleur, qui nécessite en outre une reconfiguration du signal par recâblage ou re-tuyauterie. De plus, le système exige également un mouvement continuel de l'opérateur, ce qui peut poser une difficulté.

Ainsi, des processeurs électroniques ont été utilisés pour remplacer ces contrôleurs discrets par des algorithmes informatiques. Ceux-ci sont hébergés sur des racks d'entrée/sortie avec leurs processeurs de contrôle. Il s'agit donc d'une sorte de système distribué qui a été réalisé à cette époque. La politique était acceptable car elle a introduit l'enregistrement automatique des événements, permis la gestion sophistiquée des alarmes et éliminé le besoin d'enregistrement physique tel que les enregistreurs à graphique.

Diverses formes de racks de contrôle ont été développées et ont reçu commercialement le nom de système de contrôle distribué (DCS) pour contrôler de grands systèmes par de nombreux fabricants. Ces systèmes ont également été remplacés par des PLCs pour utiliser des affichages de contrôle et des réseaux de signaux. Il a d'abord été adopté pour l'industrie automobile, où l'utilisation de la logique séquentielle était sophistiquée. Ensuite, il a été introduit dans d'autres applications événementielles.

Vous pouvez retracer les systèmes SCADA en utilisant différentes applications de distribution telles que le gaz naturel, l'électricité et les pipelines d'eau où les données à distance doivent être collectées par des liens à haute latence. Ils utilisent généralement des RTUs (unités terminales à distance) pour transmettre les données aux centres de contrôle.

De cette manière, SCADA, PLCs ou DCS ont évolué efficacement pour gérer des systèmes en boucle ouverte ou fermée. L'augmentation de la vitesse des processeurs a en outre conduit à une efficacité du processus. En 1993, l'industrie s'est orientée vers l'amélioration du logiciel de contrôle avec une augmentation de la normalisation du code. L'introduction de la POO (programmation orientée objet) a rendu possible le développement à la fois des PC industriels (IPCs) et des contrôleurs d'automatisation programmables (PACs). Cela a en outre déclenché de nombreuses avancées efficaces ainsi que des économies de coûts par rapport aux PLCs traditionnels.

Les nouvelles technologies et plateformes ont considérablement contribué à l'évolution des systèmes SCADA et DCS, brouillant davantage les écarts de définition.

Pourquoi les systèmes de contrôle industriel sont-ils importants ?

Objectifs de l'utilisation des ICS

• L'objectif principal est de faciliter les communications via divers protocoles.
• D'autres objectifs incluent l'automatisation des systèmes électriques, l'automatisation des bâtiments, l'automatisation des processus, etc.
• L'utilisation de protocoles assure l'interopérabilité entre les fabricants.

Avantages des systèmes de contrôle de processus

• Augmentation des performances, de la sécurité et de la fiabilité.
• Le soi-disant écart d'air aide à accroître les préoccupations de sécurité.
• Il aide également à maintenir ensemble les systèmes cyber-physiques en tant que quatrième révolution industrielle lorsque tout se connecte à Internet.
• Gestion électronique efficace des tâches.
• Il réduit le gaspillage d'énergie avec une amélioration des performances environnementales.

Limitations des systèmes de contrôle industriel

Voici plusieurs défis auxquels vous devez faire face lors de la mise en œuvre des systèmes de contrôle industriel à un niveau substantiel.

• De nombreux facteurs, tels que les incertitudes du processus, les perturbations, la dynamique du processus et la saturation de l'actionneur, nécessitent une prise en compte.
• Les résultats peuvent être compliqués en utilisant des outils informatiques pour concevoir un système de contrôle.
• Les erreurs qui surviennent peuvent être dangereuses ou endommager l'ensemble du système.

Différents types de systèmes de contrôle industriel

Il existe trois types courants de contrôle électrique comme suit.

Contrôle de supervision et acquisition de données (SCADA)

Les systèmes SCADA sont destinés à surveiller des sites de terrain à longue distance via un mécanisme centralisé. Ils contiennent généralement des dispositifs tels que des PLCs ou d'autres modules matériels commerciaux à distribuer dans divers emplacements. Au lieu de fournir un contrôle complet, ils sont connus pour fournir une supervision au niveau de supervision. Les industries telles que les pipelines, les centres de traitement de l'eau ou la transmission d'énergie électrique utilisent de tels systèmes.

Source de l'image: dpstele.com

Système de contrôle distribué (DCS)

Ces systèmes sont utilisés pour contrôler les productions dans un seul emplacement. Le point de consigne souhaité est maintenu pour être envoyé au contrôleur ou à l'actionneur instruisant les vannes. Ces données peuvent être conservées pour références futures ou utilisées dans des stratégies de contrôle avancées. Une boucle de contrôle de supervision est utilisée par chaque DCS pour gérer plusieurs dispositifs locaux ou contrôleurs. De plus, un DCS est capable d'éliminer l'impact d'une seule panne sur l'ensemble du système.

Source de l'image: realpars.com

Automates programmables industriels (PLC)

Les PLCs sont capables d'effectuer diverses applications industrielles avec des modules intégrés tels que l'alimentation électrique, le CPU, les modules d'E/S et d'autres modules de communication. Les PLCs peuvent être intégrés ou modulaires. Un PLC modulaire est compact et fixe avec des fonctions d'E/S limitées, tandis qu'un PLC intégré étend les modules d'E/S en fonction de ses caractéristiques. Le module d'entrée est connecté aux capteurs, tandis que les actionneurs ou autres dispositifs de sortie sont connectés au module de sortie.

Source de l'image: machinedesign.com

Applications des systèmes de contrôle industriel - Apprendre à partir d'exemples

Ci-dessous sont donnés trois exemples pratiques de systèmes de contrôle industriel. Ils vous aideront à mieux comprendre le concept.

Le PID est un contrôleur largement utilisé dans les ICS, et le diagramme ci-dessous montre comment il est contrôlé. Il s'applique automatiquement à une correction réactive et précise pour contrôler la fonction. Vous pouvez décrire efficacement la réponse du contrôleur en termes de sa réactivité aux erreurs.

Il s'agit d'un exemple du répondeur à trois voies, l'un des contrôleurs utilisés dans les ICS. Le diagramme est simple et utilise divers symboles pour signifier le processus.

L'exemple de PID de production est un système de contrôle de processus. Bien qu'il semble quelque peu compliqué, l'utilisation de différents symboles et formes le rend facile à lire. Veuillez parcourir le diagramme pour en avoir une compréhension.

Comment créer un diagramme de système de contrôle industriel avec EdrawMax Online ?

EdrawMax Online est un outil puissant pour dessiner systèmes de contrôle industriel. Les modèles sont disponibles gratuitement jusqu'à trois projets. Un avantage significatif de l'outil est sa disponibilité en ligne et la vaste gamme de fonctionnalités.

Le logiciel complet est simple et professionnel. Il comprend des organigrammes, des diagrammes de flux, des présentations commerciales, des diagrammes de réseau, des cartes mentales, des plans de bâtiment, des illustrations scientifiques, des diagrammes UML, des conceptions de mode, des structures de programme, des diagrammes de génie électrique, des diagrammes de conception web, des diagrammes de base de données, des diagrammes directionnels, et plus encore.

Les éléments à considérer avant de créer des diagrammes de système de contrôle industriel sont.

• Connaître le type spécifique que vous souhaitez créer.
• Apprendre différents symboles et formes liés au diagramme.
• Considérer vos exigences de l'industrie en analysant différents types d'ICS.

Maintenant, parcourons les étapes pour créer un diagramme systèmes de contrôle industriel avec EdrawMax Online

Note G2 : 4,5/5 (Plus de 2360 réponses)

100% sûr | Sans annonces | Propulsé par l'IA

Allez sur EdrawMax Online. Cliquez sur S'inscrire et créez un compte pour accéder à divers modèles.

Pour ouvrir ICS, vous devez cliquer sur Ingénierie industrielle dans la barre de menu latérale. Il vous offrira divers diagrammes tels que le PID de processus, le PID de génération d'utilités, le PID environnemental, le PID de distribution et le PID de système auxiliaire.

Vous pouvez sélectionner celui que vous souhaitez créer et commencer à dessiner le système de contrôle de processus graphique.

Système de contrôle industriel à l'avenir

En tant que système sécurisé pour la production industrielle, contrôle électrique adopte généralement de nouvelles technologies développées pour améliorer le système industriel global. Les entreprises ont tendance à suivre des processus de contrôle pour des exigences et des applications spécifiques. Les systèmes informatiques seront également la base de tous les besoins industriels à l'avenir. Qu'il soit basé sur une structure hiérarchique ou générique, le système de contrôle industriel s'applique à tous les types d'industries.

Il implique en outre l'utilisation de machines intelligentes dans les installations industrielles pour garantir que tous les processus soient terminés dans les délais les plus courts possibles. En tant que tel, il nécessite différents systèmes de contrôle pour faciliter l'équipement d'exploitation et exécuter toutes les tâches allouées avec la bonne précision, vitesse et endurance par eux-mêmes. Cela peut être réalisé grâce à diverses techniques mentionnées et sera éternel tant que les entreprises voudront se protéger de tout événement indésirable.