Qu'est-ce qu'un système API
Un automate programmable est l'appareil qui fait fonctionner une machine ou un procédé : il lit ses entrées, exécute un programme et commande ses sorties, de façon répétée et selon un cycle fixe. Là où un régulateur à boucle unique traite une mesure et une action, un système API prend en charge toute la séquence, les verrouillages et la coordination entre eux.
Les systèmes API se spécifient autrement que les instruments. Les instruments présentés ailleurs sur ce site se choisissent par ce qu'ils mesurent ; un système API se choisit par le nombre de signaux qu'il doit traiter et leur nature, par la vitesse à laquelle il doit répondre et par la façon dont il doit dialoguer. L'environnement de programmation et la personne qui maintiendra le programme comptent autant que le matériel, et c'est fréquemment la partie laissée pour la fin.
La gamme va d'un automate compact à jeu d'entrées et de sorties fixe, en passant par des systèmes modulaires que l'on étend en ajoutant des cartes, jusqu'à des plateformes de contrôle capables de gérer de grandes installations et la redondance. Cette page traite la façon dont le nombre de points, les types de signaux, la communication et les exigences de maintenance se traduisent en une spécification, ainsi que la frontière avec les appareils de contrôle voisins.
Comment mesure un système API
L'automate exécute un cycle : il lit toutes les entrées en mémoire, exécute le programme, écrit toutes les sorties, puis recommence. Ce cycle a une durée, le temps de cycle, qui fixe la réponse la plus rapide que le système puisse donner à un événement isolé. Un temps de cycle court compte là où un signal doit être capté et traité en quelques millisecondes, comme un repère d'impression sur une ligne rapide ou un verrouillage, et beaucoup moins sur un procédé lent tel qu'un niveau de cuve.
Les entrées et les sorties se comptent et se qualifient séparément, car une voie analogique et une voie TOR n'ont pas le même coût et n'occupent pas les mêmes types de cartes. Les points TOR se comptent en général avec une réserve de capacité, puisqu'une installation gagne des signaux au fil de sa vie. Les voies analogiques apportent leurs propres décisions sur la résolution, sur l'isolement et sur le fait que la carte accepte ou non directement un signal de procédé normalisé.
La communication relie l'automate à tout le reste : l'interface opérateur, les variateurs, les instruments et le réseau d'usine. Le protocole, le nombre de ports et la topologie du réseau font tous partie de la spécification, et ils sont le plus souvent imposés par ce qui est déjà installé sur site. Un automate incapable de parler aux systèmes installés est un automate qui exige une passerelle supplémentaire, ce qui représente à la fois un coût et un point de défaillance.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Format | Un automate compact à E/S fixes, un système modulaire étendu par cartes, ou une plateforme de contrôle plus large | La façon dont le système grandit, et si le nombre de points doit évoluer au cours de la vie de la machine. |
| Nombre d'entrées et de sorties TOR | Le nombre de chacune, avec la réserve de capacité prévue | Si les signaux installés tiennent avec de la place pour en ajouter, et si les voies de réserve sont câblées ou seulement réservées dans le programme. |
| Type de sortie | Sorties à relais, à transistor ou à triac | Ce que la sortie peut commander. Un relais convient à une charge mixte et il est plus lent ; un transistor commute vite et convient au travail par impulsions. Le choix suit la charge plutôt qu'une préférence. |
| Voies analogiques | Leur nombre, et le fait qu'elles acceptent ou non directement des signaux de procédé normalisés | Si les instruments se raccordent sans conditionneur de signal, et de quelle résolution le procédé a besoin. |
| Ports et protocoles de communication | Ethernet, bus série et options de bus de terrain, et combien de chacun | Ce à quoi l'automate peut parler sans passerelle, ce qui est normalement décidé par ce qui est déjà installé sur site. |
| Performance du processeur et mémoire | La vitesse d'exécution des instructions, ainsi que la mémoire programme et la mémoire de données | Le temps de cycle le plus court atteignable à la taille finale du programme, et l'extension que la mémoire permet. |
| Environnement de programmation et licences | Le logiciel utilisé, et la façon dont la licence est détenue | Qui peut maintenir le programme après la réception, ce qui est une question de maintenance plutôt que de technique. |
| Environnement et montage | Indice de protection, température ambiante et place en armoire | Si l'unité peut être montée là où se trouve la machine, ou si elle exige une armoire climatisée. |
Comment choisir un système API
| Critère | Pourquoi il décide de la réponse | Comment le fixer avant de nous consulter |
| Nombre et type de signaux | Le nombre détermine la taille du système, et les types déterminent les cartes | Fournissez une liste d'entrées et de sorties, avec les points TOR et les points analogiques comptés séparément. |
| Réserve de capacité souhaitée | Une installation gagne des signaux ; un système dimensionné exactement sur la liste du jour n'a pas de place pour grandir | Indiquez la proportion de réserve nécessaire, et si les voies de réserve doivent être câblées. |
| Temps de réponse exigé | Il fixe un plafond au temps de cycle, et donc au processeur | Donnez l'événement le plus rapide que le système doit capter et traiter. |
| Ce avec quoi il doit dialoguer | Les variateurs, les instruments et les réseaux déjà installés décident des protocoles | Listez les appareils et les protocoles déjà utilisés sur site. |
| Qui maintiendra le programme | L'environnement de programmation et la licence déterminent si le personnel du client peut le maintenir lui-même | Précisez qui possédera et maintiendra le logiciel après la réception. |
| Alimentation et environnement | Alimentation disponible, place en armoire, température ambiante et tout classement de zone | Décrivez l'armoire et l'emplacement, pas l'installation en général. |
| Croissance et phases futures | Un système spécifié pour une phase peut devoir en accepter une seconde | Indiquez ce qui est prévu, afin que la mémoire, les E/S et le réseau soient dimensionnés pour le parcours plutôt que pour la première étape. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être établi sur une description de service et affiné une fois les lacunes comblées.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un système API, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un système API |
| Régulateurs PID | Ils régulent une boucle chacun, en prenant une mesure et en commandant une sortie pour la maintenir à une consigne. Ils sont autonomes, ne demandent aucun programme et constituent la bonne réponse lorsqu'une seule variable doit être maintenue. Un système API prend le relais lorsque plusieurs boucles interagissent, ou lorsque la séquence compte autant que la valeur. |
| Entrées-sorties déportées | Elles étendent les entrées et les sorties d'un automate vers le terrain par un réseau, sans fournir de processeur propre. Elles réduisent le câblage et permettent à l'armoire de rester à distance de la machine, mais elles ne font rien seules : il faut un automate à l'autre bout. |
| Modules de contrôle | Ils ajoutent une fonction précise à un système, comme une capacité dédiée au mouvement ou au pesage, plutôt qu'une logique générale. Lorsqu'une application a une exigence spécialisée et exigeante, un module conçu pour elle peut mieux servir que d'écrire la même fonction dans le programme principal. |
| Appareils de communication industrielle | Ils relient des systèmes qui, sinon, ne se parleraient pas, en convertissant un protocole en un autre. Ils constituent la réponse lorsque l'automate ne peut pas être changé mais que les réseaux doivent être réunis, et ils ajoutent un appareil entre les deux extrémités. |
| Isolateurs de signal | Ils séparent électriquement les circuits afin qu'un défaut ou une boucle de masse d'un côté ne puisse pas affecter l'autre. Ils se placent entre le terrain et l'automate, et ils résolvent un problème électrique plutôt qu'un problème de contrôle. |
| Appareils Modbus | Ils parlent un protocole précis et largement utilisé, et peuvent être des instruments ou des passerelles. Ils comptent dans la spécification parce que l'automate doit prendre en charge ce protocole nativement ou par une passerelle. |
La décision la plus souvent reportée, et la plus souvent regrettée, est celle de savoir qui maintient le programme. Un système que les ingénieurs du client ne peuvent pas maintenir eux-mêmes les lie à celui qui l'a écrit, quoi que dise la spécification matérielle.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- Liste des entrées et des sorties, avec les points TOR et analogiques comptés séparément
- Types de signal analogique, et indication s'il s'agit de signaux de procédé normalisés
- Réserve de capacité nécessaire, et indication si les voies de réserve doivent être câblées
- Événement le plus rapide que le système doit capter et traiter
- Appareils et protocoles avec lesquels il doit dialoguer
- Environnement de programmation souhaité, et qui le maintiendra ensuite
- Alimentation disponible, place en armoire, conditions ambiantes et tout classement de zone
- Phases futures prévues, et la croissance attendue
- Quantité, port de destination et date de livraison requise