L`utilisation des tablettes électroniques en automatisation industrielle

PUBLICATION CPA-2011-100-R1 - Avril 2011
L’UTILISATION DES TABLETTES ÉLECTRONIQUES EN AUTOMATISATION INDUSTRIELLE
Par : François Tremblay, chargé de projet au Centre de production automatisée
Introduction
Les développements technologiques majeurs sont
souvent initiés par l’industrie militaire, aérospatiale ou
industrielle. Ce n’est que par la suite qu’ils atteignent le
marché grand public. Or, il arrive parfois qu’un produit
créé et commercialisé spécifiquement pour le domaine
public soit utilisé par l’industrie. Développée à priori pour
l’usage personnel, la tablette électronique en est un bon
exemple. Ce produit offre des possibilités extrêmement
intéressantes dans le domaine industriel, en particulier au
niveau de l’automatisation. Plusieurs fabricants offrent
une gamme croissante de tablettes opérant sur des
systèmes d’exploitation standards ou propriétaires, tels iOS®, Android®, BlackBerry® ou
Windows®. La tablette iPad®, développée par Apple®, est certainement la plus connue et la
plus médiatisée de toutes. Les images utilisées dans ce document ont été capturées à partir
de la seconde génération de cette tablette.
Visualisation et contrôle des opérations
La visualisation et le contrôle d’un procédé ou d’une
ligne de production, à distance ou localement, sont
sans doute parmi les avantages les plus
incontestables de la tablette électronique. Avec sa
tablette dans la main, un opérateur, un technicien
d’entretien ou un ingénieur de procédé peut se
déplacer le long de la ligne de production et
visualiser, en temps réel, l’état d’opération d’une
machine. Cela peut se faire à travers les différentes
pages d’une interface opérateur existante, d’un
serveur WEB
intégré
au
système de contrôle, ou tout simplement d’une
application embarquée. En réalité, toute opération qui
peut être effectuée sur une interface opérateur
standard, comme démarrer un moteur, modifier un
paramètre ou accepter une alarme, devient possible à
partir de la tablette électronique. Il est également facile
de créer des pages spécialement dédiées à une
utilisation depuis cette dernière. Par exemple, une
console d’opération physique, composée de boutons de
commande, de sélecteurs et de témoins lumineux, peut être recréée virtuellement sur une
interface opérateur et utilisée à distance à partir de la tablette électronique. Cela offre la
possibilité à un opérateur ou à un technicien d’opérer une machine à partir d’un endroit plus
approprié lors de travaux de maintenance, d’analyse, de dépannage ou d’optimisation.
Calibration et ajustements
Une seconde utilisation très intéressante de
la tablette électronique sur une ligne de
production
est
le
paramétrage
et
l’ajustement des différents instruments.
Dans certains cas, un contact physique
avec les composantes de l’équipement est
requis. De façon générale, les ajustements
sont effectués à partir de la console
d’opération, souvent située à une certaine
distance de l’équipement en question. Avec
la tablette électronique, il devient facile de
se déplacer à l’endroit le plus approprié
pour procéder à la calibration ou aux
ajustements.
L’optimisation des contrôles servo-asservis bénéficie énormément de cet avantage. En effet,
lors de l’ajustement des paramètres de contrôle, il est souvent très avantageux pour le
technicien de se placer près de l’équipement, ce qui
lui permet de sentir les vibrations et d’entendre les
bruits anormaux.
Dans le domaine de l’instrumentation, la calibration
de détecteurs analogiques profitera aussi grandement
de l’utilisation de la tablette électronique. En effet,
l’ajustement de ces appareils doit souvent s’effectuer
sur l’appareil lui-même tout en conservant une vue
d’ensemble du procédé à partir de l’écran d’opération.
Cette procédure requiert généralement un contact
radio entre le technicien sur le plancher de l’usine et
l’opérateur dans la salle de contrôle. Avec la tablette,
le technicien pourra effectuer la travail de manière
autonome, tout en étant plus efficace.
Il est probable que les manufacturiers d’équipement
d’instrumentation offriront sous peu des applications
spécifiques pour
leurs instruments.
Celles-ci
seront
exécutables directement sur les tablettes électoniques
courantes. Avec le multimètre et le tournevis, cette
dernière pourrait bientôt faire partie de la boîte à outils
standard du technicien en instrumentation.
Visualisation des alarmes
Les mécanismes de détection, d’archivage et de visualisation des alarmes sont les outils les
plus importants pour le dépannage d’un
système automatisé. À l’aide d’une tablette
électronique, un opérateur, un ingénieur de
procédé, un technicien d’entretien ou une
ressource de support technique externe,
pourra consulter, en temps réel, la liste des
alarmes courantes, et ce, peu importe
l’endroit où il se trouve. Un opérateur pourra
ainsi contacter l’expert technique qui n’aura
pas à se déplacer physiquement. Ce dernier
utilisera sa tablette électronique et, en
quelques secondes seulement, sera en
mesure de visualiser les alarmes courantes
ou archivées et ainsi guider l’opérateur dans
sa recherche de solutions. De plus, le technicien pourra
transmettre par courrier électronique la liste des alarmes,
ou de tout autre écran d’opération jugé utile, au service
de support technique du fabricant de l’équipement ou de
l’intégrateur du système de contrôle. C’est un avantage
non négligeable lors de problèmes survenant la nuit,
alors qu’il s’avère impossible de joindre ces ressources
externes.
Accès aux contrôleurs
Difficile d’imaginer le dépannage d’une ligne de production sans la possibilité d’accéder aux
divers programmes de contrôle. Encore là, la tablette électronique offre des possibilités
intéressantes. Il est possible non seulement de visualiser un programme de contrôle en temps
réel, mais aussi de le modifier
ou d’en forcer les entrées et les
sorties. En fait, puisque la
tablette électronique joue le
rôle d’un terminal déporté de la
station de programmation, tout
ce qui est possible de faire sur
cette dernière le devient sur la
tablette.
Programmer
de
longues sections de code sur
une tablette serait peu efficace
en raison de la dimension
réduite de l’écran. Par contre,
la plupart des tâches reliées au
dépannage se font aisément,
en permettant d’économiser
temps et argent. Lors de
problèmes sur une ligne
d'assemblage par exemple, les impératifs de production obligent souvent l'opérateur à remettre
en marche le système le plus rapidement possible, sans devoir attendre plusieurs minutes,
parfois des heures, qu'un programmeur se trouvant dans une autre section de l'usine, ou à
l’extérieur de l’entreprise, puisse se rendre sur place et accéder au programme de contrôle. Ce
même programmeur, muni d'une tablette électronique, pourra presque sur-le-champ se
connecter au système de contrôle pour une intervention rapide.
Lors des vérifications pré opérationnelles, alors que les dispositifs d’entrées et de sorties des
contrôleurs sont vérifiés et validés, la tablette électronique sera d’une grande utilité en
permettant à un technicien de travailler dans le champ tout en ayant un contact visuel avec
chacun de ces dispositifs. Cela permettra également d’activer des mécanismes en mode
manuel forcé à partir d’un endroit approprié qui permet de surveiller l’environnement immédiat
et ainsi assurer la sécurité du personnel
travaillant à proximité.
Bien que toutes ces fonctionnalités soient
déjà possibles à partir d’un ordinateur
portatif, la tablette offre un avantage réel du
fait qu'elle est extrêmement facile à
transporter et qu'elle ne requiert que
quelques secondes à démarrer. À cela
s’ajoute son autonomie énergétique très
supérieure à celle des ordinateurs portatifs
actuels.
Plusieurs
manufacturiers
d'automates programmables
industriels
proposent déjà des applications permettant
un accès direct à leurs contrôleurs depuis
une tablette électronique.
Visualisation des dessins techniques
Lors du dépannage d’un système, nous n’avons pas toujours les dessins électriques et
mécaniques sous la main. Il arrive aussi que ceux-ci ne soient pas à jour. Avec la tablette
électronique, il est possible de télécharger et de synchroniser la totalité des dessins d’une
ligne de production à des fins de visualisation. Cela
devient très utile pour une ressource de support externe.
Les plans volumineux peuvent être consultés aisément
grâce aux possibilités de zoom et de pan de la tablette.
Même les plus petits détails deviennent accessibles. Il
peut également être intéressant de charger dans la
tablette les dessins et les schémas de raccordement des
différents appareils
de contrôle utilisés
dans l’entreprise. Si
la
version
électronique d’un dessin ou d’un schéma n’est pas
disponible, la version papier peut être numérisée
directement à partir de la tablette électronique grâce à sa
caméra intégrée. Lorsque des modifications sont faites au
crayon sur les plans papier, ces derniers peuvent être
numérisés et transmis aussitôt au département de dessin
pour une mise à jour ultérieure.
Manuels techniques
Un autre outil très intéressant de la tablette est certainement sa bibliothèque électronique. Par
exemple, lors du dépannage d’un équipement, si le technicien a besoin du manuel technique
se référant à ce dernier, il lui suffira d’ouvrir la bibliothèque qui aura préalablement été chargée
de tous les manuels et brochures techniques relatifs à l’installation. La plupart de ces
documents sont disponibles gratuitement sur les sites Internet des manufacturiers
d’équipement. Il suffit de les télécharger sur la tablette pour y avoir accès en tout temps. Si un
document dont le technicien a besoin ne se trouve pas dans la bibliothèque, il aura toujours la
possibilité de le consulter en ligne,
directement sur le site Internet du
manufacturier ou, mieux encore,
de le télécharger dans la tablette
pour une consultation ultérieure.
Les manuels et les brochures
techniques visionnés depuis la
tablette électronique conservent
leurs propriétés, permettant la
recherche par mots-clés, ainsi
que l’accès référencé à partir des
tables des matières et des index.
La tablette offre également la
possibilité d’inscrire des notes
Enregistrement et visualisation de séquences vidéo
Les tablettes électroniques nous offrent la possibilité d’enregistrer et de visionner des
séquences vidéo, une fonctionnalité qui s’avère très utile dans un contexte de dépannage. Non
seulement les séquences peuvent être analysées ultérieurement, mais elles peuvent être
transmises directement à diverses ressources externes de support technique. Mieux encore, il
est possible de diffuser en direct des images vidéo permettant à ces ressources d’apporter une
aide plus appropriée.
Prise de notes rapide
Le défaut des premières tablettes électroniques était la
difficulté d’écrire ou de prendre des notes rapidement.
Avec les nouvelles applications, cette tâche devient
simple. Il est en effet possible d’écrire ou de dessiner
directement, avec le doigt ou avec un stylus, dans un
cahier de notes électronique. Cette opération est aussi
simple et rapide que d’écrire sur un bloc-note en papier.
L’avantage des notes électroniques est qu’elles peuvent
être transmises sur-le-champ par courrier électronique,
ou archivées dans un dossier de projet. Pour une prise
de notes aisée dans un document de texte standard, il
est toujours possible de brancher un clavier et une souris sans fil à la tablette électronique.
Support à distance
Le support à distance est grandement facilité par l’utilisation d’une
tablette électronique et d’un logiciel approprié. Les systèmes
industriels étant de plus en plus complexes, il faut souvent une
équipe pluridisciplinaire pour créer, modifier et dépanner des
systèmes automatisés. Or, il est souvent peu efficace et très
coûteux de mobiliser toute l'équipe en un point donné alors que
l'intervention de chacun des membres n'est parfois que ponctuelle.
Avec les technologies de communication modernes, que l'on pense
à Skype® par exemple, les membres d’une même équipe, chacun
se trouvant dans des lieux différents, peuvent travailler ensemble
sans se déplacer. Avec la tablette électronique, on va plus loin en
transportant cette équipe de façon simple et efficace en tout point
d'une usine, en lui donnant accès au son et à l'image. À l'inverse, la
personne qui possède une tablette électronique pourra facilement assister à une rencontre,
seconder un technicien d'entretien, ou visualiser l'état de la ligne de production qu'il vient de
mettre en opération, et ce, peu importe l’endroit où il se trouve.
Communiquer partout et en tout temps
La technologie de communication des tablettes électroniques utilise deux supports principaux,
le WiFi et les réseaux de téléphonie cellulaire. Sous le support WiFi, une tablette peut être
connectée à un réseau propriétaire interne à l’entreprise, ce qui permettra une utilisation
locale. En ligne sur Internet à partir d’un point d’accès WiFi, l’utilisateur aura accès à n'importe
quel système, peu importe où il se trouve sur la planète. L’un des avantages du WiFi est son
faible coût d’utilisation. Les connexions gratuites sont de plus en plus courantes dans notre
environnement, que ce soit dans les résidences privées, les cafés, les restaurants, les
bureaux, les trains et les aéroports. Mêmes les connexions payantes sont relativement peu
dispendieuses. Le second support utilise la téléphonie cellulaire. Il permet une couverture plus
large, depuis une voiture ou un chalet par exemple. Cependant, cette pratique se fait au prix
d'un coût plus élevé. Lors d’un déplacement à l'étranger, les frais de connexion peuvent
devenir astronomiques à défaut de posséder un compte-client dans la zone de déplacement.
Cela dit, lorsque nous calculons le coût de déplacement physique d'un expert technique, les
coûts de connexion les plus prohibitifs peuvent devenir négligeables en comparaison.
Conclusion
Nous en sommes encore à l'aube des applications industrielles de la tablette électronique. Les
manufacturiers d'équipement commencent à peine à développer des applications pour
certaines tablettes comme le iPad. Mis à part celles présentées dans ce document, de
nouvelles applications voient le jour continuellement et la limite ne semble être que
l'imagination de l'utilisateur. Les applications industrielles des nouvelles tablettes électroniques
seront de plus en plus nombreuses dans les années à venir.
Pour les techniciens et les ingénieurs du Centre de production automatisée affectés à des
projets à l'étranger, les utilisations industrielles de la tablette se combinent aux innombrables
applications grand public, rendant les longs déplacements et le travail à l'étranger plus
efficaces. En déplacement, la tablette permet de rester en contact avec les collègues grâce
aux applications dédiées telles que Skype. L'autonomie énergétique des tablettes, leur vitesse
de démarrage et leur faible encombrement les rendent bien plus adaptées à ces utilisations
que l'ordinateur portatif. Des applications souvent gratuites permettent de lire nos journaux
préférés, peu importe l'endroit où l'on se trouve dans le monde.
L’intégration des tablettes électroniques dans le monde industriel ne doit cependant pas être
prise à la légère. Pouvoir se connecter à un système de contrôle à l'autre bout de la planète
doit se faire dans le respect des règles de sécurité les plus strictes afin de prévenir le piratage
informatique ou le vol d'information. Heureusement, des outils et des méthodes éprouvés sont
disponibles et permettent de profiter des nombreux avantages de l'utilisation des tablettes,
sans pour autant compromettre la sécurité des systèmes hôtes.
Souvenons-nous d'une époque où nous nous rendions chez un client avec un lourd ordinateur
de bureau sous un bras, et un écran cathodique plus lourd encore sous l'autre bras. Les
premiers collègues qui se sont présentés sur le terrain avec des ordinateurs portatifs étaient à
l'avant-garde de la technologie. Ces ordinateurs sont maintenant devenus des appareils
standards, presque banals. De la même manière, nous pouvons prévoir que la tablette
électronique fera bientôt partie de la boîte à outils de base du technicien ou de l'ingénieur
d'automatisation.
François Tremblay, Chargé de projets
Centre de production automatisée - Bureau de Québec
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