Qu'est-ce qu'un système PLC ?

En termes simples, un système PLC (programmable logic controller) est un ordinateur industriel robuste. Il a d'abord été développé pour l'industrie automobile afin de remplacer les systèmes logiques complexes à relais câblés par une solution électronique plus souple et plus fiable. Le premier système PLC s'appelait le Modicon 084 et a été inventé à Bedford Associates par Dick Morley en 1968. [1]

Aujourd'hui, les systèmes PLC varient en taille et en capacité pour répondre aux différents besoins industriels, des applications à petite échelle aux opérations à grande échelle.

L'objectif principal d'un système PLC est d'automatiser et de contrôler les processus de fabrication tels que les lignes d'assemblage, les bandes transporteuses, les dispositifs robotiques, etc. [2]

Les autres objectifs principaux sont la réception de signaux d'entrée provenant de capteurs et d'autres dispositifs, le traitement des informations et l'exécution de commandes spécifiques pour contrôler les dispositifs de sortie. Par conséquent, les automates programmables peuvent gérer efficacement diverses tâches telles que la régulation de la température, de la pression, du débit et du mouvement dans les installations de fabrication et de traitement. En outre, les automates peuvent effectuer des opérations logiques, des fonctions de synchronisation, la manipulation de données et la communication avec d'autres systèmes de contrôle.

Un autre objectif clé d'un API est de fournir une flexibilité dans la programmation et la reprogrammation de la logique de contrôle pour répondre aux exigences changeantes de l'environnement de production. Cette adaptabilité permet aux industries de modifier et de mettre à jour facilement leurs systèmes de contrôle sans devoir procéder à un recâblage important ou à des changements de matériel.

Les systèmes PLC sont utilisés dans un large éventail d'industries et d'applications. L'utilisation la plus courante des automates est dans les installations de fabrication et de traitement. Les automates sont également couramment utilisés dans l'industrie automobile pour contrôler l'assemblage des véhicules.

Les autres utilisations sont les suivantes

• Alimentation et boissons - régulation de la production et de l'emballage des produits
• Industrie pharmaceutique : régulation de la production de médicaments et respect de normes réglementaires strictes
• Transport - contrôler les feux de circulation, les systèmes de signalisation ferroviaire et les véhicules à guidage automatique (AGV) dans les opérations de logistique et d'entreposage
• Pétrole et gaz - surveiller et contrôler les opérations de forage, les processus de raffinage et le transport par pipeline
• Services publics et énergie - surveillance et contrôle de la distribution d'électricité, du traitement de l'eau et des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation

Un système PLC typique se compose de dispositifs d'entrée tels que des capteurs et des interrupteurs, de dispositifs de sortie tels que des moteurs et des vannes, d'une unité centrale de traitement (CPU), d'une unité de mémoire, d'une interface homme-machine, d'un dispositif de programmation et de modules d'E/S (entrée et sortie)[3]. [3]

La fonction de base d'un API est de surveiller l'état des dispositifs d'entrée et de contrôler l'état des dispositifs de sortie sur la base d'un ensemble d'instructions préprogrammées. Lorsqu'un automate est mis sous tension, il commence à analyser ses entrées et à exécuter la logique programmée dans sa mémoire. Cette logique est généralement créée à l'aide de la logique en échelle, un langage de programmation graphique qui représente les circuits et la logique des relais d'une manière facile à comprendre pour les techniciens et les ingénieurs. L'automate surveille en permanence l'état de ses dispositifs d'entrée et met à jour sa mémoire interne pour refléter l'état actuel de ces dispositifs. Il utilise ensuite ces informations pour exécuter les fonctions de contrôle appropriées, telles que la mise en marche d'un moteur, l'ouverture d'une vanne ou l'activation d'une alarme.

Les automates programmables peuvent également effectuer des tâches plus complexes telles que l'enregistrement de données, la communication avec d'autres dispositifs et la mise en œuvre de verrouillages de sécurité pour protéger le personnel et l'équipement.

Les automates sont souvent confondus avec les PC. Bien que les automates et les PC (ordinateurs personnels) soient tous deux classés parmi les appareils informatiques, ils présentent quelques différences.

Tout d'abord, ils ne fonctionnent pas de la même manière. Les API utilisent généralement un système d'exploitation en temps réel (RTOS) optimisé pour le contrôle déterministe des processus physiques. Cela signifie qu'un automate peut exécuter des instructions avec un timing précis, garantissant que l'équipement connecté fonctionne de manière synchronisée et réagit aux entrées de manière cohérente et fiable. En revanche, un PC exécute généralement un système d'exploitation général, tel que Microsoft Windows, macOS ou Android, qui n'est pas conçu pour le contrôle en temps réel et peut connaître des retards dans l'exécution des tâches.

La deuxième différence essentielle réside dans les composants matériels et les options de connectivité. Les automates programmables sont équipés de modules d'entrée/sortie spécialisés qui leur permettent de s'interfacer directement avec des capteurs, des actionneurs, des moteurs et d'autres dispositifs industriels. Ils disposent également de ports de communication intégrés pour se connecter à des appareils de terrain et à des systèmes de contrôle de niveau supérieur. En revanche, les PC s'appuient sur des périphériques externes, tels que des interfaces USB et des adaptateurs réseau, pour se connecter à des dispositifs externes. En outre, les automates programmables disposent souvent d'alimentations redondantes et de modules remplaçables à chaud pour garantir un fonctionnement continu dans les applications critiques.

Les automates programmables offrent de nombreux avantages, notamment

• Flexibilité - Les systèmes PLC sont très flexibles et peuvent être facilement reprogrammés pour différents processus ou opérations
• Fiabilité - connus pour leur grande fiabilité et leur conception robuste, les automates programmables peuvent résister à des environnements industriels difficiles, y compris des températures extrêmes [4]
• Rentabilité - Les systèmes PLC peuvent contribuer à réduire les coûts globaux en minimisant les temps d'arrêt, en augmentant l'efficacité opérationnelle et en nécessitant moins de maintenance que les systèmes traditionnels contrôlés par relais
• Facilité de dépannage - Les systèmes PLC fournissent des messages d'erreur et des diagnostics détaillés, ce qui facilite l'identification et la correction de tout problème dans le système.
• Surveillance et contrôle à distance - Les systèmes PLC permettent la surveillance et le contrôle à distance des processus, ce qui permet d'effectuer des ajustements et des dépannages en temps réel sans avoir besoin de personnel sur place
• Sécurité - Les systèmes PLC peuvent être programmés pour inclure des fonctions de sécurité, telles que des arrêts d'urgence ou des systèmes d'alarme, afin d'améliorer la sécurité sur le lieu de travail et de prévenir les accidents

1. Wikipédia. (2024.). Automate programmable. Consulté le 29 juillet 2024, à l'adresse : https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller
2. PLC Table. (n.d.). Siemens PLC. Consulté le 29 juillet 2024, à l'adresse : https://www.plctable.com/siemens-plc/
3. OMRON. (n.d). Programmable Logic Controllers (PLC). Consulté le 29 juillet 2024, à l'adresse : https://industrial.omron.co.uk/en/products/programmable-logic-controllers
4. TechTarget (2024.) Programmable Logic Controller (PLC). Consulté le 29 juillet 2024, à l'adresse : https://www.techtarget.com/whatis/definition/programmed-logic-controller-PLC