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 215 rue Caron, Québec, G1K 5V6 Téléphone: (418) 525-8737 Poste 236 Télécopieur: (418) 525-4007 Courriel: Francois.Tremblay@SolutionCPA.com Site Web: www.solutioncpa.com