Technologie du vide pour l'usine numérique

Terminal compact SCTMi : Grâce à sa conception modulaire, jusqu'à 16 électrodes individuelles peuvent être contrôlées et configurées. La paramétrisation s'effectue via une application. (Image : J. Schmalz GmbH)

Le générateur de vide électrique ECBPi avec IO-Link et NFC a été conçu pour la robotique mobile et les tâches de manipulation stationnaires avec des robots collaboratifs (Cobots). (Image : J. Schmalz GmbH)

Les composants à vide sont rapidement intégrés dans l'environnement d'application via des interfaces telles que IO-Link, Ethernet ou NFC. Ils permettent une surveillance continue du processus, une détection précoce des erreurs et une maintenance planifiée en temps voulu. (Image : J. Schmalz GmbH)

Pour que les générateurs de vide électriques, les pinces ou les actionneurs compacts deviennent visibles pour la fabrique intelligente, ils doivent fournir en temps réel des données numériques sur l'énergie et le processus. Schmalz intègre à cet effet des interfaces telles que IO-Link, Ethernet ou NFC dans ses composants de vide, créant ainsi la base intelligente pour la fabrication connectée.

Les systèmes cyber-physiques sont les protagonistes de la quatrième révolution industrielle. Ils relient des objets réels à des objets virtuels, c'est-à-dire des machines avec des systèmes de traitement de l'information. Le niveau d'innovation par rapport à la vague d'automatisation par l'électronique et l'informatique à partir des années 1970 est la communication inter-systèmes. Grâce à elle, la contrôle de l'énergie et du processus ainsi que la maintenance prédictive peuvent être réalisées — si les appareils disposent des interfaces appropriées.

Spécialement conçus pour la mise en réseau dans l'automatisation du vide, J. Schmalz GmbH développe des composants de vide qui non seulement collectent et envoient des données pertinentes pour l'énergie et la performance vers le cloud, mais aussi surveillent et analysent ces données. Grâce à des interfaces IO-Link ou Ethernet industriel, les appareils intelligents assurent une communication continue de la couche capteur-actuateur jusqu'au contrôleur supérieur (PLC) et au-delà vers la couche de gestion. La communication fonctionne dans les deux sens : en plus de transmettre des données sur l'état ou la consommation d'énergie, il est possible de modifier des paramètres via le contrôleur et de les transmettre à l'appareil intelligent.

En plus de l'interface IO-Link et Ethernet industriel, Schmalz intègre également une interface NFC (Near Field Communication) dans ses composants de vide intelligents. Pour échanger des informations sans fil sur de courtes distances, une liaison point à point est établie entre l'appareil intelligent et l'appareil mobile NFC compatible de l'utilisateur. Aucun aliment électrique supplémentaire n'est nécessaire dans le composant pour la transmission. À la place, une bobine intégrée est activée par le smartphone. La bobine induit une tension dans un processeur qui envoie ensuite ses informations via une antenne. L'utilisateur peut ainsi lire directement sur son smartphone des données de processus ainsi que des informations de maintenance et de service. L'appareil communique presque en clair avec l'utilisateur : en cas d'arrêt, il fournit des indications claires sur la source du problème au lieu de codes d'erreur cryptiques. Le paramétrage du composant peut également être effectué via le smartphone. À cet effet, Schmalz a programmé l'application ControlRoom. Les modifications de paramètres effectuées via NFC peuvent être directement transférées à l'appareil ou copiées d'un appareil à un autre.

Un autre avantage du NFC est l'association directe du produit avec le smartphone. Deux appareils ne sont connectés que sur une très courte distance maximale de deux centimètres. Ainsi, l'utilisateur peut être sûr de ne pas paramétrer involontairement des appareils voisins.

De l'aération à la transmission de données

La valeur ajoutée de la digitalisation au niveau des composants pour l'application de vide est illustrée par l'exemple du terminal compact SCTMi. Celui-ci regroupe jusqu'à 16 générateurs de vide individuels en une unité compacte, équipée uniquement d'une connexion électrique et d'une connexion d'air comprimé. Schmalz permet ainsi la manipulation simultanée et indépendante de différentes pièces avec un seul système. Le vide est généré par une buse Venturi et détecté par un capteur. La valeur précise du vide peut être lue par l'utilisateur via les données de processus IO-Link ou sur l'écran du générateur.

Grâce aux données de processus cycliques, les éjecteurs sont également contrôlés et des informations actuelles du SCTMi sont renvoyées. De même, l'utilisateur dispose via la connexion IO-Link de valeurs de réglage, de paramètres ainsi que de données de mesure et d'analyse. De plus, les fonctions de diagnostic et de prévision des composants de vide fournissent des informations sur l'état de l'installation et détectent des tendances en matière de qualité et de performance. Transmises à un cloud interne ou externe, ces données sont traitées et analysées pour générer une réelle valeur ajoutée : si le système détecte des valeurs en dehors des tolérances ou des changements progressifs, celles-ci peuvent être rapidement et clairement affichées à l'utilisateur. Par exemple, le système vérifie pour les évaluations de maintenance prédictive la fuite et la contre-pression.

Les événements de surveillance conditionnelle sont par exemple déclenchés lorsque les valeurs de contre-pression dévient, lorsque les temps de vidange des éjecteurs dépassent leurs limites ou lorsque les tensions des capteurs sortent de la plage de travail. La fonction de surveillance de l'énergie contrôle la consommation d'énergie des systèmes de vide connectés. Cette surveillance est basée sur la consommation d'air mesurée, calculée en tenant compte de la pression du système et de la taille de la buse. Les utilisateurs peuvent définir une valeur de pression externe via les données de processus IO-Link. Lorsque cette valeur est disponible, l'éjecteur peut mesurer en plus la consommation d'air absolue en plus du pourcentage.

Intégration rapide

Grâce à ces nombreuses fonctions, l'utilisateur peut maintenir son installation efficacement, éviter les arrêts machine et augmenter la disponibilité des installations. Mais IO-Link lui offre également des avantages décisifs lors de l'intégration du terminal compact dans l'environnement système : Schmalz fournit un fichier de configuration IO-Link complet IODD (IO Device Description), qui inclut notamment des informations sur l'identification, les paramètres de l'appareil, les données de processus et de diagnostic, ainsi que les caractéristiques de communication. De même, l'échange d'appareils est simplifié, car le protocole IO-Link comporte une automatisation pour la prise en charge des données. Lors du remplacement d'un appareil par un nouveau du même type, les paramètres du précédent sont automatiquement enregistrés dans le nouveau par le maître.

Le terminal compact SCTMi fait partie du programme en constante croissance des appareils de terrain intelligents. Leurs données de processus et d'état rendent possibles les concepts Industrie 4.0. Les utilisateurs bénéficient d'une mise en service rapide, d'un fonctionnement fiable et de risques de panne réduits. En plus de ses actionneurs compacts spécifiques, Schmalz a également équipé le commutateur de pression électronique de vide VSi — qui mesure et surveille les surpressions et dépressions dans les systèmes d'automatisation et de manutention — ainsi que la pince spéciale SNGi-AE et le générateur de vide électrique ECBPi avec IO-Link et NFC pour la fabrication numérique.