Supervision industrielle via le standard de communication OPC (OLE for Process Control)

Comment fonctionne la supervision industrielle via le standard de communication OPC ? Après avoir lu cet article, vous serez en mesure de comprendre la signification de l’Object Linking and Embedding (OLE) pour le contrôle de processus ou OPC. Vous vous rendrez également compte de l’importance de sa contribution pour faire fonctionner un système de supervision.

Dans les grandes lignes, l’OLE for Process Control ou OPC utilisé aujourd’hui est un ensemble de normes développées grâce à la collaboration de grandes sociétés d’approvisionnement de l’industrie ayant pour mission de créer une interface uniforme à utiliser par toute organisation ou programmeur de logiciels. C’est une plate-forme logicielle qui permet la communication entre les dispositifs de contrôle, les matériels et les machines d’automatisation. Vous verrez également dans cet article comment ces normes sont appliquées dans les réseaux industriels. Mais avant cela, intéressons-nous à la supervision industrielle. Qu’est-ce que c’est ? Supervision industrielle via le standard de communication OPC (OLE for Process Control) – comment ça marche ?

Supervision industrielle – définition et fonctionnement

En informatique industrielle, on éprouve souvent le besoin d’établir une communication entre un PC et des automates dans le but de concevoir des systèmes automatisés ou bien mettre en place des systèmes de supervision sur PC. Plusieurs types de techniques permettent la communication entre PC et automates. La communication via les ports RS-485 en fait partie ! Cette technique a cependant ses limites ! En effet, toutes les automates ne disposent pas de port RS-485. Mais encore, les liaisons en série se révèlent aussi inadaptées dès que le nombre d’automates employées devient important. Pourtant, il est très rare qu’une installation industrielle n’utilise que des automates qui se comptent sur les doigts d’une seule main. Dans ces conditions, seule l’utilisation d’un serveur OPC reste la solution la plus adaptée.

Cela nous amène à dire que la supervision industrielle dépend énormément du standard de communication OPC. Pour la définir, elle est un procédé qui engage des équipements matériels et logiciels de surveillance informatique dans le but de faire un suivi et le pilotage informatique d’une installation ou d’une machine industrielle donnée. Dans l’industrie, tous les secteurs peuvent faire l’objet de supervision (la production, la transformation, le stockage, le transport et bien d’autres encore) à partir du moment où les activités  fonctionnent grâce à des machines ou installations où il est possible d’intégrer des automates automatisées.

Les principaux éléments surveillés par les systèmes de supervision sont les alarmes, les défauts, les dysfonctionnements, les évènements inattendus, la disponibilité des équipements  ou encore les changements mineurs ou importants de paramètres pendant l’exploitation des machines ou des installations supervisées.

Qu’est-ce que le standard de communication OPC (OLE of Process Control)

Première chose à noter au sujet de l’OLE for Process Control (OPC), il ne s’agit pas à proprement parlé d’un protocole de communication comme suggèrent certaines définitions proposées sur le Web. L’appellation « standard de communication » est plus appropriée. À l’origine, le standard OPC a été créé comme norme d’interface logicielle pour relier les applications Windows et les matériels et logiciels du contrôle de processus. Cette norme définit et décrit une méthode de communication précise et adaptée pour l’accès aux données des dispositifs industriels, comme les automates par exemple.

Aujourd’hui, le standard de communication OPC a bien évolué et ne dépend plus du système d’exploitation de Microsoft pour fonctionner. L’ancienne a fait place au nouveau standard OPC UA ou Open Platform Communication. Plus adapté aux besoins de la supervision industrielle actuelle et à ceux de l’industrie en général, ce dernier regroupe plusieurs avantages. Il est multiplateforme, très sécurisée et peut être embarqué directement dans les équipements industriels tels que les capteurs, automates, les instruments de mesure…

La norme OPC utilisé aujourd’hui se compose de plusieurs spécifications :

• Une spécification qui rend possible l’accès aux données en temps réel.
• Une autre spécification chargée de l’historisation des données
• Une qui permet la gestion des alarmes et évènements.

L’architecture d’un réseau fonctionnant avec le standard OPC

Pour que la supervision soit possible, au moins les trois composants suivants doivent être présents : un dispositif matériel/logiciel, un serveur OPC et pour finir un Client OPC. Les trois sont connectés entre eux formant un réseau qui fonctionne grâce au standard de communication OLE for Process Control (OPC).

1. Un ou des dispositifs matériels/logiciels : il s’agit principalement des automates, des capteurs et des instruments de mesure sur lesquels il est possible de collecter des données. Toutefois, dans cette catégorie figure aussi les bases de données, les fichiers qui contiennent des données exploitables (des fichiers Excel par exemple), ou encore des logiciels comme un Système de contrôle et d’acquisition de données.
2. Un serveur OPC : Il s’agit d’un logiciel avec la capacité de collecter des données sur les dispositifs matériels/logiciels surveillés en les interrogeant. Attention, ce n’est pas n’importe quel serveur OPC qui peut interroger les dispositifs que vous utilisez. Obligatoirement, le serveur OPC doit obligatoirement communiquer avec le même langage employé par dispositif. Et malheureusement, chaque marque a son propre langage. Par ailleurs, les marques (les entreprises qui construisent les dispositifs) possèdent déjà leur propre serveur OPC.
3. Un client OPC : Un client OPC est un logiciel qui a la capacité de communiquer avec n’importe quel serveur OPC. Indispensable pour la mise en place d’un système de supervision, le rôle d’un client OPC consiste à collecter au niveau des serveurs OPC les données qui concernent les dispositifs matériels/logiciels surveillés.

NB : Dans certains cas, il n’est pas exclu que les serveurs OPC soient aussi en même temps des clients.

L’OPC UA – la version la plus adaptée pour la supervision industrielle

Soyez attentif à la version de l’OPC qui fait fonctionner votre système de supervision. Ne choisissez que les logiciels qui font appel à l’OPC UA. Ce dernier est également un protocole de communication machine-to-machine pour l’automatisation et la supervision industrielle. Néanmoins, ses caractéristiques diffèrent de celles proposées par l’OPC Classique. À la différence de ce dernier, il ne fonctionne pas que sur Windows. L’OPC UA est aussi multiplateforme, donc non lié à un système d’exploitation ou à un langage de programmation. En plus de cela, il est également gratuit et sous licence GPL. Cela vous laisse l’option de créer vous-même votre propre logiciel de supervision sans dépenser beaucoup d’argent. C’est également grâce au fait que la licence est gratuite que les logiciels de supervision (Open Source ou SaaS) sont aussi abordables.

Par ailleurs, sachez également qu’avec l’OPC UA, le serveur peut être directement intégré dans les éléments matériels d’un système informatique. Cela explique pourquoi certains capteurs et automates sont capables de communiquer avec des systèmes, alors qu’ils ne sont même pas branchés à des câbles.

Voici d’autres avantages supplémentaires de l’OPC UA :

• Il offre des fonctionnalités de sécurité pour l’authentification, l’autorisation, l’intégrité et la confidentialité.
• Il prend en charge l’architecture orientée service (SOA).
• Son mécanisme d’échange de données est telle qu’il est possible pour le client OPC d’accéder aux données d’historique, de recevoir des notifications en cas de changements au niveau des serveurs, de lancer à distance des actions au niveau des dispositifs matériels/logiciels surveillés et bien d’autres encore.

 MEMOGuard – un logiciel de Supervision industrielle qui fait appel à l’OPC UA

Le logiciel MEMOGuard

Conçu par CLEVER Technologies, MEMOGuard est une solution en SaaS de supervision industrielle avec gestion d’alarmes et d’astreinte. Étant un logiciel SaaS et faisant également appel au protocole OPC UA pour la communication, MEMOGuard peut interroger n’importe quel dispositif matériel/logiciel tel que des capteurs, caméras, automates, base de données, des fichiers renfermant des données et même des SMS et des mails… D’autre part, il a également été conçu de façon à s’intégrer facilement dans n’importe quel système de n’importe quelle industrie (pharmaceutique, le pétrole et le gaz, l’automatisation des bâtiments, la robotique industrielle, la sécurité, la fabrication et le contrôle des processus…) et sur n’importe quel système d’exploitation. En effet, puis qu’il fait appel à l’OPC UA pour fonctionner, MEMOGuard entre dans la catégorie multiplateforme.

Les types de supervision pris en charge par MEMOGuard sont nombreux. Voici quelques exemples :

• La surveillance des équipements et systèmes cibles
• Garantir la disponibilité et les niveaux de service en cas de panne ou dégradation de performance
• Prévenir les menaces et éviter une intervention
• La Supervision passive : ce sont les dispositifs surveillés qui envoient les informations à MEMOGuard
• La supervision active : C’est MEMOGuard lui-même qui va chercher les données au niveau des dispositifs surveillés à une fréquence choisie.

MEMOGuard – diffusion d’alarmes et gestion des astreintes 

Les données sont collectées par un module au niveau de l’entrée depuis plusieurs automates hétérogènes de l’installation industrielle supervisée. Ensuite, ce module transfère les données au moteur de MEMOGuard pour être corrélées avec les données déclarées. Si les données coïncident, alors le logiciel procède au déclenchement des alarmes et à la diffusion des messages d’alerte au personnel d’astreinte. Le logiciel dispose de toutes les fonctionnalités nécessaires (diffusion unique, diffusion en mode large, historisation par alarme, historisation par incident, diffusion en cascade, acquittement, double acquittement, gestion des échecs/relances, gestion de planning, accès à distance par interface web, aboutement…) pour assurer une bonne gestion des astreintes. Il a également accès à plusieurs canaux de diffusion pour diffuser les alarmes (SMS, mail, fax, hautparleur, appel téléphonique, radio…).