Condition Monitoring to Go

La surveillance de la température des armoires électriques ne préoccupe pas seulement les concepteurs et les constructeurs d'installations depuis que des thèmes comme la durabilité et l'efficacité de la production sont sur toutes les lèvres. La température, l'humidité, mais aussi la sécurité d'accès aux armoires électriques sont des grandeurs qui jouent un rôle important dans presque tous les concepts d'installation. Des températures élevées ou irrégulières dans les armoires électriques peuvent entraîner une perte de puissance ou même une panne de certains appareils. Si les composants d'une armoire électrique sont disposés de telle sorte que des points chauds (nids de chaleur) se forment ou que l'air frais ne peut guère circuler, plusieurs risques apparaissent : les appareils de mesure précis deviennent éventuellement imprécis, les composants ont une durée de vie plus courte ou, dans le pire des cas, tombent en panne. Les systèmes complexes comme les commandes sont particulièrement sensibles à la chaleur : La plupart des automates programmables ont une température ambiante maximale de fonctionnement de 55 °C. Cette température est à peine supérieure de 15 °C au "climat de bien-être" de nombreuses armoires électriques. Outre la température et l'humidité de l'air, la protection fiable et compréhensible contre les accès non autorisés joue un rôle important dans de nombreuses applications, en particulier dans les "infrastructures critiques" (KRITIS) comme l'approvisionnement en énergie et en eau.

La surveillance des armoires électriques détecte à temps les anomalies 

Malgré une topologie optimale ou même la ventilation à l'aide de climatiseurs, il est souvent utile de surveiller en permanence les conditions climatiques dans l'armoire électrique. Cela permet de détecter les anomalies à temps et d'éviter les pannes, surtout lorsque les appareils sont placés dans des armoires électriques éloignées. C'est le cas, par exemple, des zones extérieures où les intempéries constituent un facteur externe supplémentaire.

Avec sa série CCM, Turck propose depuis des années déjà une solution de surveillance conditionnelle facile à mettre à niveau. L'abréviation CCM signifie Cabinet Condition Monitoring et décrit la tâche principale des appareils compacts sur rail DIN, qui disposent de trois capteurs internes pour surveiller la température, l'humidité de l'air et l'écartement des portes. Selon le modèle, les données de capteurs externes supplémentaires peuvent également être traitées. Les contrôleurs d'armoires électriques de Turck marquent des points grâce à leurs fonctions de contrôle faciles à utiliser. Ils détectent automatiquement toute ouverture de porte en mesurant la distance à la porte. Les appareils rendent ainsi toute armoire électrique apte à être utilisée dans des infrastructures critiques sans grand effort. De plus, la surveillance de la fermeture de la porte par l'appareil sur profilé est plus fiable et plus inviolable que les interrupteurs à contact de porte et beaucoup moins coûteuse que les interrupteurs à rouleau.

IM(x)12-CCM avec contact de commutation et IO-Link

Les premiers moniteurs d'armoire de la série CCM ont été les modèles IM12-CCM et IMX12-CCM (avec homologation Ex). Ces appareils compacts se fixent simplement sur le rail DIN et envoient un signal précis en cas de dépassement de valeurs définies, par exemple en cas de surchauffe d'un appareil, de formation de rosée dans l'armoire ou d'ouverture de la porte. L'IM12-CCM est doté d'un enregistreur de données interne avec horodatage et stocke les données jusqu'à deux ans. Cela permet à l'utilisateur de détecter des variations rampantes sur de longues périodes et d'en corriger la cause. Deux protecteurs d'armoire peuvent être exploités en mode maître-esclave via une interface afin de surveiller simultanément la fermeture correcte de la porte et les autres valeurs limites en deux points de l'armoire de commande. Le maître traite les données de l'esclave et envoie un signal au contrôleur. L'IM12-CCM standard est équipé de deux contacts de commutation et d'une interface IO-Link. Le mode d'apprentissage rapide permet à l'utilisateur de régler facilement les valeurs limites sur le terrain. Les paramètres peuvent également être définis via IO-Link ou un cadre FDT tel que PACTware.

IM18-CCM : relier le niveau de l'usine et le monde informatique

Après les appareils éprouvés de la série IM12, Turck a jeté un pont vers l'IIoT avec les IM18-CCM. Les appareils peuvent non seulement représenter la surveillance de l'état des armoires électriques sur place, mais aussi transmettre les données dans le monde informatique. Grâce à deux interfaces Ethernet indépendantes, l'appareil de 18 mm d'épaisseur fournit les valeurs de mesure de ses capteurs à des systèmes de niveau supérieur. Ce chemin mène jusqu'au cloud, qui permet au personnel de maintenance d'accéder à tout moment aux données climatiques actuelles, même via un terminal mobile. Ainsi, la frontière entre le niveau opérationnel et l'infrastructure informatique disparaît peu à peu. Cela signifie que les utilisateurs peuvent analyser les données du niveau de l'usine depuis leur bureau..

Les utilisateurs disposent de possibilités étendues non seulement pour la sortie de données, mais aussi pour la collecte de valeurs de mesure. Via RS485 (Modbus RTU ou CAN), il est possible, si nécessaire, de connecter à l'IM18-CCM, en plus des trois capteurs intégrés, des appareils externes tels que des capteurs de vibrations. Pour obtenir une image idéale de la température d'une armoire électrique, il est par exemple possible de répartir plusieurs capteurs de température à différentes positions. Souvent, les données de trois capteurs de température suffisent pour obtenir une impression générale précise, même dans les grandes armoires. Une interface Add-on permet en outre de raccorder d'autres appareils, comme l'IM18-CCM51 pour la mesure du courant pour 12 canaux de courant alternatif avec jusqu'à 600 A. La transmission des données et l'alimentation en tension des modules IM18-CCM raccordés s'effectuent via le bus du panneau arrière. 

Plate-forme IIoT pour le Condition Monitoring 

La série IM18-CCM est une plateforme IIoT performante pour le Condition Monitoring et d'autres applications informatiques. Avec leur système Debian-Linux, les modèles IM18-CCM40 et IM18-CCM50 sont de préférence destinés à être utilisés par les OEM. Ceux-ci ont la possibilité d'adapter les systèmes exactement à leurs propres structures et de créer ainsi des solutions clients sur mesure. Ainsi, les programmeurs peuvent injecter des routines spécifiques dans l'appareil pour qu'il détecte par exemple un point de rosée ou prenne en compte les hausses de température naturelles au début des mois d'été. De même, certains utilisateurs peuvent vouloir télécharger leur propre connecteur cloud - la visualisation des tendances ou l'envoi d'une alarme se font alors dans le système supérieur. Grâce à ses deux interfaces Ethernet indépendantes, l'IM18-CCM relie facilement le monde OT et le monde IT. Côté protocole, l'appareil communique via TCP/IP, Modbus TCP et HTTP. D'autres protocoles basés sur Ethernet peuvent être installés ultérieurement à tout moment.  

L'IM18-CCM40, en tant que solution de surveillance conditionnelle flexible, ouverte et au prix attractif, est surtout l'appareil de choix pour les scénarios d'application simples. Avec des entrées numériques et analogiques supplémentaires et une mémoire de travail plus importante, l'IM18-CCM50 couvre toutes les exigences dépassant ce cadre.

IM18-CCM60 : solution plug-and-play pour un Condition Monitoring intelligent

Avec l'IM18-CCM60, Turck propose dès à présent un nouveau modèle de sa série de contrôleurs d'armoires électriques qui met désormais les possibilités de la plateforme CCM50 à la disposition des utilisateurs sans connaissances en programmation. Pour ce faire, le nouveau modèle est équipé du système d'exploitation IIoT siineos, que les spécialistes de la numérisation de in.hub ont développé spécialement pour la plate-forme CCM. L'IM18-CCM60 combine ainsi matériel et logiciel en une solution plug-and-play intelligente, facile à utiliser partout, intuitive et pouvant être intégrée à tout moment dans des systèmes supérieurs via MQTT ou OPC UA - du système autonome autonome à la solution globale de surveillance des conditions avec intégration dans le cloud.

Avec l'IM18-CCM60, les utilisateurs peuvent résoudre très efficacement les tâches de surveillance conditionnelle en effectuant toutes les configurations et le paramétrage de manière intuitive via l'interface graphique basée sur un navigateur. Ceux qui le souhaitent peuvent continuer à utiliser le terminal Linux habituel via une connexion SSH pour introduire leurs propres scripts et installer des programmes. Le framework InCore intégré dans siineos offre un grand choix de composants prêts à l'emploi qui permettent de commander facilement les interfaces et capteurs intégrés ainsi que tous les protocoles réseau et industriels courants.

Outre les apps existantes, il est possible de créer ses propres programmes et apps ou de les charger comme sur un smartphone. L'assistant basé sur le web accompagne la configuration, de sorte que même les utilisateurs sans connaissances préalables peuvent utiliser l'IM18-CCM60 sans problème. Cela permet également d'accéder facilement aux capteurs internes de température, d'humidité et de distance de porte et de paramétrer de multiples interfaces. Des connaissances en programmation ne sont pas nécessaires. 

Outre les performances et la convivialité, la sécurité informatique a également fait l'objet d'une attention particulière lors du développement. Un pare-feu sophistiqué permet donc un contrôle total du trafic entrant et sortant de l'appareil. En outre, l'IM18-CCM60 peut également être configuré en tant que client OpenVPN. Cela garantit un accès à distance sécurisé à l'appareil et, en option, aux machines connectées.

Du PoC à l'intégration dans le cloud

Comme l'IM18-CCM60 ne nécessite pas de compte cloud ou de service obligatoire, l'utilisateur peut également effectuer des tests ou des preuves de concept hors ligne sans effort. Les données de mesure enregistrées restent sur l'appareil et l'utilisateur dispose néanmoins de toutes les fonctionnalités, comme les systèmes de base de données ou les tableaux de bord graphiques (Grafana). L'accès se fait alors directement sur l'appareil via Ethernet ou USB. De cette manière, il est possible de détecter à temps les sources d'erreur et les potentiels d'économie grâce à des installations tests. Si on le souhaite, l'installation peut être intégrée à tout moment dans des solutions de surveillance conditionnelle plus importantes dans l'environnement de production réel, que ce soit dans des infrastructures informatiques locales ou dans des systèmes basés sur le cloud.

Auteur : Klaus Ebinger est directeur de la gestion des produits pour la technologie d'interface.