OPC UA : cinq lettres pour une transparence améliorée
Le standard OPC UA permet une évaluation efficace des données de machines et d’appareils. Avec les nouveaux capteurs certifiés OPC UA de Leuze, les exploitants d’installations profitent de nouvelles possibilités.
La pyramide devient perméable
Que ce soit dans le contexte de l’Industrie 4.0, IIoT ou d’une communication machine to machine, les machines, installations et produits ne peuvent être mis en réseau que via des standards adaptés. Les experts citent souvent à ce sujet la pyramide de l’automatisation, depuis son niveau le plus bas, celui des appareils jusqu’à sa pointe, le niveau de gestion, avec entre eux les niveaux de terrain, de commande et de supervision. Les différents standards d’échange de données entre les niveaux se distinguent en termes de capacités : les machines et appareils au niveau de terrain et au niveau de commande échangent leurs données via des protocoles pertinents tels que IO-Link, PROFINET, Ethernet/IP, EtherCAT ou Ethernet TCP/IP, si bien qu’un accès direct au niveau supérieur de la pyramide d’automatisation est bloqué. En effet, un bus de terrain ne peut pas monter jusqu’au cloud, de même que des protocoles comme MQTT ne peuvent pas communiquer avec le niveau du terrain. La structure OPC UA (UA = Unified Architecture) vient combler cette lacune. Avec les capteurs de Leuze qui sont certifiés OPC UA, les exploitants d’installations profitent d’autres possibilités.

Le standard OPC UA fait le lien entre les niveaux de la pyramide d’automatisation.
De la base jusqu'au cloud
Il n’y a jusqu’à présent pas de protocole universel qui permette à tous les appareils, machines et serveurs de communiquer ensemble, entre tous les niveaux. La raison en est que les protocoles doivent répondre à des exigences très spécifiques à chaque niveau. Il est impossible de tout faire figurer dans un seul. Pourtant, les machines et les appareils produisent de nombreuses données précieuses. Mais les niveaux qui pourraient analyser ces données n’y ont souvent pas accès et ne peuvent pas les interpréter. C’est là qu’OPC UA fait le lien. OPC UA n’est pas un protocole, mais plutôt en quelque sorte une compilation de blocs technologiques. Au moyen d’un modèle d’information, il définit les données à envoyer. Le standard régit les droits d’accès dans le contexte de la communication et fixe le protocole pour l’échange des données. De cette manière, les niveaux jusqu’à présent coupés les uns des autres de la pyramide d’automatisation deviennent perméables et le tout se transforme en une structure réseau ouverte. En tant que structure Open Source disponible gratuitement, OPC UA est indépendant des fabricants et de la plateforme logicielle.
Une installation accélérée
Pour pouvoir les échanger à tous les niveaux de la pyramide d'automatisation, les données doivent être préparées et mises à disposition de manière systématique. En effet, même si des standards de communication sont définis, lorsqu’un appareil envoie une série de chiffres, le destinataire a besoin de métadonnées. Alors seulement, la série de chiffres peut être interprétée correctement, par exemple comme une unité de mesure. C’est là qu’intervient le modèle d’information de la fondation OPC Foundation. Il traite les appareils reliés comme un réseau constitué de différents objets. D’abord, les liaisons entre les nœuds sont réglementées. À un deuxième niveau, les attributs standards sont définis : il s’agit là d’exigences minimales pour qu’un appareil puisse être détecté sur le réseau. Des attributs particuliers comme des capacités ou des actions de machines peuvent également être fixés. Une structure lisible de manière automatique est ainsi créée. Les données sont rendues lisibles et interprétables pour d’autres appareils certifiés OPC UA. Dans la pratique, pour éviter que chaque fabricant ne doive mettre en place de nouvelles spécifications pour chaque appareil, en recommençant à chaque fois depuis le début, des standards sont disponibles par secteur. Ces spécifications complémentaires, les « Companion Specifications » décrivent comment par exemple des lecteurs de codes 1D se définissent et quelles valeurs et quels évènements ils mettent à disposition. L’OPC Foundation les met à disposition aux formats PDF et XML. Les spécifications sont donc lisibles par machine, un transfert manuel n’est pas nécessaire.
Types d’informations à mémoriser dans le modèle de données d’un appareil :
- Données permettant l’identification de l’appareil sur le réseau
- Données relatives au processus et évènements (par exemple résultat de lecture d’un scanner, commande de marche/arrêt)
- Données de qualité (par exemple lectures réussies et non réussies d’un certain scanner)
OPC UA présente déjà des avantages importants pour l’installation. Un exemple : lorsqu’un lecteur de codes à barres BCL 348i de Leuze se présente comme un lecteur de codes 1D sur le réseau et que le niveau de commande comprend ce signal, les caractéristiques de l’appareil sont automatiquement reconnues (AutoID). L’intégration au système est ainsi particulièrement rapide. La maintenance de l’installation est également simplifiée puisque des alarmes et des messages d’erreur ou de statut d’appareils individuels sont centralisés et peuvent être analysés de manière uniforme.

Le lecteur de codes 1D BCL 348i de Leuze est certifié OPC UA. De ce fait, il est compatible avec les exigences technologiques d’OPC UA et peut transmettre des données au niveau de gestion.
Sécurité au sein du réseau
OPC UA contribue par ailleurs à une meilleure sécurité informatique. Une exigence qui, à l’heure de l’IIoT, prend de plus en plus d’importance, puisque les données des machines doivent être traitées via le Cloud pour l’Internet industriel des objets. Dans ce contexte, les exploitants d'installations bénéficient du chiffrement de bout en bout déjà intégré au standard OPC UA. De ce fait, les données de l’entreprise sont bien protégées contre toute attaque extérieure. De plus, une attribution contrôlée des droits en interne est également réalisable. En définissant les personnes autorisées à accéder aux données, à les lire, à les analyser et à les modifier, les risques d’arrêts dus à des attaques ou à de mauvaises manipulations sont minimisés.
Les installations sont plus faciles à surveiller
L’un des plus grands atouts du standard en est l’analyse des données qui permet d’accroître nettement l’efficacité des installations. Avec OPC UA, les machines et installations sont faciles à surveiller et les processus à optimiser. Prenons un exemple pratique pour illustrer cela : dans un entrepôt de petites pièces, des caisses circulent sur une ligne de convoyage afin de transporter la marchandise vers les postes de préparation de commandes et vers l’expédition. Les caisses sont dotées d’une étiquette à code à barres. Des lecteurs de codes 1D BCL 348i de Leuze sont installés le long de la ligne de convoyage. Ils fournissent les données au moyen desquelles les caisses sont guidées sur la ligne de convoyage. Avec le temps, l’optique des scanners peut s’encrasser en fonctionnement, si bien qu’ils ne peuvent plus détecter correctement les étiquettes sur les caisses. Par ailleurs, à force d’utilisation, les étiquettes peuvent s’abîmer ou se salir si bien qu’elles deviennent illisibles. Mais comment trouver l’erreur ?
Un accès rapide aux données importantes
Traditionnellement, sans OPC UA, les capteurs peuvent être commandés au moyen d’un ordinateur de diagnostic. Comme ils enregistrent des indicateurs tels qu’une proportion d’échecs de lectures, il est possible d’identifier des scanners sales ou perturbés. L’inconvénient en est que l’exploitant de l’installation doit commander et consulter chaque appareil séparément. Il s’agit là d’un travail fastidieux, surtout lorsque des étiquettes altérées doivent être détectées. Le personnel doit consulter les données de chaque scanner et les mettre en relation manuellement. Le concept OPC UA et la technologie de détection qui va avec sont bien plus efficaces : les lecteurs de codes 1D BCL 348i de Leuze sont certifiés OPC UA, leurs données peuvent être transmises jusqu’au niveau de gestion. Une application simple permet de les analyser de manière centralisée et par exemple de les visualiser sur un Dashboard. Un scanner présentant un nombre anormalement élevé de tentatives infructueuses est signalé en temps réel. Un autre avantage : comme son emplacement est également transmis, une maintenance éventuelle peut facilement avoir lieu sur place. Si un scanner semble mal reconnaître une certaine étiquette, celle-ci peut également être remplacée de manière ciblée. Cela représente donc en somme un net gain d'efficacité pour la maintenance et un moyen simple d'augmenter la disponibilité de l'installation.

Sans OPC UA, des étiquettes abimées ou des scanners perturbés sont bien plus difficiles à trouver.
Miser sur une technique de détection certifiée
En peu de temps, OPC UA est devenu la structure centrale de la transmission de données, du terrain jusqu’au cloud. Les niveaux des installations d’automatisation jusqu’à présent très hiérarchiques deviennent ainsi perméables. Cela contribue entre autres à une analyse efficace des données des machines et appareils. Mais seule une technique de détection adaptée permet de profiter des avantages que ce standard apporte pour l’installation, l’optimisation en fonctionnement et la maintenance. Dans ce contexte, il est recommandé de miser sur l’expertise de professionnels de la détection qui proposent des produits certifiés OPC UA et possèdent le savoir-faire nécessaire. Les Sensor People de Leuze sont disponibles à tout moment à titre d’interlocuteurs. Avec les produits de détection certifiés OPC UA et innovants de Leuze, comme notamment le lecteur de codes 2D DCR 248i et le lecteur de codes 1D BCL 348i, les exploitants atteignent un tout nouveau niveau d'efficacité.

Des scanners certifiés OPC UA sont également disponibles pour les codes 2D, par exemple le DCR 248i. Leuze équipe de plus en plus de séries de produits avec OPC UA afin de permettre une utilisation efficace de l’IIoT et de l’Industrie 4.0.