Qu'est-ce qu'un PLC et comment fonctionne-t-il ?

Un automate programmable (PLC) est un ordinateur numérique utilisé dans l'automatisation industrielle pour surveiller, contrôler et automatiser divers processus et machines.

Introduction

Dans le domaine de l'automatisation industrielle moderne, le sigle "PLC", signifiant "Programmable Logic Controller", incarne la sophistication technologique et l'efficacité opérationnelle. Alors que les industries adoptent la transformation numérique, comprendre les nuances d'un automate programmable devient primordial.

Qu'est-ce qu'un PLC ?

PLC signifie Programmable Logic Controller qui est un ordinateur numérique spécialisé utilisé dans les systèmes d'automatisation et de contrôle industriels pour surveiller, contrôler et automatiser divers processus et machines.
TechTarget définit un PLC comme « Un automate programmable (PLC) est un petit ordinateur à semi-conducteurs modulaires avec des instructions personnalisées pour effectuer une tâche particulière. Les PLC, utilisés dans les systèmes de contrôle industriels (ICS) dans de nombreux secteurs, ont largement remplacé les relais mécaniques, les séquenceurs à tambour et les minuteurs à came.

Plus concrètement, comment fonctionne un PLC ?

Pour qu'un PLC fonctionne, il a besoin de deux entrées.

1. Les données de la machine : Ces entrées sont toutes les données reçues par le PLC des différents capteurs et détecteurs connectés aux machines. Ces capteurs mesurent des quantités physiques telles que la température, la pression, le débit et les niveaux des machines dans votre usine. Les entrées envoient ensuite des signaux électriques au PLC pour représenter l'état du processus surveillé.

2. Programmation du PLC : Les PLC doivent être programmés par vos ingénieurs de l'usine pour créer des séquences d'instructions logiques indiquant au PLC comment réagir aux différentes entrées. Les PLC peuvent être programmés à l'aide de plusieurs langages de programmation spécifiques, tels que Ladder, le texte structuré ou l'instruction séquentielle structurée (SSI).

Une fois que le PLC a été programmé, il pourra réagir aux diverses données reçues.

Le PLC exécutera alors le programme configuré par l'ingénieur. Il comparera les signaux d'entrée avec les conditions programmées pour déterminer l'état actuel du processus. Sur la base du programme, le PLC prend des décisions logiques pour déterminer les actions à entreprendre. Par exemple, si une certaine condition est remplie (p. ex. la température dépasse un seuil), le PLC peut déclencher une action spécifique (comme arrêter un ventilateur).

Les PLC sont également connectés à des actionneurs, appelés sorties. Les sorties sont des dispositifs tels que des moteurs, des vannes, des relais, etc., qui effectuent des actions physiques en réponse aux instructions du PLC.

Les PLC fonctionnent donc en ce qu'on appelle des cycles de balayage, ce qui signifie qu'ils lisent périodiquement l'état des entrées, exécutent le programme pour prendre des décisions et mettent à jour les sorties en conséquence. Ce cycle est répété en continu pour maintenir le contrôle du processus et l'automatisation. 🔁

L'un des avantages des PLC est leur flexibilité : les programmes qui indiquent les décisions à prendre en fonction des données peuvent être modifiés et adaptés pour répondre à de nouvelles exigences sans avoir à changer physiquement les composants matériels. 🚀

Enfin, les PLC peuvent également communiquer avec d'autres dispositifs, systèmes ou ordinateurs dans votre usine, leur permettant de partager des données, de recevoir des instructions ou de coordonner des actions avec d'autres parties de votre système.

Comment le PLC fonctionne-t-il avec les autres systèmes de votre usine ?

Signal d'entrée/sortie :

Comme nous l'avons vu précédemment, les entrées sont des signaux provenant de divers capteurs et détecteurs dans votre processus industriel, tels que capteurs de température, transmetteurs de pression ou interrupteurs. Ce signal fournit à votre PLC des données sur l'état du processus.

PLC :

✅ Si vous avez lu la section précédente, vous devez déjà connaître la réponse.

❌ Si vous avez sauté quelques lignes, voici ce que fait un PLC : il traite les signaux d'entrée, exécute la logique programmée et contrôle les dispositifs de sortie pour automatiser vos processus.

SCADA :

SCADA est un système logiciel qui vous offre une interface graphique pour surveiller et contrôler vos processus industriels. Il collecte des données en temps réel à partir de vos PLC et autres dispositifs, affiche des visualisations (comme des graphiques et des tableaux de bord), et permet à vos opérateurs de surveiller et gérer à distance les processus. Les systèmes SCADA fournissent des informations sur les opérations en temps réel et permettent à vos opérateurs de prendre des décisions éclairées.

MES :

MES est une plateforme logicielle qui gère et contrôle vos opérations de fabrication sur le terrain. Elle comble le fossé entre vos systèmes au niveau de l'entreprise (comme ERP) et vos processus opérationnels. MES suit et gère votre production en temps réel, surveille la qualité, applique les procédures, gère les ordres de travail, et vous fournit des données pour l'analyse et l'optimisation des performances.

ERP :

ERP est un système logiciel complet utilisé pour gérer divers aspects de votre entreprise, y compris la finance, les ressources humaines, la chaîne d'approvisionnement, et plus encore. Dans un contexte industriel, les systèmes ERP gèrent des fonctions de niveau supérieur comme la gestion des stocks, le traitement des commandes, la planification financière, et l'allocation des ressources au niveau de l'entreprise. Il vous offre une perspective organisationnelle plus large au-delà des niveaux opérationnels des PLC, SCADA, et MES.

Conclusion :

Dans le monde de l'automatisation industrielle, l'automate programmable (PLC) occupe le devant de la scène, orchestrant les processus avec précision. En collaborant parfaitement avec des composants tels que SCADA, MES, et ERP, le PLC forme un écosystème complet de contrôle et d'information.
Toutefois, au milieu de cette symphonie de données et d'efficacité, une note cruciale reste inentendue—la sous-utilisation des données de PLC. Souvent négligées, ces données recèlent un potentiel inexploité pour ouvrir de nouvelles perspectives et optimiser les performances.