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Des boitiers pour les applications intelligentes de capteurs pour l’industrie 4.0

Des boitiers pour les applications intelligentes de capteurs pour l’industrie 4.0

La quatrième révolution industrielle, ou "Industrie 4.0" en abrégé, a commencé depuis longtemps, même si beaucoup de gens n’en sont pas encore vraiment conscients. Cela s'explique en partie par le fait que la plupart des gens en ont déjà entendu parler, mais beaucoup ont encore du mal à expliquer ce terme et son impact réel sur la vie professionnelle quotidienne. En outre, les thèmes de tendance IoT (Internet des objets) et IIoT (Internet industriel des objets) sont mentionnés en même temps que l’Industrie 4.0. Cela rend le tout encore un peu plus complexe.

KAY HIRMER
Head of Marketing at OKW Gehäusesysteme

IdO pour usage domestique

La numérisation et la mise en réseau sont plus tangibles et compréhensibles dans la sphère privée : avec le smartphone, qui est devenu le « meilleur ami de l'homme », vous pouvez déjà contrôler et régler une grande variété de choses, où que vous soyez. Certains appareils comme la Smart-Watch, sont mis en réseau avec d'autres objets intelligents et les données sont stockées de manière centralisée dans le « cloud » sécurisé. Tout cela devrait nous faciliter la vie au quotidien. À mon avis, beaucoup de choses sont vraiment sensées, par exemple les systèmes d’appel d’urgence / émetteurs portatifs dans les cliniques ou domaines sociaux. Ou encore des systèmes de localisation de personnes pour les professions à risque accru en termes de sécurité. Un exemple intéressant est celui des « Capturs » du fabricant français de même nom (www.capturs.com). Ce système de suivi GPS peut sembler plutôt amusant à première vue, mais à y regarder de plus près, il en dit beaucoup plus : le dispositif portatif permet aux amis, à la famille et aux fans de suivre les itinéraires et d'être là en direct lorsque les proches partiquent leur sport, quelque soit l'appareil final utilisé. Vous pouvez exporter / enregistrer les données (itinéraire, distance, altitude, durée) et même les publier sur les réseaux sociaux. La particularité : en cas de chute ou d'accident, quand la personne quitte la route prédéfinie, reste plus longtemps à un endroit ou en cas de faiblesse de la batterie, l’appareil envoie automatiquement un message par e-mail ou SMS à certaines personnes. Cela signifie qu'en cas d'urgence, il est possible de demander de l'aide rapidement. Le Capturs est installé dans la gamme des boitiers OKW MINITEC et se prête à tous les types d'activités en plein air : randonnées, ski, escalade, parapente, etc. Parmi les autres gammes de boitiers OKW utilisables pour les portatifs, les Wearables, sont les BODY-CASE et ERGO-CASE.

Industrie 4.0 et IIoT

Mais revenons à présent au sujet actuel « Industrie 4.0 » et IIoT « Internet industriel des objets ». Il y a une différence essentielle entre les deux notions - l'industrie 4.0 est, pour simplifier, une stratégie de haute technologie visant à faire progresser la numérisation dans la production industrielle ; IIoT est l'utilisation concrète des technologies intelligentes dans la fabrication industrielle. Un grand nombre d'entreprises s'interrogent actuellement sur la manière dont elles peuvent rendre leurs processus internes transparents et les optimiser à différents niveaux et dans différentes organisations. En principe, l'IIoT vise aussi à rendre les objets plus intelligents en les faisant communiquer entre eux. L'attention porte notamment sur les capteurs intégrés aux appareils qui collectent et transmettent en permanence et de manière centralisée des données sur les machines, les scénarios d'application spéciaux ou sur les utilisateurs et l'ensemble de la chaîne de valeur. Les principaux objectifs sont toujours les mêmes : fournir une meilleure qualité, optimiser et rationaliser les processus, optimiser l'utilisation des ressources, exécuter les commandes plus rapidement et les livrer aux clients. Un autre objectif important est de réduire considérablement le délai de mise sur le marché de nouveaux produits afin d'obtenir un avantage concurrentiel.

Les boitiers et l’IIoT

Bon nombre de séries de boitiers OKW sont déjà utilisées aujourd'hui dans l'usine « Smart-Factory » pour une grande variété d'applications. Par la suite, les utilisations possibles dans le quotidien du monde du travail sont multiples et les exigences que le boitier doit remplir peuvent donc énormément varier :

  • boitier mobile pour l'intégration de capteurs de température, d'humidité ou de présence - conception ergonomique pour un travail sans fatigue.
  • comme passerelles fixées au mur - montage mural simple et dissimulé, éventuellement avec fonctions de sécurité
  • sur les machines / systèmes avec capteurs de vibrations / pression et d'état intégrés.
  • en format mini pour les applications portatives - sur le bras, au poignet, autour du cou, ou dans la poche de la chemise ou du pantalon.
  • des versions plus grandes de construction robuste - lorsque plus d'espace est requis pour l’insertion de composants et l'affichage. 
  • utilisation de matériaux de haute qualité pour la fabrication de boitiers standards
  • classes d'étanchéité élevées pour la protection des composants électroniques et capteurs intégrés.
  • possibilités de modifier des produits standard en fonction des exigences individuelles du client.

J’ai sélectionné ci-après quelques exemples intéressants d’appplications clients du domaine IIoT :

Enregistreur de données radio

Enregistreur de données radio

Avec l’enregistreur de données sans fil Almemo 470 d’Ahlborn Mess- und Regelungstechnik, les paramètres climatiques tels que la température ou l'humidité peuvent être enregistrés sans fil. Une technique de raccordement flexible pour capteurs numériques permet l'adaptation d'un grand nombre de capteurs différents pour l’acquisition de diverses grandeurs de mesure.

Enregistreur de données radio
Point d'accès au réseau sans fil

Point d'accès au réseau sans fil

Sur le terrain, le réseau radio sWave.NET de steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG, permet la communication variable entre les appareils de commutation radio et les points d'accès qui fonctionnent comme un routeur. Ils reçoivent les signaux de commutateurs radio, les regroupent et les envoient, par exemple via Ethernet ou WiFi, à un ou plusieurs serveurs d'application. Les points d'accès sont répartis et installés dans la zone d’émission et communiquent avec les commutateurs radio.

Point d'accès au réseau sans fil
Smart TAG

Smart TAG

Le conbee Smart TAG est basé sur la spécification Bluetooth-4.x avec une portée allant jusqu'à 150 m. Le TAG entièrement configurable dispose d’une fonction d’identification via un couplage hors bande (out-of-band) ou SSP – simple sécurisé (SecureSimple-Pairing), il est infalsifiable et équipé d’un capteur de mouvement capable de reconnaître les tentatives de manipulation non autorisées. À intervalles d’émission adaptables de manière dynamique, des données d’état sont transmises par paquets de données LSA qui fournissent des informations sur l’objet à tracker. Le TAG intelligent communique cycliquement son numéro d’identification, des données de température et de mouvements ainsi que l’état de la batterie, et en option, la position.

Smart TAG
Lecteur UHF robuste

Lecteur UHF robuste

La société RF-Embedded GmbH a développé un lecteur RFID pour la bande passive d’ondes radio ultra hautes fréquences (UHF), qui crée un champ d’énergie à partir d’ondes électromagnétiques. Dès qu’un transpondeur UHF passif pénètre dans le champ d’énergie, il envoie le contenu de sa mémoire au lecteur RFID correspondant.

Lecteur UHF robuste

Tous les boitiers qui se prêtent à l'utilisation de capteurs intelligents sont désormais regroupés dans une catégorie distincte. Vous pouvez ainsi trouver encore plus rapidement le boitier de capteur qui vous convient le mieux.

Nous proposons une large gamme de services afin que les boitiers standard répondent également aux exigences individuelles des clients en ce qui concerne la couleur de la société, l'adaptation visuelle à l'environnement d'utilisation, le logo de l'entreprise, les composants électroniques et les lignes d'alimentation, etc : peinture, impression, dépôt d’un revêtement d'aluminium CEM pour la protection contre les rayonnements perturbateurs, évidements / découpes ou trous préformés pour, par exemple, des connecteurs USB/SPI/I2C/LAN ou touches de commande.
Pour les boitiers industriels à haut degré de protection, l'utilisation d'éléments de compensation de pression spéciaux est également un grand avantage. Un changement de température peut entraîner un vide à l'intérieur de boitiers étanches. L'humidité et les particules de saleté peuvent être aspirées et endommager l'électronique sensible. Les éléments de compensation de la pression OKW peuvent empêcher ces phénomènes car ils permettent un débit d'air particulièrement élevé. En même temps, la conception innovante protège de manière fiable contre la saleté et, le cas échéant, est absolument étanche à l’eau jusqu'à une pression de 6 bars.

Fonctionnalité générale

  • Le monde physique est relié au monde numérique par l'acquisition de données capteurs fiables, une évaluation correcte ou une analyse en temps réel.
  • L’acquisition de données par les innombrables capteurs différents est très diversifiée 
  • Les plus connus sont les capteurs de température, d'humidité et de présence. Les capteurs d'énergie, de vibrations, de pression et d'état sont les principaux capteurs utilisés sur les machines.
  • Les réseaux sans fil tels que GSM, LTE, BLE, WLAN, WiFi ou le standard LoRa, particulièrement économe en énergie, sont nécessaires pour transmettre les données.
  • Les applications sans fil et sans batterie basées sur le principe « En Ocean » sont également intéressantes pour une portée limitée.
  • Les boitiers et appareils requièrent des API tels que SPI, I2C, LAN, USB.
  • Ces données peuvent également être couplées, par exemple, avec des données météorologiques provenant d'Internet ; elles peuvent être stockées dans des solutions de nuages pertinentes.