Étant donnée la course au développement et à l'adoption de nouvelles technologies dans les secteurs de la fabrication et des process, il est fascinant d'observer que le cœur de nombreux systèmes de mise en réseau, dont certains des plus en pointe, est basé sur une technologie vieille de pratiquement 45 ans : l'Ethernet.
En 1972, Robert Metcalfe et ses collègues de Xerox PARC ont développé le premier système Ethernet afin de connecter entre eux les différents dispositifs informatiques. Après une réticence initiale et un certain scepticisme, dont témoigne le fameux 'Xerox Ethernet Memo' de Robert Bachrach accessible en ligne, le protocole a finalement été breveté en 1976. Xerox a alors continué à le développer avec un certain nombre de partenaires industriels et il a fallu encore 17 ans pour que la solution de communication devienne une norme IEEE en 1989. À l'époque, Token Ring et Token Bus étaient les options (brevetées) proposées les plus répandues, mais Ethernet étant plus adaptable à la demande du marché, et en raison du passage au câblage par paire torsadée bon marché, ces deux protocoles se sont bientôt retrouvés à lutter dans un secteur inondé par les produits Ethernet. À la fin des années 80, Ethernet était devenu de loin le leader du marché.
L'Ethernet Industriel et ses atouts
Le protocole a subi une évolution importante depuis sa création dans les années 70 et tout en étant devenu le premier choix pour les réseaux de bureau, il a depuis revendiqué son statut de protocole et d'infrastructure incroyablement puissants et robustes pour de nombreux réseaux industriels, dont ceux des secteurs de la fabrication, des procédés, du pétrole et du gaz et de l'agroalimentaire. Voici maintenant l'Ethernet Industriel avec sa synchronisation temporelle critique, sa haute fiabilité de réseau et ses rendements élevés adaptés aux applications de commande de moteur et de sécurité. Ethernet pour l'usage industriel, au lieu de l'usage de bureau, nécessite non seulement un plus haut degré de robustesse au niveau des connecteurs et du câblage, mais surtout, un bien plus haut degré de déterminisme ; celui‑ci a été acquis spécifiquement à partir des protocoles industriels comme PROFINET, EtherNet/IP et EtherCAT.
Avec l'avènement de l'Industrie 4.0 et de l'Internet des objets (IdO), qui nécessitent des interconnexions fluides du plus petit des capteurs jusqu'aux systèmes s'étendant à l'échelle de toute l'entreprise et même au-delà, il est peut-être plus facile de comprendre pourquoi l'Ethernet industriel s'est imposé dans les faits. Compétent en termes de déterminisme, de commande en temps réel et de fonctionnalité de sécurité, et affichant également des débits de transmission atteignant 1 Gbit/s, avec une variante à base de fibre optique permettant une transmission de données robuste et électriquement isolée sur des dizaines de kilomètres, l'avenir de l'Ethernet est pratiquement assuré. Le niveau de saturation du marché et sa présence sont telles qu'il faudrait beaucoup de courage pour parier contre son succès.
Tout peut communiquer avec tout
L'attrait d'avoir un réseau commun, basé typiquement sur TCP/IP, le protocole sur lequel s'appuie l'Internet, au sein d'une organisation, réside dans le fait que tout peut communiquer avec tout. Cela a été rendu possible par le passé dans une certaine mesure grâce au diverses solutions de traduction et aux commutateurs de communication, mais des protocoles supplémentaires introduisent de la complexité, un retard et la possibilité d'erreurs de transmission, tout ce qui est impardonnable dans les secteurs techniques au rythme effréné d'aujourd'hui.
L'Ethernet industriel convient parfaitement à l'IdO et à l'industrie 4.0 et continue à être la plateforme de choix dans les usines. Les exemples d'application idéale comprennent le contrôle de mouvement et la commande de machine, où la vitesse et les performances du système sont essentielles.
Ethernet au cœur de tout ce qui touche à l'IdO
Le premier moteur de ce choix est la nécessité d'obtenir des données, non seulement pour le contrôle en temps réel, l'automatisation, le déplacement et la sécurité, mais aussi pour enregistrer les tendances et prévoir les besoins en termes de performances. Là encore, ces fonctionnalités existaient déjà mais jamais dans toute une infrastructure de réseau intégrée, l'idée étant que chacun à quelque niveau qu'il soit dans une organisation peut avoir accès aux informations dont il a besoin pour faire son travail.
Ethernet sera au cœur de tout ce qui touche à l'IdO, pour aider à contrôler l'industrie, l'infrastructure et les installations et équipement techniques. De nombreux fournisseurs proposant des dispositifs compatibles avec Ethernet, comme des moteurs, des inverseurs, des capteurs, des codeurs et plus encore, les usines connectées intelligentes sont en train de prendre forme. Les dispositifs compatibles avec Ethernet démontrent de meilleures performances apportant de meilleurs retours sur investissement.
Cependant, cela ne veut pas dire que nous devons nous précipiter pour remplacer nos infrastructures existantes dans nos usines et nos installations, il existe d'autres options dans lesquelles Ethernet peut être utilisé pour mettre à niveau d'anciennes installations et les mettre à jour.
La communication au delà des murs de l'usine
Les fonctionnalités de communication de l'Ethernet industriel dépasse largement les limites des murs de l'usine ou de la superstructure d'une installation de forage pétrolière; ces informations peuvent être diffusées dans les deux directions à tous les niveaux de la chaîne de valeur, permettant à un siège social dans un autre pays d'accéder en temps réel aux informations de forage, ou à un ingénieur maintenance à six fuseaux horaires de là de régler finement la machine que son entreprise a livrée et installée. Il permet aussi à des systèmes normalement séparés d'interagir, comme les systèmes pour les process industriels, pour les infrastructures d'énergie et pour la gestion de bâtiment. Pour exploiter ces bénéfices, il semble évident que les entreprises aient commencé à développer une stratégie Ethernet quelle qu'elle soit. Ce n'est pas un feu de paille : plus de 40 ans de développement ont prouvé cela, et l'IdO étant mentionné dans tous les aspects de la vie, le futur est presque certainement basé sur l'Ethernet. Alors, que peuvent faire les entreprises?
De nombreux grands fournisseurs d'automatisation ont déjà d'importants dispositifs en place et des programmes d'aide pour conseiller les entreprises désirant adopter l'usine intelligente ou l'exploitation connectée. De nombreux réseaux existants se sont développés naturellement et la voie à prendre pour effectuer la migration n'est pas clairement définie, mais ce n'est pas aussi compliqué qu'il n'y parait. Séparer votre entreprise ou réseau en nœuds primaires et en zones d'applications, simplifie le travail, le trafic, en termes de volume, distance et vitesse, étant plus facile à définir et les spécifications physiques du réseau (ou les limitations), telles que sans fil, avec câble en cuivre ou à fibre optique, devenant alors évidentes. Une fois le réseau ou l'architecture conçu dans sa globalité, les utilisateurs doivent étudier les informations à transmettre. Quelles sont les priorités? Sont-elles sensibles? Doivent-elles rester dans les murs de l'entreprise? Cela peut être géré à la fois par des solutions matérielles et logicielles et des suites de sécurité industrielles spécialisées existent pour contrôler tout usage abusif des données. Une gestion en continue est essentielle pour assurer que le réseau fonctionne au maximum de ces capacités. Vous aurez aussi besoin de logiciels qui collectent, déchiffrent et dispersent le nouveau raz-de-marée de données d'une manière sensée. Pour accompagner toutes ses évolutions, RS Components étend régulièrement son offre d'objets connectés industriels avec les dernières nouveautés provenant des marques leadeurs et des start-up les plus innovantes. C’est par exemple le cas avec le nouveau SIMATIC IOT2020, une passerelle IdO ouverte et flexible, conçue pour une utilisation industrielle en continu et s’accompagnant des certificats nécessaires. Elle peut servir à extraire, traiter, analyser et envoyer des données à pratiquement n’importe quel type de dispositif grâce à ses diverses interfaces dont Ethernet, USB et micro SD.
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