Lorsqu'il s'agit de signaux industriels, ceux qui travaillent dans le secteur industriel depuis longtemps connaissent probablement les termes « signaux analogiques » et « signaux de commutation ». Ces deux types de signaux ont résolu la plupart des problèmes de transmission de signaux industriels dans les systèmes d’automatisation actuels. Aujourd'hui, examinons de plus près les caractéristiques de ces signaux et les scénarios dans lesquels ils sont appliqués.

Signaux analogiques

Tout d'abord, discutons de ce que sont les signaux analogiques, en commençant par leur concept de base. Les signaux analogiques sont des grandeurs physiques continues, généralement représentées sous forme de tension ou de courant. La plupart des signaux collectés par les capteurs sont des signaux analogiques, qui varient continuellement. Par exemple, les signaux provenant de capteurs de température et d'humidité ou de capteurs de lumière sont continus et peuvent être classés comme signaux analogiques.

Signaux de commutation

Un autre type de signal est la commutation des signaux. La principale différence avec les signaux analogiques est que les signaux de commutation sont discrets, composés de seulement deux états : « on » et « off » (ou « fermé » et « ouvert »). Ces signaux peuvent être divisés en deux types : actifs (contact humide) et passifs (contact sec). Par exemple, les interrupteurs de fin de course et les interrupteurs à flotteur sont généralement des capteurs de type commutation. Les capteurs à contact humide sont généralement polarisés, tandis que les capteurs à contact sec ne nécessitent aucune considération de polarité.

La Commission électrotechnique internationale (CEI) a établi les plages normalisées pour les signaux des systèmes de contrôle de processus : signaux de courant entre 4 mA et 20 mA (DC) et signaux de tension entre 1 V et 5 V (DC). Les capteurs conformes à cette norme sont appelés émetteurs.

En règle générale, les capteurs émettent des signaux de courant ou de tension. Cependant, ces signaux peuvent être sujets à des interférences pendant la transmission, ce qui affecte la transmission longue distance et le traitement par les dispositifs de contrôle. C'est là que les modules d'E/S distants entrent en jeu.

Le rôle des modules d'E/S distants

L'utilisation de modules d'E/S distants réduit non seulement l'atténuation du signal, mais permet également d'économiser sur les investissements en équipement et les coûts de câblage.

Les capteurs collectent des signaux et convertissent diverses grandeurs physiques (telles que la température, l'humidité, etc.) en un signal de courant de 4 mA à 20 mA (CC). Ces signaux de courant peuvent ensuite être directement collectés par des modules IO distants, qui génèrent les données dans le protocole ModBus standardisé. Cela crée un protocole de communication unifié pour la transmission du signal.

Dans la plupart des cas, les modules de collecte à distance série convertissent généralement les signaux 4 mA ~ 20 mA (DC) au protocole ModBus RTU, tandis que les modules de collecte à distance Ethernet convertissent les signaux au protocole ModBus TCP.

Systèmes de contrôle industriel à distance

Dans les systèmes de contrôle industriels, les modules d'E/S distants collectent les données des capteurs et les convertissent en protocole ModBus. Cela permet la transmission de données sur de longues distances via des interfaces série ou Ethernet. Les appareils Ethernet peuvent être directement connectés à des commutateurs ou des routeurs pour former un réseau local (LAN), qui permet de télécharger des données vers le cloud pour une surveillance à distance. C’est le fondement de l’Internet industriel des objets (IIoT).

À l'aide de dispositifs tels que des automates programmables, des IHM ou des ordinateurs industriels, un contrôle automatisé des équipements peut être réalisé. L'intégration de ces systèmes permet une collecte, un traitement et un contrôle efficaces des données, soutenant ainsi l'avancement des technologies d'automatisation industrielle et d'IoT.