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Sujets 25 février 2020

Une longueur d'avance avec le MTP

La chaudière « sur étagère » est symptomatique de l'évolution actuelle de l'ingénierie des procédés. Au lieu de continuer à considérer les systèmes comme un costume sur mesure, juste soudé à la main au lieu d'être cousu, les configurations de processus arrivent de plus en plus sous la forme de modules.

Qu'il s'agisse d'un laveur, d'un séchoir ou d'une colonne, les produits standardisés peuvent être achetés plus rapidement et à moindre coût, ce qui permet de réduire les délais de construction et les coûts d'investissement. L'enjeu : chaque jour gagné lors de la construction du matériel augmente la pression sur les programmeurs, qui doivent intégrer les modules automatisés. Contexte : les systèmes SCADA sont principalement programmés à la main. L'utilisation du MTP (Module Type Packages) apporte un soulagement notable, aujourd'hui et à l'avenir.

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a production chimique « prête à l'emploi » existe déjà. Les processus individuels sont fonctionnellement encapsulés dans des modules scellés et peuvent être facilement connectés et reconnectés dans de nouveaux systèmes. Des plateformes de production polyvalentes sont nécessaires, en particulier pour les lots de petite et moyenne taille. Des interfaces standardisées sont nécessaires pour combiner facilement et rapidement les modules. Le Module Type Package prend en charge cette tâche pour l'automatisation, de la même manière qu'un pilote d'imprimante. « Le MTP est logique et absolument nécessaire », souligne Thomas Tauchnitz, ancien membre du conseil d'administration de NAMUR. L'ingénieur docteur en automatisation soutient les processus de l'industrie 4.0 avec sa société de conseil, Tautomation, principalement dans l'industrie chimique, et est considéré comme l'un des fondateurs de la conception modulaire.

Le MTP sur la voie d'une norme internationale

Les défis de l'automatisation modulaire ont été définis par un groupe de travail de NAMUR, fondé en 2012. WAGO a introduit le concept DIMA, y compris le terme MTP, en 2014. NAMUR et ZVEI ont créé un groupe de travail commun dont la mission est de trouver des réponses et de formuler des recommandations sur la manière dont l'automatisation modulaire devrait idéalement fonctionner dans la technologie des procédés. « Nous avons réuni autour de la table des personnes qui souffraient du même stress psychologique lors de la programmation de l'automatisation. » Les équipes ont bien travaillé ensemble, ce qui a conduit aux premières pages des directives VDI/VDE/NAMUR 2658 avec le titre, « Ingénierie de l'automatisation des systèmes modulaires dans l'industrie des procédés ». Une norme IEC devrait suivre. Tauchnitz souligne qu'« une norme internationale est l'objectif logique ».

Pourquoi cette dépense? L'évolution rapide des exigences du marché affecte également l'ingénierie des procédés. Parmi les indicateurs pertinents, citons les délais de livraison plus courts, les lots plus petits et le nombre croissant de nouveaux produits, qui sont rapidement mis sur le marché dans le cadre de la concurrence internationale. Le Dr Tauchnitz aborde ce sujet en relation avec l'idée des 50 %. « Si nous parvenons à réduire de moitié le temps nécessaire pour passer de la décision d'investissement à la mise en service, en passant par la construction, nous pourrons concevoir des systèmes un peu plus coûteux, car nous pourrons commercialiser notre produit plus rapidement. » La rapidité est synonyme d'avantage concurrentiel et de retour sur investissement (RSI) plus rapide grâce à une génération plus précoce des rendements marginaux.

Systèmes ouverts pour la technologie des procédés

Toujours les mêmes images

La visualisation uniforme est un élément essentiel des MTP. La configuration de l'interface homme-machine a occupé le groupe de travail NAMUR pendant une longue période au cours de la définition de la norme commune. « Les machines utilisées dans la technologie des procédés sont généralement conçues pour être utilisées sur place, disposent de leur propre contrôleur et d'un petit écran », explique Tauchnitz. Cependant, comme les systèmes d'ingénierie des procédés sont contrôlés par un panneau de commande central, l'objectif ne peut pas consister à contrôler les processus individuels sur place et à les surveiller à la main. Plus récemment, la question s'est posée de savoir comment des machines de différents fabricants peuvent être intégrées de manière transparente dans des systèmes SCADA centralisés, et comment budgétiser les tâches de programmation qui prennent du temps.

« Vous devez indiquer au contrôleur du module les valeurs à exporter, puis au système de contrôle les données à importer. Pour ce faire, les programmeurs doivent actuellement rédiger de longues listes, dans le but d'accélérer le transfert des données nécessaires », explique Tauchnitz. En cas de changement, les deux parties du programme doivent être adaptées. « C'est tout à fait inefficace, car ce travail doit être refait pour chaque nouvelle combinaison. »

Les coûts supplémentaires cachés deviennent évidents lorsque l'on considère la visualisation. Au lieu d'utiliser les données de l'interface utilisateur d'un module du système pour une visualisation centrale, l'image du site doit être programmée dans le système SCADA. En revanche, le MTP indique au système central quels éléments de fonctionnement doivent être affichés à quels endroits de l'écran. « Par exemple, une chaudière est toujours au centre et l'affichage de la température est en haut à droite », explique Tauchnitz. C'est le système central qui détermine en fin de compte comment la visualisation doit être configurée. Le MTP, quant à lui, spécifie le cadre du module de processus à afficher.

Conclusion

Le MTP en tant que système cyber-physique

Détails personnels : Dr Thomas Tauchnitz

Les systèmes complexes étaient le sujet de thèse du Dr Thomas Tauchnitz à l'université Leibniz de Hanovre. Les processus chimiques pouvant être considérés comme complexes par nature, Tauchnitz a commencé à travailler chez Hoechst AG après avoir obtenu son diplôme. Le soutien opérationnel et la conception de systèmes, à l'échelle locale et mondiale, ont déterminé son travail. « C'est dans ma nature d'automatiser les choses », déclare Tauchnitz, qui a passé pratiquement toute sa vie professionnelle dans le parc industriel de Hoechst à Francfort, d'abord chez Hoechst, puis pour les entreprises qui lui ont succédé, Aventis et Sanofi. À l'âge de 60 ans, l'ancien membre du conseil d'administration de NAMUR a quitté l'entreprise. Cependant, Tauchnitz n'a pas pris sa retraite; au lieu de cela, il a fondé sa propre entreprise en tant que consultant pour les problèmes liés à l'industrie 4.0. Après tout, les systèmes complexes, leur ingénierie et leur automatisation sont son premier passe-temps. Le Dr Thomas Tauchnitz réside dans l'agglomération de Francfort.

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