Le suivi à distance d’équipements et de machines, est un cas d’usage particulièrement attractif de l’application des technologies IOT dans le secteur industriel, mais aussi dans les bâtiments.
La remontée régulière de paramètres fondamentaux (état de la machine, données de production) permet d’organiser la maintenance préventive et prédictive, mais aussi de mettre en oeuvre un modèle économique basé sur l’usage d’un équipement, et non plus simplement la possession d’un équipement. La mise en oeuvre du concept « Equipement comme un Service ».
Protocols utilisés dans la supervision de machines
Il existe de nombreux protocols couramment utilisés pour interfacer des machines. Parmi ceux-ci, MODBUS est un des plus populaires. Un protocol plus récent, que l’on peut voir comme une évolution de MODBUS, est OPC-UA, qui offre l’avantage de la sécurisation des transmissions de données, et le contrôle d’accès à l’information.
MODBUS - le protocol industriel de référence
Dans le monde industriel, le protocol MODBUS est largement supporté par les machines et les installations en général. Ce protocol publié initialement par Modicon (aujourd’hui Schneider Electric) est le standard du marché. Le succès de MODBUS vient du fait qu’il est simple de mise en oeuvre, ouvert et gratuit, et qu’il a été développé avec les problématiques industrielles comme guide.
Il permet de connecter des objets industriels au travers d’un réseau, sur base du principe “Master” – “Slave”. Un logiciel de supervision est Maître et peut ainsi interroger ou manipuler différents machines, installations, devices, et plus spécifiquement d’interagir avec des notions comme des “coil”, “discreet input”, “input register” ou “holding register”. En clair, il est possible de modifier les configurations / paramètres d’une installation connectée en MODBUS, ainsi que de récupérer différents éléments mesurés (température, niveau de pression, énergie consommée, unités traitées…).
Il existe fondamentalement 2 méthodes pour se connecter à des installations MODBUS. Soit sur base d’un bus série (RS485). On parle alors de MODBUS RTU. Soit via Ethernet. On parle alors de MODBUS TCP.
IOT Software Platform - MODBUS Supervision et Monitoring
Traitement des données ModBus
La plateforme logicielle permet de traiter les données collectées. Les “input registers” en mode MODBUS RTU (des registres de 2 bytes). Les Datawords dans la configuration MODBUS TCP. Ces données collectées sont interprétées, via le module d’analyse et de traitement de données. Elles peuvent également être agrégées.
Tableaux de bord MODBUS
Les données MODBUS ainsi interprétées sont ensuite mises à disposition via des tableaux de bord configurables. Tableaux, listes, jauges, représentations sur carte, widgets interactifs (proche d’une représentation SCADA).
Alertes MODBUS
APIs REST MODBUS
Toutes les données MODBUS connectées peuvent être récupérées, via des APIs REST. Données brutes (les registres) ou interprétées.
Hardware - Comment se connecter à un réseau MODBUS RTU ou TCP ?
Connexion en MODBUS TCP
La plateforme logicielle IOT Factory permet de configurer un agent MODBUS qui va se connecter, au travers d’un ROUTER (Router 4G par exemple, via un VPN), aux différentes installations MODBUS.
Il est possible de configurer dans l’Agent MODBUS les Datawords (les “registres modbus”) que l’on souhaite interroger. Ces registres sont ensuite interprétés en fonction du type de machine attachée, via un convertisseur MODBUS qui va traduire les données en valeurs, suivant les spécifications du constructeur. Etat de la machine (En marche, à l’arrêt, en panne, unités produite, température actuelle…).
Ces données sont ensuite disponibles, pour des analyses, tableaux de bord, Alertes ou via des APIs REST.
Connexion en MODBUS RTU
La platforme logicielle propose en standard 2 modems MODBUS RTU, qui peuvent remonter des “input registers” via le réseau LORAWAN ou NB-IOT. Ces convertisseurs « MODBUS vers LORAWAN » ou « MODBUS vers NB-IOT » permettent de spécifier les “input registers” à lire, la fréquence de lecture (ex: toutes les 5 minutes) et la fréquence d’envoi (par exemple tous les 30 minutes).
L’avantage de ces convertisseurs MODBUS est bien entendu d’être totalement indépendant du réseau local.
