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Le magazine des Technologies du Groupe HARTING
POINT DE VUE : Herbert Kraibühler
Automatisation : une tendance d‘avenir que l‘on retrouve
aussi dans le secteur du moulage par injection
Device Connectivity dans le contexte global . La révolution asiatique dans le transport urbain
tec.News 16: Editorial
Philip F. W. Harting
Pushing Performance
Le groupe technologique harting poursuit son offensive. Objectif : une performance
améliorée, des solutions et des processus encore plus efficaces et puissants, une
augmentation de la valeur ajoutée au bénéfice de notre clientèle industrielle.
Avec, d‘une part, de nouvelles unités de production en Roumanie et en Chine, un centre logistique pour l‘Asie en Chine et une véritable filiale en Australie. A cela s‘ajoute
l‘élargissement des activités sur le Vietnam et le Moyen-Orient. Et cela ne s‘arrête pas
là : harting, avec un nombre toujours croissant de distributeurs locaux, met en valeur
les marques mondiales, également et notamment sur les marchés industriels d‘avenir.
harting se positionne à l‘échelle internationale avec une offre encore plus large, plus
efficace, plus moderne et plus orientée client. harting vise à étendre ses marchés clés
et à ouvrir de nouveaux débouchés dans un univers toujours plus interconnecté.
Distances réduites
Grâce à l‘extension du réseau mondial harting pour la distribution, la fabrication et le
développement, les distances ne cessent de se réduire entre nos clients et nous. Ainsi
plus proches de leurs demandes, nous sommes mieux en mesure de comprendre leurs
besoins et d‘y apporter les réponses les plus pertinentes. Les clients harting appartiennent à des domaines variés de la production industrielle : les produits harting
sont utilisés dans tous les domaines concernés par la production et la transmission
de l‘énergie, la commande de machines et les installations de production ainsi que
l‘exploitation stratégique des réseaux de communication industriels. Les produits
harting sont fiables et à la pointe de la technologie. L‘intégration précoce des experts harting au développement de nouveaux produits porte ses fruits : au niveau de
la performance des produits, de l‘adéquation des solutions, de la réduction du ratio
coûts/efforts durant la conception, la planification, l‘entretien et la maintenance.
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harting tec.News 16 (2008)
Les solutions globales, ouvertes et durables, que développe
harting grâce à sa compétence dans le domaine de la production industrielle rendent tout cela possible. À cet effet, harting
fait appel aux concepts, aux logiciels et aux technologies les
plus récents qui se sont déjà imposés dans le domaine de la
bureautique, et les adapte au contexte industriel.
Cultiver l‘ouverture d‘esprit et l‘associer au savoir faire qui
transforme les idées en réalités, voilà les points forts de
harting. Nous cultivons aussi des partenariats performants : le
travail en collaboration avec nos clients et nos partenaires industriels nous permet de réaliser des solutions qui n‘auraient
pas pu être aussi bien développées si chacun était resté dans
son coin.
Les exemples de l‘année écoulée : des solutions de communication et de commande pour les mécanismes de commande décentralisés dans des aéroports (une coopération avec Siemens),
des solutions fonds de panier fiables et performantes pour appareils à ultrasons GE Healthcare, des stations de mesure précises pour le secteur ferroviaire, des solutions Ethernet pour
le trafic à courte distance en Corée du Sud et en Autriche, la
technologie de transmission en direct des programmes audiovisuels, la technologie de mesure et de commande en environnement difficile sur mer et dans l‘énergie éolienne. harting
montre un savoir faire et des compétences très larges
Mise en réseau transparente
harting accorde la plus grande attention au concept « Automation IT » qui reflète la convergence toujours plus forte des
communications entre les bureaux et l‘usine. L‘utilisation
mondiale d‘Ethernet et du protocole TCP/IP dans la bureautique élargit l‘horizon du développement dans une mesure que
peu de gens dans l‘industrie avait pressentie jusqu‘ici. Les
convergences entre les processus de gestion et de production
ne cessent de s‘intensifier dans tous les domaines de l‘industrie, ouvrant de nouvelles perspectives. Avec ses solutions et
produits innovants, « Automation IT » a un effet moteur : elle
permet des solutions intégrées pour la production dans son
ensemble, l‘interconnexion des processus, l‘intégration aux
systèmes ERP des données relatives à la production, la mise
en réseau transparente de l‘administration, l‘organisation, la
planification et la production.
Des plans sur la comète ? Bien au contraire, harting ne s‘est
pas contenté de présenter ces concepts intégrés sur des salons
professionnels. harting a maintenant mis en œuvre et éprouvé
ce concept de façon exemplaire dans la nouvelle usine chinoise
de Zhuhai. L‘ensemble des technologies de communication et
de pilotage de Zhuhai ne se réduit pas à l‘enceinte de l‘usine.
harting a intégré l‘usine chinoise au réseau de communication
mondial des usines harting. Un développement aux possibilités colossales.
Orientation client
Et cela ne s‘arrête pas là : harting a toujours accordé une grande importance à l‘orientation client, l‘un des principaux facteurs de la pérennité de sa réussite. L‘atout maître de harting
c‘est savoir ce dont ont besoin ses clients pour s‘y adapter à
l‘avance et de façon flexible. harting intensifie ses efforts sur
cette voie : en créant un service spécial au sein du groupe,
harting donne un élan supplémentaire au développement de
solutions personnalisées.
Recherche et développement, deux autres axes forts : ils sont à
la base des innovations du groupe technologique harting. Les
efforts sont suivis et renforcés continuellement. Par de nouveaux produits et solutions, par l‘élargissement de la gamme de
produits et par le développement de nouvelles technologies.
Pourquoi faire tout cela ? La réponse est simple. Pour nos
clients. Toutes les expériences accumulées et toutes les innovations présentées ne servent qu‘un seul but : améliorer la
valeur ajoutée et la satisfaction de nos clients.
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tec.News 16: Sommaire
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Sommaire
Editorial: Philip F.W. Harting: Pushing Performance _2
Sécurité
Point de vue : H. Kraibühler:
Automatisation : une tendance d‘avenir
que l‘on retrouve aussi dans le secteur
du moulage par injection _6
Extrême précision et rapidité au niveau des stations
de mesure des infrastructures ferroviaires _20
Participation harting
aux salons professionnels 2008 _86
Double connexion dans les wagons avec liaison Ethernet
redondante : une solution spéciale dotée
de commutateurs harting configurables _34
Ethernet à bord des trains _42
Efficacité par l‘automatisation
Ethernet, facteur d‘efficacité _10
Solutions système harting destinées
à l’énergie éolienne _62
Device Connectivity dans le contexte global _13
La vie d‘un commutateur des profondeurs _74
Rhythm is it!
Automation IT devient viable sur le terrain _46
Divertissement
Apprivoiser les deux lions dansants _50
Encore une bonne idée ! _66
Les bus de puissance réduisent les coûts _76
La révolution asiatique dans le transport urbain _60
Camion de radio-télédiffusion, à vous ! _78
Un Han® à l‘opéra _82
Leadership technologique
Robocup World Championship _18
PARTENARIATS SYSTEMES
Connecteurs novateurs pour MicroTCA™ _26
L’avant-garde en matière d’ultra-sons _31
Intégrité du signal : canal à haut débit _37
Un chargement de feu _56
Bons à tout faire – Systèmes MicroTCA™
dans les applications industrielles _40
Simulation des propriétés électromécaniques
à l‘aide d’un connecteur électronique _70
Dans le contexte de la mondialisation,
des partenariats solides s‘imposent _54
Informations concernant cette édition
Edité par : harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Germany), Tél : +49 5772 47-0, Fax: +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com
Rédacteur en chef : A. Bentfeld | Secrétaire de rédaction : Dr. H. Peuler | Coordination générale : Service Communication / Relations publiques, A. Bentfeld
Conception et Présentation : Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Production et Impression : Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück
Diffusion : 30000 exemplaires à travers le monde (anglais, allemand et 11 autres langues)
Si vous souhaitez être abonné et recevoir gratuitement ce magazine dés sa parution, n‘hésitez pas à contacter votre interlocuteur habituel ou bien le service communication de
harting France. Vous pouvez également le commander en ligne sur le site www.harting.com
Reproduction : toute reproduction partielle ou totale devra faire l‘objet d‘une approbation auprès du rédacteur. Ceci est également valable pour les reproductions sur supports
média (type CD ROM ou internet) ainsi qu‘aux bases de données électroniques.
Tous les noms de produits utilisées sont des marques déposées ou bien des noms appartenant à harting KGaA ou à d‘autres sociétés.
Malgré une vérification scrupuleuse de l‘édition, il est impossible d‘éliminer complètement les éventuels erreurs d‘impression ou changements récents de caractéristiques techniques des produits. Pour cette raison, harting KGaA est seulement responsable des détails figurant dans les catalogues concernés. Imprimé en utilisant des procédés respectant
l‘environnement, sur papier entièrement blanchi, sans utilisation de chlore et avec une majorité de papier recyclé.
© 2008 par harting KGaA, Espelkamp. Tous droits réservés.
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tec.News 16: Contribution d’invité
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Herbert Kraibühler
Automatisation : une tendance d‘avenir
que l‘on retrouve aussi dans le secteur
du moulage par injection
La production des pièces bon marché et des produits de base ne cessant de se délocaliser vers les pays à bas salaires, dits « low cost », la production en grande série se fait de moins en moins dans les pays où les salaires sont plus
élevés. Pour infléchir cette tendance et arriver à une production rentable et concurrentielle dans les pays à salaires
élevés, il est nécessaire d‘augmenter la complexité des pièces et d‘automatiser leur fabrication.
L‘intégration des fonctions
L‘intégration de fonctions complexes au cycle de production
appartient aux tendances d‘avenir de nombreux secteurs industriels. A l‘occasion du grand salon professionnel mondial
K 2007 à Düsseldorf, Arburg et son partenaire d‘innovation
Oechsler ont fait une brillante démonstration des moyens d‘y
parvenir grâce à une conception intelligente des processus
et des moules.
Des réglettes d‘éclairage DEL en une seule
étape de fabrication
Une réglette d‘éclairage DEL (diodes electro-luminescentes,
ou LED) parfaitement fonctionnelle a pu être produite à l‘aide
d‘une cellule de production complexe. Au cœur du dispositif
se trouve une presse tri-composant Allrounder 370 S dotée
d‘un système robotique Multilift V et d‘un outil de tournage
à trois stations permettant une rotation par commande servo-électrique de 120° entre deux stations
Ce processus a pu être réalisé grâce au développement d‘une
nouvelle matière plastique conductrice, véritable innovation,
et par l‘encapsulation d‘un composant DEL très sensible. Ce
processus soumet la presse, le moule et le système robotique
à d‘importantes contraintes.
L‘ensemble du cycle de production fonctionne en série et semble plutôt simple à première vue : Le boîtier est tout d‘abord
moulé, puis les lentilles sont injectées dans les espaces évidés à cet effet. La résistance et les trois DEL sont ensuite
insérées à l‘aide du système robotique. La coque supérieure
est ensuite achevée par injection du troisième composant
conducteur en PA avant extraction.
Les sous-processus à l‘intérieur du moule sont très sophistiqués : le procédé de moulage par injection tri-composant
implique d‘une part le boîtier et les lentilles et, d‘autre part,
la matière plastique hautement conductrice – Celle ci est
également injectée dans le moule en utilisant la technique
des canaux chauffants, les composants électroniques sont
enfin gainés et les contacts établis. Le cycle de fabrication
de la pièce complète dure environ 40 secondes. La gestion
de tout le déroulement du processus repose sur Selogica, un
contrôle d‘écran graphique puissant Allrounder. Les trois
étapes du processus sont réalisées simultanément à chaque
étape du cycle.
Les lentilles injectées pour les trois DEL à insérer sont en
polyamide transparent, et le boîtier est en ABS. Les pistes
conductrices sont fabriquées avec du PA conducteur de
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tec.News 16: Contribution d’invité
conception spéciale. Les matières plastiques peuvent être,
toutes les trois, traitées ensemble sur l‘Allrounder tri-composant sans aucun problème. Les coques supérieures fabriquées peuvent ensuite être montées, au cours d‘opérations
subséquentes, avec les coques inférieures correspondantes
et assemblées à une batterie 9 V pour donner une réglette
d‘éclairage complète.
Ce dispositif et la production de réglettes d‘éclairage DEL
en spécimens de démonstration ont permis aux partenaires
Oechsler et Arburg sur le K 2007 de démontrer de façon
significative ce qu‘il est aujourd‘hui possible d‘obtenir au
moyen du moulage par injection dans les presses et les moules en termes de processus de production, de mise en place,
d‘intégration des fonctionnalités et de montage.
Intégration d‘opérations supplémentaires en aval
L‘intégration d‘opérations suivant tout le process de moulage par injection offre une autre possibilité de produire des
pièces d‘une très grande complexité et d‘obtenir ainsi des
avantages en termes de coûts et de qualité. Il peut s‘agir,
par exemple, du montage, de l‘emballage, ou même du revêtement, de la peinture et de la décoration des surfaces. Ces
étapes de production sont judicieusement jointes directement
au cycle de moulage par injection, ce qui permet d‘éviter
dommages et salissures au cours du transport intermédiaire
et surtout de diminuer nettement les délais de mise à disposition. Cette réduction du délai d‘exécution et de l‘entre-
Illust. 1: Préparation de la résistance et des DEL qui sont insérées dans le moule.
8
Illust. 2: Prélèvement de la pièce moulée par le système robotique
posage entraîne une réduction directe de l‘immobilisation
temporaire du capital, offrant ainsi une plus grande marge
de manœuvre à l‘investissement
Des brosses à dents moulées par injection,
triées par coloris
Le moulage par injection de brosses à dents triées par coloris
constitue un exemple d‘intégration des étapes de fabrication
en aval réalisée avec une presse à cinq, voire ensuite même
à six composants. Sur la presse à cinq composants, le corps
des brosses à dents est moulé par injection dans quatre coloris différents en une seule opération, 16 brosses à dents
en quatre motifs colorés différents sont ainsi fabriquées à
chaque cycle. La logistique est la clé de cette performance
assez complexe : grâce à la complexité de la machine et du
processus de moulage par injection, les opérations, tels
que l‘application de la brosse ou l‘emballage, peuvent être
condensés au point de réduire l‘intervalle de temps entre la
fabrication et la livraison en passant par l‘emballage – et ce
en quatre coloris différents par unité de conditionnement –
de plusieurs jours à quelques heures.
Intégration d‘étapes de production en amont
Les opérations en aval ayant à présent été prises en compte,
on se tourne désormais de plus en plus dans l‘autre direction.
Les étapes de production en amont du moulage par injection
vont être de mieux en mieux prises en considération. Il peut
s‘agir, par exemple, d‘opérations de découpage et de pliage ou
de l‘alimentation des pièces à encapsuler. Les professionnels
de la branche négligent souvent ces opérations, considérant
qu‘elles ne font pas partie de leur cœur de métier. Or même
des opérations de production d‘exécution rapide, pour lesquelles le cycle d‘injection semble à première vue trop lent,
peuvent amener des simplifications, des réductions de coûts
et des améliorations substantielles de la qualité. Le domaine
de l‘encapsulation de plaques de métal et de pièces d‘emboutissage, ayant de nombreuses applications, par exemple,
dans les téléphones mobiles et les interrupteurs, ou encore
les éléments décoratifs utilisés, par exemple, dans le secteur
automobile, offrent d‘excellentes approches en la matière.
L‘avantage réside dans la réduction des délais et volumes
de livraison qui se traduit automatiquement par une réduction des coûts et une fiabilité logistique accrue. Il apparaît
ainsi clairement qu‘une production économique ne dépend
pas principalement du coût avantageux des machines, des
périphériques ou des matériaux, mais surtout d‘une haute
disponibilité de la production dans son ensemble, d‘une
exécution logistiquement sûre et d‘une réduction des temps
d‘immobilisation.
Plus grande complexité des installations, plus
grande simplicité des systèmes de contrôle
L‘importance d‘un système de contrôle central apparaît très
nettement dans le cas des cellules de fabrication complètes.
En dépit d‘une complexité croissante, la facilité d‘opération
des installations et des processus doit être maintenue, voire
même développée. L‘opérateur ne doit être confronté qu‘à
un seul mode opératoire et une seule interface centralisée.
Il incombe donc aux systèmes de contrôle d‘intégrer les périphériques et d‘offrir une logique d‘utilisation homogène,
une programmation simple et une vue d‘ensemble claire des
opérations complexes avec tous les paramètres importants,
une fiabilité élevée du processus et des fonctionnalités de
surveillance complètes pour l‘assurance qualité : bref une
gestion intelligente de la production en arrière plan.
Illust. 3: L‘installation complexe destinée au moulage par injection trié
par couleur de brosses à dents permet de rationaliser le process de
production global, y compris l‘emballage.
Aborder l‘avenir intelligemment
« L‘intelligence » est par conséquent un concept clé pour
l‘avenir de la technologie du moulage par injection. Il appartient aux fournisseurs de machines et aux utilisateurs de
rendre la fabrication, plus sûre, plus facile à utiliser et plus
économique au moyen de machines et de processus «plus
intelligents » et d‘une prise en compte globale de l‘ensemble
machine, moule, matériaux, processus. Notamment pour les
pays à hauts salaires, l‘avenir appartient au renforcement
des synergies entre les différentes technologies de production dans le cadre de cellules de fabrication intelligentes à
système de contrôle centralisé.
Herbert Kraibühler
Managing Director Technology and Engineering
ARBURG GmbH + Co. KG, Loßburg
[email protected]
À propos d‘Arburg
Arburg est l‘un des leaders mondiaux dans la construction de presse d‘injection pour le traitement des matières
plastiques dotées de forces de serrage comprises entre
125 kN et 5 000 kN. Ses domaines d‘application sont, par
exemple, la production de pièces en matière plastique
pour l‘automobile, l‘électronique pour la communication
et le divertissement, les technologies médicales, l‘électroménager et les emballages. Systèmes robotiques, autres
périphériques et projets complexes complètent la gamme
de produits proposés. Arburg dispose d‘un département
spécifique pour le domaine des projets qui se charge de
concevoir et de réaliser des solutions globales sur mesure, spécialement adaptées au client. Le client est ainsi un
interlocuteur clé dans la conception, le développement, la
mise en service, la certification CE et l‘après-vente.
Arburg a reçu la certification DIN EN ISO 9001 et 14001
pour son système de gestion intégré. Arburg dispose
de ses propres structures dans 23 pays, réparties sur
31 sites, et elle est représentée par des partenaires commerciaux dans plus de 50 pays. La production se fait
toutefois exclusivement au siège de Loßburg (Allemagne).
Arburg, dispose d‘un effectif total de plus de 2 000 collaborateurs, dont environ 1 700 en Allemagne, et 300 dans
les structures Arburg à l‘international.
9
t e c . N e w s 1 6 : E f f i c a c i t é p a r l’a u t o m a t i s a t i o n
Ken Kotek
Ethernet, facteur d‘efficacité
Nous sommes face à un dilemme : d‘une part, de nouvelles technologies ne cessent d‘apparaître dans le flot ininterrompu des évolutions technologiques et, d‘autre part, les entreprises ont de plus en plus recours à des solutions
standardisées. La mise en œuvre par l‘industrie de solutions de communication standard et d‘Ethernet industriel
n‘est pas une limitation à l‘évolution technologique, c‘est au contraire la plate-forme sur la base de laquelle a progressé l‘étendue des possibilités offertes par ces nouvelles technologies et la rapidité de réalisation de ces nouvelles
solutions.
10
Le temps de l‘Ethernet industriel est arrivé. Le taux d‘acceptation de ce protocole à l‘échelle mondiale le prouve.
L‘époque du réseau câblé utilisant des protocoles propriétaires et fermés est à présent révolue. Des protocoles, tels
que PROFINET, DeviceNet ou ModBus TCP occupent chacun une part importante sur l‘autoroute de l‘information.
En matière de communication entre appareils et systèmes
de provenances différentes, ces protocoles s‘avèrent certes nécessaires, mais ce n‘est pas toujours suffisant au
niveau industriel. Pour qu‘il soit possible de parvenir à une
communication ouverte entre composants différents, une
norme universelle de communication est donc indispensable. Et c‘est cette norme que constitue Ethernet.
Comment un protocole de plus, en l‘occurrence Ethernet,
peut-il contribuer à ce que le réseau câblé s‘affranchisse de
ses propres limites ? Pour le comprendre, il faut remonter
à la base. L‘intérêt du protocole Ethernet, c‘est qu‘il agit
sur les trois couches inférieures d‘un modèle à sept couches. Le traitement et le fractionnement en segments, qui
définissent les protocoles Ethernet/IP, PROFINET, Modbus
TCP, etc., se font sur les couches supérieures.
On appelle « couche physique » la couche inférieure de
ce modèle à plusieurs niveaux. Elle est essentiellement
constituée de câbles et de connecteurs. Comme tous les
protocoles utilisent câbles et connecteurs, plus ces derniers sont robustes et standard, plus le réseau est solide.
Tous les autres protocoles, sur les couches supérieures, ont
recours à cette couche physique. Dès lors que cette couche
physique demeure inchangée, le support des autres protocoles n‘est pas un problème. C‘est la raison pour laquelle
Ethernet est jugé adaptable et ouvert.
L‘ouverture entraîne la polyvalence
De nombreux secteurs et applications ont accueilli avec
enthousiasme ce protocole ouvert. Combinés aux capacités
full duplex de l‘Ethernet industriel, les transmissions de
données sont devenues non seulement plus rapides, mais
aussi déterministes. Cette ouverture, la simplicité d‘utilisation et l‘acceptation croissante d‘Ethernet font germer
des applications et des idées nouvelles.
Tandis que les commutateurs Ethernet industriel ont fait
progresser les technologies, du plug & play aux fonctions
complexes de gestion de réseau, la demande sur les marchés industriels concernant cette technologie a enregistré
une croissance énorme. Les marchés jusqu‘ici majoritairement axés sur les bus de terrain adoptent aujourd‘hui de
nouvelles technologies. Les marchés auxquels sont fournis
ces produits sont variés. Énergie éolienne, transport ferroviaire, industrie pharmaceutique et automobile comptent
parmi les nouveaux domaines d‘application.
Énergie éolienne
L‘avenir appartient aux énergies renouvelables. La diminution des émissions de CO2 est l‘un des principaux objectifs pour l‘avenir de la production d‘énergie. En la matière,
l‘énergie éolienne s‘est imposée partout dans le monde et affiche aujourd‘hui les taux de croissance et d‘innovation les
plus élevés dans le secteur industriel. Comme les éoliennes
croissent aussi bien en taille qu‘en profil technologique,
la longueur des câbles, de la base au sommet, augmente
elle aussi d‘autant. La norme se situe maintenant au-delà
des 100 mètres, la limite du cuivre étant ainsi chaque
fois dépassée. Avec une limite d‘espacement de 2 000 m,
la fibre optique devient ainsi une alternative séduisante.
Grâce à ses capacités nominales de température étendues,
la gamme harting eCon 3062 offre une option adaptée au
secteur de l‘énergie éolienne. Ces commutateurs sont principalement mis en œuvre pour la transmission de données
entre les différentes éoliennes et les dispositifs de contrôle
centralisés.
Transport ferroviaire
Les réseaux de contrôleurs servent à assurer la bonne
exécution, la fiabilité et le confort dans l‘organisation du
transport des passagers. Cet objectif apparaît aujourd‘hui
plus réalisable qu‘il ne l‘était, il y a peu de temps encore.
Et c‘est notamment grâce à l‘utilisation accrue d‘Ethernet,
à titre de protocole de communication, par les principaux
fabricants de véhicules de chemin de fer. La sécurité, la
surveillance du fonctionnement et le contrôle de la tem3
11
pérature figurent dans ce cas au nombre des principaux
domaines d‘application. L‘éventail de produits harting,
dans les domaines eCon, sCon et mCon, reliés à un système, fournissent un excellent support, basé sur l‘Ethernet
industriel.
Industrie pharmaceutique
Les médicaments sont soumis à une surveillance des lots
et à des contrôles de qualité rigoureux. Les commutateurs
Ethernet du type eCon et mCon remplissent ces fonctions
à la perfection. Ce concept compact offrant une exécution
sans heurts revêt des avantages inestimables, en salle
blanche en particulier. En ce qui concerne cette industrie,
la demande ne va pas cesser d‘augmenter avec par conséquent un effet positif pour l‘Ethernet industriel.
Industrie automobile
Pour les complexes de production automobiles, l‘état de l‘art
de la technique est un impératif constant ; la pression de la
concurrence et celle qui s‘exerce sur les prix exigent une
forte capacité d‘innovation. L‘un des principaux constructeurs automobiles américains vient d‘adopter Ethernet/IP
comme standard de communication de facto pour l‘ensemble de sa production. Systèmes d‘imagerie, robotique, processus de soudure et de peinture sont autant d‘applications
commandées et surveillées à l‘aide d‘Ethernet. Les commutateurs Ethernet harting, en particulier la série mCon 3100,
complètent et soutiennent ces applications, en offrant des
avantages clients évidents : les processus peuvent être surveillés en temps réel, les données sont collectées au cours
même du processus, un seul protocole gère l‘ensemble des
processus et l‘intégralité de la communication, sans compter qu‘installation et remplacement s‘effectuent rapidement
et en toute simplicité. Les câbles et connecteurs harting,
compatibles avec l‘environnement industriel, ont fait leurs
preuves, et ce même dans les conditions extrêmes qui sont
celles de l‘industrie automobile, certainement en grande
partie parce que les solutions individuelles harting ont
toujours placé les besoins du client au premier plan.
Ce ne sont là que quelques-uns des marchés sur lesquels
harting opère ces dernières années. La majeure partie
des autres marchés industriels dans la production et les
services présente un potentiel conséquent. Dans tous les
domaines concernés par la transmission de données et la
communication, Ethernet joue aujourd‘hui et jouera à l‘avenir un rôle prépondérant.
12
Ethernet industriel –
la norme au niveau de la production
L‘acceptation d‘Ethernet ne cessant de croître, de nouvelles
possibilités d‘utilisation, dans les environnements les plus
exigeants, sont constamment découvertes. La raison qui
explique le développement d‘un Ethernet spécifiquement
« industriel » tient au fait que les câbles, connecteurs, commutateurs Ethernet ainsi que le protocole pris en charge
par ces derniers doivent forcément être aussi fiable que
les équipements clients du réseau. Le matériel de réseau
doit offrir une protection de pointe contre la chaleur, la
poussière, l‘humidité, les vibrations et les températures
extrêmes : d‘où le concept « d‘Ethernet industriel ».
harting ne se contente donc pas d‘offrir une gamme complète de commutateurs Ethernet industriel, il possède aussi
un éventail de câbles et connecteurs robustes, compatibles avec l‘environnement industriel, sur toute une gamme
allant des commutateurs plug & play aux commutateurs
administrables aux fonctions très évoluées.
En plus de la qualité des produits Ethernet industriel, le
concept d‘ingénierie de la valeur (Value Based Engineering) constitue l‘argument de marché le plus important
pour harting. Car la qualité d‘un produit n‘est jamais que
la somme des valeurs sous-jacentes : qualité, intégrité,
support et savoir-faire. Les clients harting bénéficient du
support de techniciens réseau certifiés Cisco. Ces techniciens accompagnent le développement des solutions les
mieux adaptées aux applications des clients et contribuent
par leur engagement à renforcer la confiance accordée au
produit et au réseau Ethernet.
Ethernet a ouvert l‘accès à des applications et processus
qui jusqu‘ici se côtoyaient sans être connectés les uns aux
autres ou qui, faute de possibilités de communication, n‘offraient aucune ouverture. L‘Ethernet industriel a permis
d‘ouvrir des perspectives totalement inédites et de réaliser
des bons technologiques longtemps restés inconcevables.
Économies de coûts, convivialité étendue, dispositifs robustes et grande fiabilité sont également devenus possibles.
Ken Kotek
Senior Product Manager, USA
HARTING Technology Group
[email protected]
Matthias Fritsche & Andreas Huhmann
Device Connectivity dans le contexte global
La complexité croissante de nouveaux systèmes de réseaux peut être surmontée en harmonisant les interfaces,
rendant les nouvelles technologies comme Ethernet plus conviviales. Une définition des interfaces d’unités, «Device
Connectivity», devrait donc commencer ici.
Pour pouvoir parler de continuité de la connectivité réseau
dans l’automatisation industrielle, les concepts d’installation et de «Device Connectivity» doivent être éclaircis et
assurés. D’abord, il faut établir le système réseau permettant de rattacher toutes les artères vitales de l’automatisation (donnée, signal, courant). Ce faisant, l’alimentation en
400 volts, la communication et la transmission de signaux
vers les appareils sont égaux en importance.
Deux possibilités s’offrent pour l’installation. D’une part
l’installation d’emblée, lors de l‘assemblage d’une unité
fonctionnelle (d’une machine par exemple), basée sur des
composants de câblage pré-confectionnés ou d‘autre part
3
POWER
SIGNAL
DATA
13
l‘établissement d‘un réseau sur
le site sur la base d‘une technique de connexion rapide et
simple. Dans chacun de ces cas
de figure, l’installation doit être
parfaitement adaptée à l’application. Ces deux cas doivent toutefois tenir compte d‘autres unités
de fonction intégrées (appareils
d‘automatisation). Ces appareils
ont des interfaces spécifiques
au système définies par le réseau. Cette réflexion conduit à la
conclusion suivante : Sur le plan
de la fonction et de l’installation,
une solution optimale n’est obtenue qu’après que le réseau, l’installation et la Device Connectivity aient produit un système
harmonisé. Une vue systématique détaillée sur le contexte global génère donc des concepts de
Device Connectivity fonctionnels
qui facilitent grandement la solution de problèmes détaillés.
Fig. 1 : Technologie de connexion pour
les cartes imprimées
14
harting Device
Connectivity
Les appareils du secteur électronique industriel sont aussi variés
que les solutions possibles en
matière de Device Connectivity.
Pour les applications électroniques industrielles, harting offre
une large gamme standard de
connecteur d‘équipements pour
données, signal et puissance.
Celle-ci permet de réaliser la
plupart des solutions de connectivité avec facilité et rapidité.
Les exigences spécifiques posées aux interfaces naissent des
tendances du marché comme la
compacité, l‘augmentation de
performance des équipements
et l’utilisation de communication Ethernet à des débits de
plus en plus élevés. Le concept Device Connectivity, développé par harting et englobant la compétence et le savoirfaire total de l’entreprise, offre la possibilité de considérer
la solution de connexion depuis la perspective du système
en question et de répondre parfaitement aux exigences
accrues (et croissantes).
Ainsi, le connecteur MicroTCA provenant de la connectivité carte à carte des télécoms est depuis peu utilisé comme
connecteur pour des unités de contrôle et de commande.
La dernière génération des connecteurs Push-Pull IP 67
robuste est utilisée dans ces deux segments du marché
comme solution câble à carte. Dans le domaine de la technique de connexion d’appareils, la tendance de convergence,
qui fait l’objet de débats animés, et les synergies en résultant se confirment. Ceci a de grandes répercussions sur le
positionnement de harting sur le marché : harting propose
plus que des connecteurs innovants, mais des solutions
complètes de «Device Connectivity», du connecteur en
passant par des unités confectionnées jusqu’au fond de
de panier complet.
harting est le partenaire en matière
de connectivité d‘équipement «Device
Connectivity» pour le process de design
Les conséquences vont jusque dans la coopération avec
les clients harting. Leur relation se détache de la relation
client /sous-traitant conventionnelle. harting est de plus
en plus impliqué par le client dans le perfectionnement de
ses produits et installations de production. Un savoir et
une compétence d‘expert sont par conséquent à la disposition du client : du support d’application technique avec
un savoir-faire spécifique aux équipements jusqu‘à une
équipe d‘experts pour HF (applications haute fréquence),
CEM (compatibilité électromagnétique), conception de
boîtier, robustesse mécanique, haute intensité et concepts
d‘installation (classes de câblage). Les applications peuvent être simulées en amont et testées dans un laboratoire
agrée. Le groupe technologique harting possède toutes
les technologies clés pour intégrer la connection d‘équipements, comme par exemple la technique de connexion
aux cartes imprimées dans la technologie SMT, SMC, THT
ou press-fit.
Les groupes d’utilisateurs permettent aussi l’étude de solutions de connectivité d‘équipement qui viennent s’intégrer
dans la normalisation internationale. Les constructeurs
d’appareils décident de la part prise en charge par harting
dans le processus de création. Trois méthodes permettent
de parvenir à une technique de connexion optimale avec
le soutien d‘harting :
1. Le constructeur d’équipements trouve la technologie de
connexion adéquate dans le catalogue DeviceCon et se
charge lui-même de la conception, assisté par le support
d’application technique de harting.
2. Le constructeur d’unités définit la spécification de l‘interfaces de l‘équipement et harting lui apporte son soutien dans le choix de la technique de connexion.
3. Le constructeur prévoit une nouvelle génération d’équipements utilisant une technologie de connexion individualisée. La nouvelle technologie de connexion est
définie dans le cadre d’un projet commun avec harting.
Une solution sur mesure et économique prend ainsi
naissance pour des produits de série.
Seulement dans ce dernier modèle, la coopération entre
harting et les clients harting permet d‘atteindre une nouvelle qualité de développement, optimisant nettement non
seulement les performances, mais ouvrant des opportunités de réduction de coût notamment dans les dépenses de
développement des clients. «Device Connectivity» s’inscrit
ici dans le contexte d’une solution d’automatisation industrielle d’un bout à l‘autre, conjuguant trois exigences en
matière de système, de concept d‘installation et d‘équipements. L’exigence technique en matière d’interface des
équipements dépend du système de réseau. Les exigences
d’installation sont définies par l‘application de l’utilisateur.
L’électronique et la structure de l’équipement déterminent finalement la méthode d’intégration. Dans ces trois
domaines, harting apporte son engagement pour réaliser
le concept étendu de Device Connectivity. Les résultats
confirment cet engagement.
1. Les exigences système
Les systèmes de réseau comme par exemple PROFINET
sont définis par des groupes d’utilisateurs comme la PNO
(association d’utilisateurs Profibus). Ces organisations définissent les exigences comme la performance H.F. ou l‘interface de contact. On observe actuellement une tendance
claire vers d‘autres interfaces systémiques en plus de la
communication. PROFINET a donc défini aussi le connecteur enfichable d‘alimentation 24 volts et le connecteur
enfichable de puissance 400 volts. Pour Ethernet conformément à IEEE 802.3, le connecteur pour l’alimentation
d’appareils a été aussi défini par l‘alimentation via Ethernet (PoE). Dans la construction mécanique, les interfaces
destinées aux données, l’alimentation et la puissance ont
été clairement spécifiées dans l’ISO 23 570. Les conséquences de ces définitions sont vastes. D’autant plus capital est
l’engagement de harting dans les organisations et les fédérations afin de garantir la connectivité optimale et viable
pour les appareils.
2. Les exigences d’installation
Les organisations et les fédérations ne définissent généralement que des exigences fonctionnelles en matière
de connecteurs. Mais les conséquences vont si loin que
harting s’engage fortement dans ces fédérations aussi en
terme d’exigences d’installations. S’il s’agit d’installation,
c’est à l’utilisateur de répondre. Un constructeur de machines en série a souvent tendance à recourir à des unités
de câblage pré confectionnées. Mais si le réseau n’est installé qu’après avoir été livré sur le site, la technologie de
connexion adéquate joue un rôle capital. La fonctionnalité
des connecteurs enfichables permettant une connexion
facile, rapide et fiable, est déterminante. Avec la technologie de connexion Han Quick Lock®, harting a présenté ici
une solution qui peut être confectionnée sur place et qui
présente toutefois une densité de contact élevée.
Le concept d‘installation optimal ne peut être toutefois
formulé qu‘en coopération avec l‘utilisateur. Les appareils
doivent aussi soutenir cette technique d’installation. Un
exemple est le concept d’installation des producteurs automobiles allemands. Toutes les parties concernées ont été ici
sollicitées pour recourir à l’avenir à une solution générale.
Le concept a été mis en œuvre en étroit accord avec la PNO
afin de tenir compte également des aspects systémiques.
Les constructeurs automobiles en tant qu’utilisateurs ont
apporté leur expertise en matière d‘installation de par
leurs experts en maintenance. Des constructeurs d‘unités
et des constructeurs de connecteurs enfichables – dont
harting – étaient présents à la table de discussion lorsque
la solution a été définie.
3
15
3. Les exigences d’équipement
Chaque concept d’installation existe par des interfaces
adéquates. Du point de vue des constructeurs d’appareils,
le problème est résolu trop simplement. Ils optent pour le
connecteur enfichable convenant parfaitement à leur appareil. Dans de nombreux cas, les exigences du système,
mais aussi de l’utilisateur ne sont pas ici prises en compte.
Ceci a pour conséquence que les différents constructeurs
d‘équipements utilisent différents connecteurs enfichables
qui ne sont pas compatibles avec les exigences d‘installation et les exigences du système.
Les constructeurs d’appareils ont ce faisant des exigences
justifiées envers le connecteur enfichable qui pourraient
conduire à des solutions standardisées. Les appareils sont
équipés d’une carte imprimée. Les connecteurs enfichables capables d’être assemblés avec d‘autre composants
et soudés sur les cartes imprimées en une opération sont
par conséquent les seuls utilisables. SMT (Surface Mount
Technology) offre ici une technologie homogène pour la
structure. Si les connecteurs enfichables ne sont pas intégrés sur la carte imprimée en raison de la conception
spécifique des appareils, des solutions alternatives sont
requises pour relier par exemple le connecteur enfichable
à la carte imprimée par câble plat. En IP 67, donc pour les
appareils utilisés directement sur le terrain, par exemple
dans l‘environnement rude d’une machine, une solution
d‘intégration doit être également réalisée pour le boîtier
qui doit être convenue individuellement avec le constructeur d’équipements.
Exemple harting Push-Pull Hybrid :
du réseau en passant par l’installation
jusqu’au connecteur d’appareil
Les trois variables «exigence système», «exigence d’installation» et «exigence d‘équipement» doivent être reliés
en un concept global à un concept de connecteur afin de
développer la connectivité d‘équipement optimale. Seul un
constructeur recherchant une communication avancée avec
les responsables système, les utilisateurs et les constructeurs d‘appareils est capable de définir ces nouveaux standards en matière d’installation. Seul un constructeur qui
réalise avec succès des produits dans ces trois domaines,
possède la compétence de mettre en œuvre les exigences
16
complexes liées à ceci. harting se positionne également
comme fournisseur global de solutions complètes et systémiques affirmant son orientation stratégique sur la
connectivité des appareils, la connectivité d’installation et
le système réseau.
Avec le concept Push-Pull, harting a déjà réussi par le
passé à définir un nouveau standard. Après le choix du
Han® Push-Pull par l‘alliance AIDA des producteurs automobiles allemands, place maintenant à une nouvelle étape.
De nouveaux concepts dans l’installation de machine sont
nécessaires. La migration de la technologie de communication vers Ethernet offre la possibilité de simplifier sensiblement l‘installation de machines. Si on tient compte par
exemple des exigences d‘une machine de série de dimension compacte, les différents appareils intelligents seront
disposés à faible distance autour de la commande centrale.
Dans ces cas de figure, la topologie en étoile offre la plus
grande efficacité et la meilleure performance.
En revanche, l’alimentation des composants dans une topologie en étoile hybride diffère fondamentalement d’une
topologie linéaire ou circulaire. Étant donné que la mise
en cascade n‘est pas utilisée dans les réseaux en étoile,
la conductibilité électrique peut être mise au niveau de
l’appareil individuel. Dans la topologie en étoile d’une machine, 5 A suffisent en général. Cette réduction permet
l‘utilisation de connecteurs hybrides optimisés.
harting a développé à cette fin un connecteur de puissance, le harting Push-Pull Hybrid, qui transmet également
les communications Ethernet. Le design miniaturisé de
celui-ci répond aux besoins des constructeurs d‘équipements souhaitant utiliser le connecteur dans des produits
très compacts.
Le DeviceCon Selection Guide – le moyen le plus
simple pour le choix de la solution de «Device
Connectivity» adéquate
harting a systématisé les trois exigences (système, installation, équipement) et les a mises en œuvre dans la
toute dernière génération des informations produits du
DeviceCon Selection Guide, qui fait partie du nouveau catalogue DeviceCon.
Dès la première étape de sélection de ses connecteurs, le
constructeur peut ainsi tenir compte de tous les aspects
Fig. 2: Le Guide de sélection DeviceCon
importants pour l‘intégration dans son équipement, pour
l‘installation de son équipement sur le terrain et pour
sa compatibilité avec l‘ensemble du système. Ainsi par
exemple, le «Selection Guide» montre clairement et rapidement qu‘un connecteur est bien au format SMT, aisément confectionnable sur site grâce à la technologie de
connexion H ARAX ® et également conforme aux exigences
PROFINET. Comme les connecteurs harting s’inscrivent
toujours dans le contexte d’une solution d’automatisation
globale, des interfaces d‘équipements optimales peuvent
être réalisées. Les constructeurs d’équipements comme
leurs utilisateurs en tirent un bénéfice maximal.
Matthias Fritsche
Product Manager Device Connectivity, Electric
[email protected]
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing, ICPN
[email protected]
17
tec.News 16: Leadership en technologie
Prof. Dr. Martin Riedmiller, Dr. Volker Franke, Wilhelm Finke, Frank Tegeler
RoboCup World Championship
Le monde de l’intelligence artificielle nous ouvre les voies d’une époque dans laquelle les robots ne seront pas
seulement utilisés dans le domaine industriel mais nous aiderons également dans l‘exercice des tâches quotidiennes. L’université d’Osnabrück et harting font leur possible afin de conduire à nouveau l’équipe robot de football de
l’université d’Osnabrück vers le titre de champion du monde.
Le projet Brainstormers lancé en 1998 est une entrée insouciante dans le monde de l’intelligence artificielle. Ce projet
a pour but l‘étude d‘agents autonomes capables d’apprendre
dans des environnements complexes. Le domaine d’application sélectionné dans ce cadre est le football robotisé, ce
dernier requérant non seulement des exigences complexes
en matière de mouvement, mais également des éléments
tels que l‘intelligence de jeu et le travail d‘équipe au sein
d‘une compétition. Les équipes de football robotisées s’affrontent au cours des championnats RoboCup.
L’approche de recherche se base sur une idée centrale de
l’intelligence artificielle : avec le temps, les programmes
informatiques apprennent, grâce à des tentatives et des
erreurs, à prendre les bonnes décisions.
18
Les principes de base de ce processus d’apprentissage
artificiel, basés sur la programmation dynamique
paradigme, sont connus depuis le début des années 1990.
Le problème actuel est l’adaptabilité des principes sousjacents aux problèmes complexes et donc du domaine de la
pratique. Le football robotisé est un point de départ adapté
puisque le championnat de RoboCup donne l‘opportunité
d‘appliquer de nouvelles méthodes et de nouveaux
processus et de se mesurer aux équipes de chercheurs du
monde entier.
La RoboCup est une initiative internationale visant à encourager la recherche en matière « d‘intelligence artificielle » et de « robots mobiles autonomes ». Le défi scientifique
et technique consiste dans le développement avant 2050
d’une équipe de robots capable de lutter avec succès contre
l‘équipe de joueurs championne du monde de football.
Des championnats sont organisés une fois l‘an au cours
desquels les équipes échangent entre elles leurs innovations en suivant le principe de l’open source. Ceci permet
de transmettre rapidement et de manière efficace les idées
nouvelles.
Depuis 2003, l‘équipe des Brainstormers d’Osnabrück et
ses six robots participent à la ligue MidSize. En 2006 et
2007 ils ont remporté le titre de champion du monde.La
base de ce succès est en plus du logiciel des robots, des
composants matériels adaptés allant du châssis jusqu’à
l’ordinateur et à l’alimentation qui va avec en passant par
les acteurs et les capteurs.
C’est à ce niveau que débute la collaboration avec harting,
qui se focalise en premier lieu sur le perfectionnement de
l’appareil de tir.
L’appareil de tir est l’un des éléments centraux d’un robot
concurrentiel. L‘objectif visé lors du développement est
d’obtenir des tirs précis à grande vitesse ainsi qu’une hauteur de tir variable, nécessitant des performances élevées
de la technologie sensorielle et de la vitesse de réaction du
robot. De plus, le robot devrait également pouvoir réaliser
des passes précises avec des forces de tir flexibles, ce qui
est la base de tout jeu d’équipe couronné de succès. Les
appareils de tir utilisés actuellement ne répondent généralement qu’à une seule de ces exigences. Des vitesses
allant jusqu’à 9 m/s ainsi que des hauteurs de tir pouvant
dépasser 4 m sont obtenues. Ces appareils mécatroniques
sont basés sur différentes énergies primaires comme la
pneumatique, l‘élasticité et les dispositifs électromagnétiques. Ils doivent être réalisés de manière très compacte et
posséder une faible consommation énergétique. De plus,
le présent domaine d‘utilisation requiert une grande robustesse contre les chocs, les coups et les vibrations ; les
normes de sécurité requises afin de protéger les spectateurs et les opérateurs doivent cependant être respectées.
harting examine tout d‘abord la performance actuelle de
l’appareil de tir des Brainstomers au moyen d‘une installation de mesure de la vitesse composée principalement de
barrières lumineuses et d’un programme de calcul. L‘angle
de tir de la balle est également pris en compte lors de la
mesure de la vitesse, le mouvement étant quant à lui analysé précisément au moyen d’une caméra haute vitesse.
Les premiers dépouillements des mesures et du matériel
photographique ont abouti à la sélection du nouveau cylin-
dre de tir qui, lors des premiers essais, permit de doubler
la vitesse de la balle. D‘autres réflexions vont dans le sens
d’un contrôle de la hauteur d’envoi du ballon.
Même les systèmes d’intelligence artificielle les plus intelligents ne peuvent accroître leur potentiel lorsqu’une
conversion mécanique est impossible. Le fait de pouvoir
mouvoir la balle indépendamment de la situation de jeu,
donc de varier l‘intensité de tir en fait également partie.
La construction mécanique évolution de l‘appareil de tir le
permettra à l‘avenir.
Les Brainstormers prouveront leur nouveau niveau de jeu,
obtenu grâce à leur nouvel appareil de tir et un comportement d‘apprentissage amélioré du logiciel, lors du German
Open du championnat de RoboCup qui se déroulera en avril
2008 dans le cadre de la foire de Hanovre. Ils y défendront
une nouvelle fois leur titre.
La collaboration entre l’AG Neurinformatik de l’université
d’Osnabrück et le groupe technologique harting s’avère
dès-à-présent être un coup dans le mille pour l’équipe des
Brainstormers. Derrière cette entrée insouciante dans le
monde fascinant de l‘intelligence artificielle se cachent
pour le groupe technologique harting d’autres potentiels
d’expérience et de développement, si l’on tient compte du
fait que dans un avenir relativement proche les robots exécuteront de plus en plus de tâches humaines. Voilà ce à
quoi ils s’entraînent.
Prof. Dr. Martin Riedmiller
Neuroinformatics, Information Engineering and
Cognitive Science Department
University of Osnabrück
Dr. Volker Franke
Managing Director Applied Technologies
[email protected]
Wilhelm Finke
Director Measurement and Testing Technology
[email protected]
Frank Tegeler
Measurement and Testing Engineer
[email protected]
19
tec.News 16: Sécurité
20
Dietmar Maicz, Walter Gerstl & Britta Rohlfing
Extrême précision et rapidité au niveau des stations
de mesure des infrastructures ferroviaires
Du point de vue de la charge, de la comptabilisation et de la sécurité, la rapidité et la précision dans l‘enregistrement des données relatives à l‘état
des trains (charges par essieu, qualités de roulement, écarts de forme des roues) revêt un grand intérêt pour les exploitants d‘infrastructures
ferroviaires. Les stations de mesure ARGOS® mesurent l‘état de fonctionnement dynamique des trains à la vitesse d‘exploitation, avec l‘exactitude
et la fiabilité nécessaires. La ligne de câblage complète, des capteurs à la table de mesure, fournie par le groupe technologique harting contribue
grandement à réduire les délais d‘installation. Les avantages, en termes de coûts et de performance, résultent directement de la grande qualité
et de la robustesse de la solution ainsi que des délais d‘installation réduits grâce aux composants enfichables et préfabriqués.
3
3
21
1. Les mesures d‘état : une fonction de
l‘infrastructure ferroviaire
Sur le marché européen libéralisé du transport par rail, toutes
les entreprises de transport par chemin de fer sont autorisées
à utiliser les réseaux ferroviaires tant nationaux que locaux. Il
incombe au propriétaire et/ou à l‘exploitant de l‘infrastructure
de s‘assurer qu‘elle répond au normes Qualité. Les intérêts des
exploitants des véhicules et des infrastructures sont différents. L‘exploitant des véhicules vise à transporter le plus possible au moyen de véhicules aussi économiques que possible.
Cependant les véhicules économiques présentent parfois des
mauvaises qualité de roulement qui ont des répercussions sur
les frais d‘entretien des infrastructures. Le but de l‘exploitant
est de définir les redevances en fonction de la charge effective de l‘infrastructure. Face à une multitude de clients qui
utilisent son réseau ferré, un système automatisé faciliterait
grandement l‘établissement d‘un décompte individuel.
ÖBB (chemins de fer autrichiens, Infrastruktur Bau AG,
Division Recherche & Développement), ont développé, en partenariat avec HBM et avec d‘autres partenaires le système
de mesure ARGOS® permettant d‘optimiser la stratégie de
maitenance.. Les données obtenues à l‘aide d‘ARGOS® servent
en outre au contrôle de la sécurité de marche des véhicules
ferroviaires. Le choix d‘un fournisseur de système de câbles
s‘est porté sur harting qui, en raison de sa grande expérience
sur le marché ferroviaire, est en mesure de proposer une solution sur-mesure.
2. Stations de mesure locales
Les stations de mesure d‘ARGOS® permettent une surveillance en continu de l‘état des véhicules et de la charge exercée
sur la superstructure. A chaque passage sur l‘installation de
mesure, il y a une évaluation du niveau de qualité de chacun des différents véhicules, et ce jusqu‘à la moindre roue
du train. ARGOS® a été développé dans l‘objectif de garantir
la précision des mesures requise à chaque niveau. Des résultats fiables augmentent les niveaux admissibles par les
exploitants des véhicules. Dans de nombreux cas, les solutions
développées doivent fournir une grande précision pour être
conformes aux normes.
Les équipements de mesure ARGOS® ne gênent en aucune
façon le trafic ferroviaire normal. Tout comme l‘ensemble de
la ligne, les tronçons de voies équipés ARGOS® peuvent être
ballastés, rectifiés et reprofilés.
22
Illust. 1 : harting-Metall-Box avec Han® Modular Compact
et harting D-Sub sous boîtier métal
Les véhicules devant faire l‘objet de mesure ne doivent pas
nécessairement embarquer des appareils supplémentaires,
tels que répondeurs ou autre équipement du même genre.
L‘intégration de systèmes d‘identification des véhicules (répondeurs/RFID) ou de dispositifs de reconnaissance optique
des numéros des véhicules est toutefois possible.
Dans ce contexte où l‘exploitation est lourde, sensible aux dérèglements électromagnétiques et exposée aux intempéries,
les câblages reliant les capteurs au système d‘amplification
de mesure jouent un rôle fondamental pour l‘ensemble du
système.
Un concept complètement interconnectable a été utilisé dans
l‘objectif d‘optimiser le coût total d‘utilisation (LCC) du système ARGOS®. En étroite coopération avec le partenaire système, harting a réalisé un système de câblage modulaire et
standardisé, satisfaisant toutes les variantes à l‘aide d‘un minimum de différents composants de base. Cela a permis, en
plus de faibles coûts système, une réduction conséquente des
coûts d‘emmagasinage de pièces détachées, tout en simplifiant
le traçage général et la maintenance.
Grâce à cette solution sur mesure, le niveau d‘exigence de
base a pu être atteint sans problème à l‘issue de brefs délais
d‘installation. Les câbles, préfabriqués et testés, sont rapidement et facilement raccordés sur site, permettant ainsi une
réduction considérable des coûts. Un système d‘étiquetage
réfléchi réduit considérablement la charge de travail liée à
l‘installation.
Le système harting est constitué de câbles haut de gamme,
de raccords de câbles et de connecteurs adaptés (gamme de
boîtier Han-Modular Compact, Han® 3 A M avec Han® Q 7/0
et InduCom avec D-Sub). Classé IP 67, il offre la meilleure
protection possible contre les facteurs d‘agression extérieure,
tels que les chocs, les vibrations, le soleil, la poussière, la
pluie, le gel et l‘huile en environnement chargé en perturbations lectromagnétiques. L‘ensemble du faisceau de câbles,
du capteur au système d‘amplification de mesure, est fourni
par harting selon les spécifications de la Hottinger Baldwin
Messtechnik GmbH qui se charge du domaine des capteurs
et de l‘acquisition de données.
3. Système ARGOS® niveaux 1 à 4
Le système ARGOS® est disponible en quatre versions et
niveaux de mesure, en fonction du besoin (voir schémas de
disposition illust.2 a-d) :
Détection de déraillement (niveau 1)
Surveillance automatique des trains (charge Q, déformation
des roues) (niveau 2)
Surveillance automatique des trains avec station de mesure
de sécurité anti-déraillement (charge Q et Y, caractéristique
du roulement, déformation des roues, bruit, agrément des
véhicules) (niveau 3)
Courbe de mesure selon EN 14 363 (niveau 4)
l
l
l
l
Le système ARGOS® niveau 1 enregistre les véhicules ayant
déraillé et transmet l‘information à un dispositif de signalisation. Le système ARGOS® niveau 1 est capable de contrôler
tout l‘espace compris entre les deux rails. Cela implique qu‘un
déraillement peut être identifié même si une roue ne roule que
très peu hors du rail, sur les éléments de fixation.
Le système est typiquement constitué de quatre capteurs en
série, fixés sur les traverses qui identifient même les essieux
sortant du rail par à-coups (problème intervenant à grande
vitesse). Des tests approfondis ont montré que le système fonctionne à des vitesses de plus de 300 km/h. Comme tous les
produits ARGOS®, ce système offre l‘avantage d‘un entretien
extrêmement allégé. Tous les éléments de fixation des voies
peuvent être examinés et réparés sans démontage du capteur
niveau 1.
Le niveau 1 peut être mis en œuvre sur traverses bois, béton,
acier ainsi que sur voie fixe. Le capteur niveau 1 est constitué de détecteurs de force qui ont fait leur preuve au niveau
industriel, reliés par des plaques de métal de forme spéciale.
Grâce à son mode de construction simple et mécaniquement
robuste ainsi qu‘à la combinaison logique de tous les éléments
de capteur, toute fausse alarme est pratiquement exclue. Le
niveau 1 ARGOS® est un système simple, économique et de
fonctionnement sûr qui garantit une détection fiable des essieux ayant déraillé avant que ne soient atteintes des zones à
risque, tels que tunnels, ponts et aiguillages.
3
Niveau 1 : détection de déraillement
Par le passé, des accidents se produisaient sur les zones à
risques (tunnels, ponts et aiguillages), du fait du déraillement
d‘essieux isolés, entraînés sur de longues
distances en dehors des voies. Et même
dans les cas où l‘accident était évité, d‘importants tronçons de voie ont été endommagés par les roues ayant déraillé. Lorsque
cela se produit sur un tronçon de ligne avec
voie fixe, les frais prennent alors des proportions considérables.
Comme le conducteur de la locomotive n‘est
pas en mesure d‘identifier directement les
différents essieux qui ont déraillé, il s‘avère
nécessaire sur les tronçons de ligne dangereux d‘utiliser l‘intermédiaire d‘un système
de surveillance.
Illust. 2a : ARGOS® niveau 1 – détection des déraillements
23
Plats roues non
ovales
Etat de chargement
composition de train
Q dynamique
zontales et verticales sont enregistrées en continu.
Une détection précoce des irrégularités sur les véhicules par mesure
des charges et des formes des roues
permet d‘empêcher les déraillements. Les stations de mesure niveau 3, tout comme celles niveau 2,
transmettent au poste de contrôle
des résultats de mesure dans un
Illust. 2b : ARGOS® niveau 2 – état de chargement et plats au niveau des roues
délai de 120 secondes au maximum
(typiquement 30 secondes). Les caractéristiques de roulement instables qui peuvent être mesuNiveau 2 : force Q et défauts des roues
Le niveau 2 ARGOS® permet de détecter les irrégularités des rées avec ce dispositif représentent un problème rencontré
véhicules et les défauts des roues (déformations des roues) en avec les wagons dont le chargement est déséquilibré ou dont
mesurant la charge de roue (charge quasi-statique et dynami- les roues ont un défaut. Les secousses occasionnées au niveau
que) (voir illust. 2c). Lorsque ces stations de mesures fiables des voies par l‘émission sonore des véhicules peuvent être
sont mises en œuvre pour le contrôle d‘état des véhicules, il également mesurées sous forme de vibrations. Les capteurs,
est possible de détecter beaucoup plus d‘insuffisances sur le câblages et connecteurs qui composent ce système sont étudiés pour résister aux vibrations.
véhicule que par examen classique du train.
Niveau 4 : Courbe de mesure selon EN 14 363
L‘utilisation de mesures isolées était normalisée jusqu‘ici,
mais cette technique ne permet pas de détecter les intéractions entre les essieuxs ur les véhicules à plusieurs essieux. Cela peut
se traduire par l‘obtention de résulCouple d’alésage
Caractéristiques de
roulis
tats de mesure non reproductibles
au moment des essais. Pour qu‘elles
constituent une preuve légalement
recevable, les valeurs mesurées doivent donc impérativement présenter
la plus grande précision.
Des travaux de recherche théoriques
et pratiques approfondis ont permis
de développer un système capable
Instabilité
Forces de décalage de rail
Emissions
de déterminer en continu les forces
sonores
Y et Q avec une grande précision.
La solution ARGOS® niveau 4, basée sur l‘expérience pratique en
matière de technique de mesure et
sur le savoir faire dans le domaine
de la technique ferroviaire, offre
une option de choix aux fabricants
Niveau 3 : mesure de charge Y/Q
En plus des fonctions du niveau 2, la version niveau 3 mesure
aussi les forces horizontales(Y). Les forces dynamiques hori-
Forces Y et Q
Forces Y et Q
Illust. 2c : ARGOS® niveau 3 – paramètres dynamiques
24
>2a+ +2a*
vaux de maintenance. En
particulier dans le cas des
<2a* min
16,8 m
trains de marchandises, le
4,2 m
La position est
contrôle de la charge efsélectionnable
4,8 m
fectivement transportée et
4,2 m
>3 m
de l‘état technique permet
d‘optimiser les frais d‘enesure 1
m
de
p
am
Ch
tretien.
Cham
Sens de la marche
ARGOS® niveaux 2 et 3
mes p de
ur e 2
fournissent des résultats
de mesure conformes à
des normes spécifiques et
Illust. 2d : ARGOS® niveau 4 : Courbe de mesure selon EN 14363
permettent d‘automatiser
des parties essentiels des
de véhicules de chemin de fer ainsi qu‘aux organismes de contrôles TSI Spot locaux. La fiabilité et la précision des systècertification.
mes ARGOS® améliorent les niveaux de sécurité, ils réduisent
l‘impact sur l‘environnement par diminution du bruit et des
4. Qualités du système
vibrations, ils permettent d‘établir une comptabilisation des
Le système ARGOS® niveau 1 est idéal pour déceler les dé- coûts d‘utilisation de l‘infrastructure plus juste pour l‘utiliraillements d‘essieux avant d‘atteindre des zones à risques du sateur et se traduisent par une réduction des coûts pour les
réseau et limiter, voire réduire les dommages consécutifs à un exploitants du réseau et des véhicules.
déraillement. ARGOS® niveau 2 donne directement au passage La solution système harting a apporté une amélioration aux
du véhicule des données haute précision sur l‘état de celui-ci systèmes de câbles déjà existants. En plus des délais d‘instal(charges par essieu et défaut de chargement) par mesure de lation réduits et du faible coût total d‘utilisation, la solution
la force Q. ARGOS® niveau 3 offre un moyen de prévention modulaire standardisée permet une production en nombre
supplémentaire des accidents par mesure des forces Y/Q et des installations ARGOS®.
fournit des données haute précision sur l‘interaction roue/rail,
dans la minute suivant la mesure. En option sur l‘ARGOS®
niveaux 2 et 3, les défauts de forme des roues peuvent être,
en plus, précisément détectés. Une détection des véhicules à
forte émission sonore ou à l‘origine de vibrations du sol est
également possible en option.
Dietmar Maicz
Project Director Railway
Le coût total d‘utilisation de l‘infrastructure grimpe en flèche
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Austria
lorsque la charge exercée par les véhicules ne correspond pas
[email protected]
aux charges calculées à la base de la construction des voies.
Par exemple les plats au niveau des roues augmentent considérablement les frais d‘entretien. La même chose s‘applique aux
Walter Gerstl
Market Manager Transportation, Austria
forces statiques et dynamiques au-delà des valeurs limites. Le
nouveau système assure un contrôle en continu.
[email protected]
Il est également possible de recourir aux données ARGOS®
pour optimiser la stratégie de maintenance des véhicules
ferroviaires. ARGOS® permet de détecter les dommages au
Britta Rohlfing
Market Manager Transportation
niveau des différents véhicules et de suivre le processus de
dégradation afin d‘établir une planification optimale des [email protected]
25
tec.News 16: Leadership technologique
Michael Seele & Gert Havermann
Connecteurs novateurs pour MicroTCA™
Les plates-formes matériel AvancedTCA® et MicroTCA™ normalisées ont gagné dernièrement en popularité dans
les télécommunications et les applications de communication de données et elles attirent maintenant l’attention
des utilisateurs industriels. harting offre deux différentes stratégies de connectivité pour rendre ces systèmes
suffisamment robustes et répondre ainsi aux exigences des environnements industriels.
MicroTCA™ a le potentiel de s’établir à l’avenir comme
standard dans les applications industrielles. Les avantages de cette technologie sont la compacité et l’extensibilité,
alliées à une mécanique robuste et une excellente performance. Différents systèmes offrant exactement ces avantages sont déjà disponibles sur le marché.
Le connecteur de bord de carte de MicroTCA™ fait encore
aujourd‘hui l‘objet de débats. Des pastilles dorées sur le
bord de la carte imprimée sont utilisées pour connecter les
modules AdvancedMC™ au support (ATCA®) ou au Fond de
Panier (MicroTCA™). Ce principe est déjà courant depuis
26
de nombreuses années dans l’environnement bureautique
(comme par exemple PCI et AGP). En revanche, les applications industrielles sont plus exigeantes et réclament une
bonne stabilité mécanique pour garantir une sécurité de
contact élevée en cas de vibrations et de chocs. De plus, la
corrosion causée par une atmosphère industrielle agressive
ne doit pas dégrader le contact entre les pastilles dorées et
le connecteur de bord de carte.
Les expériences des utilisateurs ont montré qu’il est difficile de respecter les étroites tolérances des modules
AdvancedMC™ exploitant la technique de fabrication ac-
tuelle. La largeur du doigt présente un problème. Un module à la largeur minimale admissible génère des tolérances
allant jusqu‘à 0,25 mm, ce qui correspond au tiers de la
surface de contact. Conformément à la norme, le contact
repose au moins en partie sur la pastille dorée, mais les
garanties ne sont pas suffisantes.
La sécurité de contact doit être par conséquent accrue. Le
groupe technologique harting s’est associé à ept GmbH
& Co. KG pour développer un connecteur AdvancedMC™
qui fournit con:card + qualité. Un petit ressort appelé GuideSpring peut compenser des variations de tolérances par
le biais d‘un positionnement défini. Il pousse le module
AdvancedMC™ contre le côté opposé du connecteur. La
position de la paroi opposée est déplacée vers le centre de
0,075 mm, réduisant l’écart éventuel des axes symétriques
de la carte imprimée et du connecteur jusqu‘à 60 %.
La protection des contacts garantit la
longévité
Le connecteur con:card+ offre deux autres caractéristiques améliorées au niveau des contacts. La surface de
contact très lisse empêche l’usure rapide des pastilles
dorées. Des tests ont montré que, comparé au connecteur
3
27
du test de relaxation en laboratoire. Les connecteurs comparatifs étaient inférieurs à 0,5 N déjà à
leur livraison. Au cours des tests de vieillissement
thermique, les faibles valeurs initiales ont continué à baisser, posant un risque pour la sécurité de
contact dans la pratique.
Fig. 1 : L’innovant GuideSpring empêche les interruptions de contact
par un positionnement défini.
dvancedMC™ conventionnel, le connecteur con:card+ ne
A
présente guère de traces d‘usure au bout de 200 cycles
d‘insertion. Une fois les pastilles dorées endommagées,
l’atmosphère industrielle peut entraîner rapidement la
corrosion, réduisant la sécurité de contact.
Un revêtement en palladium-nickel est aussi utilisé pour
protéger le contact contre l’usure élevée causée par la
carte AdvancedMC™. Les bords des pastilles dorées peuvent être très vifs. Aussi, la matière plastique à base de
fibres de verre sur le bord chanfreiné de la carte imprimée
peut endommager durablement la surface de contact lors
de l’insertion. Comparée à une surface de contact en or
pur, le palladium nickel permet d‘augmenter la résistance
à l‘usure de 30 %.
Les connecteurs con:card+ sont montés sur le Fond
de panier au moyen de la technologie Press-Fit.
Cette technologie améliore sensiblement la résistance aux chocs et aux vibrations comparée aux
connecteurs montés en surface disponibles sur le
marché. Les connecteurs fabriqués au moyen de la
technologie Press-Fit restent stables et continuent
de fournir un bon contact dans les environnements industriels. Le traitement est rapide et économique. Aucune
opération manuelle n’est utile pour visser les connecteurs
sur la carte. La technologie Press-Fit convainc également
en matière de transferts de données et permet d’atteindre
les 12.5 Gbps requis.
Risques sur le bord de la carte
Les connecteurs AdvancedMC™ pour ATCA® et MicroTCA™
en qualité con:card+ sont nettement plus robustes. L’un des
défis auxquels les constructeurs de connecteurs font face
est le fait qu‘ils peuvent contrôler uniquement une face
de la connexion. La qualité de la partie de raccordement,
c‘est à dire du bord de carte imprimée AdvancedMC™,
n‘est spécifiée que d’une manière générale. Le connecteur
con:card+ peut résoudre la plupart de ces problèmes et
réduire fortement les nombreux risques. Toutefois, une modification de base sous la forme d’un second connecteur
est nécessaire pour éliminer certains désavantages de la
connexion de bord de carte.
Technique Press-Fit résistante aux vibrations
Afin qu’un connecteur puisse fonctionner et rester stable
dans des environnements industriels rudes, le contact de ressort doit exercer une
force normale suffisante. Les connecteurs
con:card+ sont conçus
de façon à générer une
force normale minimale de 0,5 N par contact
à la fin de leur vie. Cela
Fig. 2 : Poli d’une pastille dorée : Le cuivre nu
a été vérifié au cours
et le bord creusé sont sensibles à la corrosion
28
Fig. 3 : Les pastilles dorées aux bords vifs et fêlés
causent une usure importante sur le connecteur.
A cette fin, harting a conçu le connecteur AdvancedMC™
Plug, qui remplace les pastilles dorées de la carte imprimée. La connexion ne s‘effectue plus directement de la
carte imprimée au connecteur de fond de panier, mais indirectement au moyen d‘un connecteur-module.
La qualité constante garantit la longévité
La fiche a été initialement développée pour le Carrier Hub
MicroTCA™ et se décline en deux versions (voir encadré).
La première version, le plug Advanced MC™, peut être
aussi utilisée sur un module AdvancedMC™ standard.
L’avantage majeur est qu‘un contact massif est opposé à
un connecteur de fond de panier. Selon PICMG, la surface
de la pastille dorée est spécifiée en or dur,
mais il n’existe pas de définition définitive de
l‘or dur. Il existe par conséquent des différences considérables en termes de résistance de
l‘or et de structure de surface sur les modules disponibles sur le marché. La production
des pastilles dorées par galvanisation sélective génère un cuivre nu sous la surface de
nickel / or. Les insertions fréquentes et les
environnements industriels peuvent entraîner
rapidement une corrosion. Des creusements
éventuels peuvent entraîner dans le pire des
cas la casse de fragments d‘or au cours de
l‘insertion.
L’expérience du marché montre finalement
que les constructeurs de circuits imprimés
ne peuvent garantir les 200 cycles d‘insertion exigés pour
un module AdvancedMC. Des tests ont démontré qu‘un
connecteur plug combiné au connecteur con:card+ de
harting permet 200 cycles d‘insertion et offre une très
grande résistance à l’usure. Le connecteur sur le fond de
panier est protégé car le contact glisse sur un boitier isolant lissé et moulé par injection, au lieu de frotter par le
biais d‘un FR4 rugueux sur un chanfrein fraisé.
Le plug définit la broche
Les tolérances de fabrication dans le moulage par injection
sont plus faibles que celles de la production de circuits
imprimés. Sur la carte imprimée, elles sont de l’ordre d’un
dixième de millimètres tandis qu’elles sont de quelques
centièmes de millimètres pour le moulage par injection. La
broche du plug présente une largeur maximale afin qu’une
carte insérée avec un plug ne présente pratiquement pas
de jeu en cas d’utilisation d’un connecteur de fond de panier conventionnel sans GuideSpring.
Afin de garantir une bonne stabilité mécanique, le plug
est fixé sur le circuit imprimé au moyen de soudures
« Pin-in-hole-reflow ». Il peut être posé sur la carte au
moyen de systèmes « pick and place » et soudé en une opération avec d‘autres composants. En plus de ce traitement
efficace et stable, le connecteur peut être aussi remplacé.
Les frais de rebut de modules déjà équipés peuvent être
ainsi évités au cas où la broche est endommagée.
Fig. 4 : Les modules AdvancedMC™ avec connecteur plug
Un autre avantage réside dans la force d’insertion grâce
au design spécifique et à l’épaisseur de broche minimale
admissible. Les caractéristiques de transmission de signal
peuvent être même améliorées par rapport aux pastilles
dorées sur le bord de carte imprimée étant donné que les
signaux ne doivent plus être routés sur la surface de la
carte. L’épaisseur des modules AdvancedMC™ a été restreinte par la spécification, car le connecteur de bord de
carte est seulement compatible avec une tolérance d‘épaisseur limitée (1,6 mm ± 10%). Avec ce connecteur plug, il est
possible de s‘affranchir de cette spécification (car la broche
est définie par le plug), et d’utiliser différentes épaisseurs
de carte (tant que la mécanique de guidage du système le
permet).
3
29
Un connecteur remplaçable
réduit les frais de rebut
De plus, l’utilisation de connecteurs
plugs harting contribue à réduire
les coûts. Certes, la production d’un
second connecteur engendre dans
une première étape des frais complémentaires, mais ceux-ci sont
compensés par différents effets dans
une seconde étape. La galvanisation
sélective génère par exemple des
frais élevés pour la fabrication des
pastilles dorées. Les spécifications
de tolérance élevées génèrent de plus
un rebut important. Le bord de carte
chanfreiné est un autre point sensiFig. 5 : Pile de connecteurs Plug pour le module MCH
ble, car les pastilles contact peuvent
être endommagées. Une topologie de
carte simple avec des trous métallisés est suffisante pour
Le MCH (MicroTCA™ Carrier Hub) est le module de
le plug harting, et ces cartes peuvent être produites à faigestion de MicroTCA™. Afin de fournir une densité
ble coût sans rebut particulier. Le coût d’un rebut peut être
de contacts élevée, il peut y avoir jusqu’à quatre broélevé si un bord de carte défectueux n’est détecté qu‘après
ches. La spécification PICMG recommande l’utilisation
avoir équipé une carte de composants coûteux. Le plug
d‘un connecteur empilable pour le module MCH pour
compenser les tolérances mécaniques. La solution
harting peut être par contre remplacé sur le module et
réduire les frais de rebut.
harting repose sur deux connecteurs différents. Le
plug AdvancedMC™ est utilisé pour la première broLe connecteur plug est compatible avec les spécificache. Jusqu’à trois MCH peuvent être montés en système
tions PICMG MTCA.0 R1 et AMC.0 R2, et peut donc être
modulaire. Pour une meilleure stabilité mécanique,
utilisé aussi bien dans les applications MicroTCA™ et
la pile est renforcée par des pointes métalliques. Un
ATCA®. Le plug harting permet aussi un niveau de quaadaptateur est disponible pour le transfert de données
lité de connexion défini sur le module AdvancedMC. Avec
haut débit entre la première et la quatrième broche
con:card+, harting offre aux constructeurs de Fonds de
(switched fabric).
paniers une technologie de connexion extrêmement fiable,
et le plug garantit aux constructeurs de modules les mêmes avantages, rendant MicroTCA™ et ATCA® aptes aux
Le groupe technologique harting et ept
applications industrielles.
GmbH & Co. KG coopèrent depuis 2005 pour perfectionner les connecteurs AdvancedMC™ déjà disponibles afin d’améliorer sensiblement la fiabilité de
Michael Seele
contact. Le résultat de cette coopération est une nouvelGlobal Product Manager Metric Connectors,
le génération de connecteurs de signal AdvancedMC™
Electronics
qui ont été lancés sur le marché sous le label de qualité
[email protected]
« con:card+ » de harting et d’ept. Avec con:card+, les
deux entreprises ont garanti un niveau de qualité claiGert Havermann
Signal Integrity Engineer, Electronics
rement défini qui offre également aux utilisateurs les
avantages d‘une double source.
[email protected]
30
t e c . N e w s 1 6: Pa r t e n a r i at sy s t è m e
Ole Christian Ruge
L’avant-garde en matière d’ultra-sons
Les systèmes d’imagerie et de données font aujourd’hui partie des instruments diagnostiques médicaux les
plus utilisés. GE Healthcare, basé à Milwaukee, aux Etats-Unis, est l’un des constructeurs leaders au monde.
Dans le segments des systèmes cliniques, l’entreprise est le plus grand fournisseur au monde de scanners
à ultrasons destinés aux hôpitaux et aux cabinets médicaux(*). Depuis 2001, harting fourni des fonds de
panier pour les systèmes à ultrasons de GE Healthcare.
3
(*) réf. Rapport sur le marché du diagnostic médical par ultrasons
31
Les systèmes à ultrasons sont devenus des équipements
standard dans l’anamnèse médicale et les diagnostics médicaux. Les appareils monochromes à deux dimensions des
temps passés ont fait place aux systèmes à quatre dimensions et multicolores qui ont amélioré sensiblement la précision du diagnostic. Les multiples possibilités d‘utilisation
et de visualisation sont une chose, les exigences accrues
en terme de fiabilité et d‘extensibilité des systèmes en sont
une autre. Le développement et la fabrication d’appareils
médicaux sont soumis à des exigences de commande de
processus détaillés, comme par exemple aux règlements
de la FDA (Food and Drug Administration). Ces règlements
s’appliquent à la documentation des produits et des processus, au traitement des défauts et des modifications afin de
garantir une qualité parfaite. Les fournisseurs en équipements médicaux doivent répondre également à
ces exigences.
GE Healthcare développe des systèmes à
ultrasons innovants destinés à quatre domaines de la médicine : radiologie, obstétrie
et gynécologie, cardiologie et applications cliniques dans les blocs d‘urgence et salles d‘opération.
La gamme des produits inclut une famille de systèmes
pour chaque activité. Les pôles d’activités ont leur centre
de compétence aux Etats-Unis, en Norvège, en Autriche,
en Chine, au Japon, en Corée, en Inde et en Israël et s‘efforcent constamment à améliorer et étendre la gamme de
produits.
Les appareils à ultrasons de GE Healthcare d’aujourd’hui
utilisent des algorithmes d’exploration haute vitesse et des
images à quatre dimensions (le temps étant la quatrième
dimension). Les systèmes offrent maintenant une ergonomie améliorée comparée aux consoles classiques initiales
et sont équipés de claviers et d‘écrans réglables en trois
positions. Le perfectionnement permanent des fonctionnalités logicielles a fortement augmenté la convivialité et
l’extensibilité des appareils à ultrasons. Alors que les systèmes à ultrasons compacts au format d’ordinateur portable existent depuis des années, le marché des solutions à
consoles continue d‘enregistrer une croissance énorme.
harting est fournisseur en backplanes.
harting Integrated Solutions (HIS) est l’un des constructeurs leaders au monde de systèmes backplanes destinés
à des solutions industrielles. En tant que fournisseur de
connecteurs métriques de 2 mm pour les sous-traitants
32
GE Vingmed Ultrasound VIVID 7
CEM de GE Healthcare, harting est entré en contact avec
GE Vingmed Ultrasound (GEVU) en 2001 et lui a proposé
d‘apporter une solution à un problème de fabrication d‘un
pack de produit qui était nouveau à l’époque. GEVU venait
de lancer le scanner VIVID 7 sur le marché. Le fournisseur
de backplanes de l’époque rencontrait des difficultés dans
le pressage des connecteurs métriques dans les cartes mères dorées extrêmement sensibles.
harting avait la solution : la machine press-fit CPM 2001
électronique et entièrement automatique. Cette solution a
convaincu GEVU et à la suite d‘un appel d‘offres international en 2001, harting a été sélectionné comme fournisseur
de backplanes pour le VIVID 7. La fabrication a commencé
dans l’usine harting à Northampton (Grande-Bretagne), et
harting AS en Norvège a livré les backplanes au principal
fournisseur électronique norvégien, Kitron ASA.
Aspects techniques
Le backplane du VIVID 7 est une carte multi-couches équipée de plus de 40 connecteurs métriques HM harting. Les
cartes filles sont insérées dans les connecteurs garantissant plus de 250 connexions. En matière de backplanes,
GEVU mise sur la technologie press-fit, la préférant à la
technique de soudage. La technologie press-fit garantit une
très bonne connexion. La production est donc plus rapide
et plus économique que la soudure.
En plus de l’aplanissement à air chaud, la technologie
press-fit CMP peut être utilisée pour la plupart des cartes
à circuits imprimés.
Les circuits imprimés n‘ont pas besoin d‘être ensuite
nettoyés.
En plus de l’aplanissement à air chaud, la technologie
press-fit CMP peut être utilisée pour la plupart des cartes
à circuits imprimés.
Les contacts press-fit peuvent être enlevés facilement en
cas de réparation.
l
l
l
l
Apprentissage par l’action
Le backplane VIVID 7 a été une étape importante pour
harting vers le statut de constructeur de backplanes international. Sur le plan technique, on demandait une haute
densité combinée à une surface très lisse. Vu également
le besoin en composants SMD (surface mounted device =
composants montés à la surface), HIS a décidé d’établir sa
propre ligne de montage SMD. Paul Atkinson, directeur des
opérations chez harting Integrated Solutions, se souvient :
« Le backplane VIVID 7 est devenu ainsi le catalyseur de
l’évolution continue de l’ensemble de notre production ».
Anticipant l’instauration de la directive ROHS, harting a
produit la nouvelle carte VIVID 7, qui a été lancée sur le
marché en 2003, d‘emblée sans plomb.
Aussi sur le plan logistique, la VIVID 7 était un projet clé
pour harting, un premier produit qui a donné naissance à
de nombreux projets GE Healthcare. La chaîne de livraison
est devenue mondiale au moment où l‘entreprise a commencé à fournir des backplanes pour le scanner israélien
VIVID et le scanner radiologique LOGIQ 9 en 2002 et en
2004. Depuis lors, harting livre depuis la Grande-Bretagne
en Norvège, Israël et aux Etats-Unis.
GE Healthcare – les exigences en termes de
fournisseur
Jan Sollid, Strategic Sourcing Manager chez GE Vingmed
Ultrasound, souligne les exigences strictes que GE Healthcare formule envers les fournisseurs de produits d‘importance stratégique. Les fournisseurs doivent toujours
être en mesure d’identifier et de répondre efficacement
et rapidement à la demande. Un backplane est un élément
stratégique pour GE Healthcare et essentiel pour le fonctionnement des systèmes à ultrasons. Un retard de livraison de ce composant peut avoir un effet négatif désastreux
sur le planning de livraison du système entier, raison de
plus ici de ne prendre aucun risque.
Chez GE Healthcare, la recherche et le développement
sont assurées par des équipes de projet internationales
afin d’exploiter au mieux les synergies entre les gammes
de produits pendant le développement des nouveaux systèmes. La qualité du développement des fonds de panier
et des processus de production sont par conséquent des
critères clés dans la sélection des fournisseurs chez GE
Healthcare, et cela dans le monde entier. Car l’identification des fournisseurs aux profils recherchés s’effectue
à l’échelle mondiale. Les exigences les plus importantes
envers les fournisseurs stratégiques sont la qualité des
produits et des processus, le respect des délais de livraison
et l’augmentation de l’efficacité (réduction des coûts) pendant les relations de fournisseur. GE Healthcare s’efforce
d‘optimiser son réseau de fournisseurs et de ne pas réduire
la pression sur l’innovation et les coûts.
Depuis début 2001, harting livre des fonds de panier pour
les systèmes à ultrasons de GE Healthcare. Mais il n’est
pas question de se reposer sur ses lauriers : « Chaque
fournisseur de GE doit constamment s’améliorer et faire
face à une concurrence continuelle. Nos fournisseurs doivent savoir comment s’imposer face à la concurrence et
réduire constamment leurs coûts de production » souligne
Jan Sollid. Etant donné que GE Healthcare développe des
systèmes à ultrasons pour le marché mondial, les fournisseurs doivent être aussi capables de livrer directement les
assembleurs haut niveau aux quatre coins du monde.
Ole Christian Ruge
Managing Director Norway
[email protected]
33
34
Dalibor Kuchta & Tomas Ledvina
Double connexion dans les wagons
avec liaison Ethernet redondante :
une solution spéciale dotée de
commutateurs harting configurables
Les systèmes de caméras numériques font aujourd‘hui partie de l‘équipement standard des trains de passagers. Les
propriétés particulières des trains de différentes séries nécessitent toutefois des solutions qui diffèrent largement
l‘une de l‘autre. La longueur des trains, la fiabilité de la transmission ou les équipements du réseau sont autant de
facteurs déterminants. harting propose des solutions spécialement adaptées et renforcées.
L‘équipementier ferroviaire tchèque LOKEL s.r.o., Ostrava-Hrabuvka, a développé le système de caméras numériques d‘un nouveau train de transport urbain à quatre voitures ED74. Le train fait 80 mètres de longueur totale. Pour
ce train, LOKEL fournit le sous-système électrique constitué d‘un système de
commande et d‘un système de caméras. Ces systèmes de commande et de caméras sont connectés au moyen de commutateurs Ethernet harting sCon 3100-A.
Un système constitué de huit caméras, à raison de deux caméras par
voiture, assure la surveillance en ligne de l‘intérieur du train. Le système enregistre les images de toutes les caméras en qualité 100%
videostream; cela revient à 1,2 Mbit/s, respectivement à douze
images/seconde sur 24 heures. Compte tenu des expériences passées, il était nécessaire de remplacer la technologie de transmission analogique par une technologie
numérique, sachant que toute panne devait être
exclue, en particulier dans le cas de trains à
propulsion électrique. La simplification de
la topologie globale du réseau offre un
avantage supplémentaire. Conformément aux normes IEEE 802.3 et
IEEE 802.3u, la technologie
Ethernet 10/100Base-XTX
est utilisée pour la
transmission des
données vidéo.
Le
choix
s‘est porté sur le 10/100Base-XTX car
il s‘agit de la solution la plus largement
répandue pour laquelle les composants
sont le plus aisément disponibles.
Le réseau à proprement parler est
constitué des composants de base suivants :
– serveur vidéo (pour transmission du
signal des caméras analogiques en
un flux de données MPEG 4)
– écrans PC (pour affichage des images des différentes caméras)
–P
C industriel (pour l‘enregistrement)
– commutateurs Ethernet (pour
connexion des différents tronçons
du réseau)
– module GSM (pour l‘établissement
d‘une connexion Internet)
Les logiciels d‘enregistrement et de
visualisation des images prises par
les différentes caméras ont été directement développés par LOKEL s.r.o.
3
35
Commutateur paramétrable harting sCon 3100-A avec redondance
parallèle
Ecran vidéo dans la cabine du conducteur
Un dispositif d‘accouplement automatique Dellner assure
la connexion de tous les composants électriques et pneumatiques entre les différents compartiments du train.
Cette technologie prévoit une double installation de toutes
les liaisons électriques, pour une plus grande fiabilité de
l‘Ethernet.
A ce propos, il s‘est toutefois avéré nécessaire de résoudre le problème de la connexion parallèle au sein du réseau Ethernet 10/100Base-TX. Avec des commutateurs
Ethernet standard non supervisables, il est généralement
impossible d‘établir avec deux câbles indépendants une
connexion parallèle entre deux nœuds. S‘il arrivait qu‘une
liaison Ethernet simple soit interrompue en amont du dispositif d‘accouplement et que la connexion soit établie à
l‘aide d‘un commutateur HUB, des décalages temporels
de transmission ou une panne pourraient entraîner une
perturbation du signal.
Seule la mise en œuvre du commutateur redondant harting
sCon 3000 a donc pu fournir une solution adéquate. Ce
commutateur dit non supervisable mais néanmoins paramétrable offre la possibilité de configurer deux ports en
normal/secours. On désigne par redondance parallèle une
telle fonction. Ces deux ports sélectionnés pour les deux
commutateurs sont reliés l‘un à l‘autre par deux câbles.
Compte tenu de la redondance parallèle des commutateurs,
une seule des deux liaisons est cependant active en condition de fonctionnement normale, la deuxième liaison servant de liaison de secours. En cas de panne de la liaison
active, celle-ci est automatiquement désactivée par le commutateur, sans aucune intervention de l‘utilisateur, tandis
que la liaison de secours est activée instantanément.
Ce principe simple et économique est utilisé pour les
dispositifs automatiques d‘accouplement. Pour une plus
grande fiabilité, tous les raccordements intervenant dans
cette solution sont réalisés de façon redondante. Il s‘est
avéré que cette solution fonctionne sans problème, ni panne ou perturbation sur l‘ensemble du réseau dans toutes
les conditions de fonctionnement.
Des trains de la gamme ED74 sont toujours en cours de
fabrication, tandis que la prochaine génération est déjà en
cours de développement. Cette nouvelle génération de train
sera dotée de services et fonctions supplémentaires, mis
à disposition par le biais d‘un réseau Ethernet embarqué
à bord du train. Un système constitué de quatre caméras
externes servira, pour ainsi dire, de rétroviseur.
Fabriquée depuis 2007 par un constructeur polonais de
véhicules de chemin de fer, la série ED74 doit être mise en
œuvre sur la ligne Danzig-Varsovie et Varsovie-Lodz. Une
livraison de 14 véhicules est prévue d‘ici 2008.
36
Dalibor Kuchta
Software Development Manager
LOKEL s.r.o., Czech Republic
[email protected]
Tomas Ledvina
Product Manager Networks & Connectivity,
Czech Republic
[email protected]
Gert Havermann
Intégrité du signal : canal à haut débit
Dans le domaine de la transmission de données haut débit, on ne cesse de définir des vitesses de transmission
toujours plus rapides pour les protocoles existants. On attend des connecteurs à plusieurs gigabits actuels qu‘ils
puissent prendre en charge de façon pérenne ces vitesses de transmission récemment définies, voire celles qui sont
en cours de définition. Le connecteur ne constituant qu‘une petite partie du canal de transmission, il est impossible
d‘y associer une performance de transmission hors considération d‘un système. Mais à quoi ressemblent ces canaux
de transmission ?
On trouve dans les systèmes électroniques les formes de
signaux les plus variées : données envoyées du DVD au disque dur, pulsation quartz actionnant l‘aiguille des secondes
d‘une horloge, conversation téléphonique d‘un téléphone mobile vers un fixe en n‘importe quel point du globe. Dans le domaine des connecteurs électroniques hauts débits (mesurés
en gigabits par seconde = Gbps), les signaux sont transmis,
entre une puce d‘émission et une puce de réception, sur cuivre, fibre optique ou par onde radioélectrique. L‘intégrité du
signal implique une qualité de signal suffisante au niveau
du récepteur. Pour y parvenir, la voie de transmission (le
canal) entre l‘émetteur et le récepteur doit satisfaire certaines contraintes, tels qu‘affaiblissement modéré du signal,
faible perte de transmission et faible diaphonie. La nature
et la proportion des conditions à satisfaire sont déterminées
par le protocole de transmission et les modules semi-conducteurs à utiliser.
Au niveau des systèmes à plusieurs gigabits, le marché est
actuellement dominé par les solutions basées sur des fonds
de panier. Dans ce cas, le signal se crée sur une carte, il est
transmis par le biais d‘un connecteur au fond de panier et,
par le biais d‘un autre connecteur, à une carte avoisinante
sur laquelle se trouve le récepteur.
Pour ce type de transmission, différents protocoles de transmission offrant pour chaque voie des débits différents peuvent être mis en œuvre :
–PCI Express @ 2.5Gbps, 5Gbps
–Serial Rapid IO @ 6.25Gbps
–Standards Ethernet :
– IEEE802.3ap (10GBASE-KX4) @ 4 x 3.125Gbps
– IEEE802.3ap (10GBASE-KR) @ 10Gbps
Les exigences minimales que doivent satisfaire le signal
d‘entrée et de sortie de la voie de transmission sont très
variées. En plus de cela, il n‘y a pas de condition prédéfinie
concernant la nature physique du canal (cartes, fonds de
panier, connecteurs, etc.). Chaque système doit donc être
pris en compte de façon distincte.
harting assure actuellement une participation compétente
au PICMG (PCI Industrial Computers Manufacturing Group),
un groupement international d‘environ 40 entreprises travaillant à une spécification : baptisée PICC ( PICMG Interconnect Channel Characterization), elle établit règles de base et
définitions pour tous les aspects du canal de transmission.
Y sont ainsi définis, par exemple, les différents composants
du canal permettant d‘obtenir des interfaces uniformisées
pour les simulations et mesures. On parvient ainsi, d‘une
part, à une interchangeabilité encore inégalée des modèles
de simulation électriques des différents éléments du canal
et, d‘autre part, à une meilleure possibilité de comparaison
des mesures.
3
4FOEFS
Emetteur
Récepteur
&NQGjOHFS
Carte
de module
.PEVMLBSUF
4UFDLWFSCJOEFS
Connecteur
#BDLQMBOF
Fond
de panier
Canal
$IBOOFM
Illust. 1 : Cheminement de transmission schématique d‘un système
à fond de panier
37
Influence du connecteur sur le comportement du canal
Perte de transmission, affaiblissement du signal, et diaphonie sont d‘importants facteurs de qualité d‘un canal de fond
de panier. Les pertes de transmission dépendent principalement du respect de l‘impédance du système et des matériaux
utilisés, la diaphonie est générée par couplage inductif et capacitif du cheminement des signaux. Le canal d‘un système
basé sur un fond de panier se compose en grande partie d‘un
réseau de circuits imprimés. Il est possible d‘adapter très
simplement ces réseaux aux exigences du système au niveau
de l‘impédance (géométrie du réseau de circuits imprimés)
et de la diaphonie (intervalle entre les pistes). Les pertes de
transmission peuvent être limitées en réduisant au minimum la longueur des pistes et en utilisant des matériaux à
faible perte pour les cartes de circuits imprimés.
Les connecteurs de ce type de canal n‘offrent que peu de
marge de manœuvre. Du fait de la complexité des différents
éléments, l‘impédance à l‘intérieur d‘un connecteur n‘est pas
constante. L‘impédance finale des terminaisons (broche à
ajustement forcé, soudée ou soudée sur ci) est aussi fonction
de la carte de circuits imprimés. Les écarts d‘impédance
entraînent des réflexions de signaux, aggravant ainsi l‘affaiblissement du signal. La diaphonie dépend de l‘intervalle
séparant les éléments conducteurs de signaux, sachant que
cela s‘oppose à la tendance à l‘augmentation de la densité des
signaux au niveau des connecteurs. La diaphonie peut être
souvent réduite par une disposition intelligente des broches.
Les pertes de transmission sont relativement modérées du
fait de la faiblesse des longueurs de contact.
Quelles sont les spécificités d‘un connecteur haut débit ?
Impédance : il convient d‘obtenir un profil d‘impédance aussi
plat que possible par une disposition minutieuse de la géométrie des contacts. Comme les signaux à plusieurs gigabits
fonctionnent presque exclusivement en LVDS (Low Voltage
Differential Signaling), la configuration des contacts doit
aboutir à une impédance différentielle de 100 Ω. Les différents contacts doivent, dans la mesure du possible, présenter
une impédance de 50 Ω pour permettre une transmission
de qualité des signaux simples. Pour bien faire, il faudrait
pouvoir obtenir une impédance de 75 Ω (ce qui est encore la
norme sur de très nombreux systèmes) grâce à une disposition judicieuse des contacts.
Diaphonie : lorsque les intervalles séparant les contacts sont
insuffisants, un blindage des contacts de signaux peut améliorer le comportement de diaphonie.
38
Influence des terminaisons : en particulier lorsque la densité
des contacts est élevée, la zone de raccordement du connecteur sur la carte de circuits imprimés est la principale cause
à l‘origine des sauts d‘impédance et de la diaphonie : les
connexions transversales nécessaires sur la carte de circuits imprimés doivent être aussi réduites que possible. Il y
a deux raisons à cela : d‘une part pour réduire au minimum
le comportement capacitif de la connexion transversale et,
d‘autre part, pour dégager un maximum de place entre les
connexions transversales pour le réseau de circuits imprimés. En outre, avec des diamètres de perforation inférieurs,
l‘intervalle entre les connexions transversales est plus
grand, réduisant ainsi la diaphonie. En particulier avec les
connecteurs de fonds de panier, l‘espace réservé au réseau de
circuits imprimés sur la zone de raccordement est important
pour l‘intégrité du signal car, l‘espace libre sur un fond de
panier étant réduit, une grande partie des pistes traversent
les zones de raccordement. Plus il y a de pistes l‘une à côté
4FOEFS
de l‘autre sur la même couche, moins il y aura de couches en
tout et moins se feront donc sentir les « stub effects ».
Stub effects au niveau des connecteurs
Les effets dits « stub effects » (de l‘anglais : stub = souche)
qualifient des réflexions de signal imputables à des dérivations (déviations électriquement inutiles du parcours du
signal). Ce genre de dérivations se produit inévitablement
avec la quasi totalité des connecteurs et la plupart des cartes
de circuits imprimés. Une mise en œuvre technique adaptée
permet souvent de réduire ces effets, et l‘adoption de mesures proportionnelles joue un rôle décisif.
À l‘intérieur d‘un connecteur, ces effets interviennent sur deux points caractéristiques : au point de
fixation du contact et dans
la zone de contact. Le point
de fixation du contact dépend exclusivement de la
conception du connecteur
et peut donc être efficacement contrôlé. Dans le
cas d‘un connecteur élémentaire, le contact présente, p. ex., un montant
Illust. 2 : Contact à montant
qui s‘enclenche dans un
logement isolant. Un si-
FS
gnal transmis par l‘intermédiaire de ce contact se
divise au pied de ce montant. La partie du signal
qui entre dans le montant
est totalement réfléchie à
son extrémité. Ce signal
&NQGjOHFS
réfléchi se divise à son
tour au pied du contact en
direction de l‘émetteur et
du récepteur et se superpose en conséquence au
signal utile. Il serait aussi
possible, par exemple, de
fixer ce contact par extrusion. Et l‘on pourrait ainsi
se passer en grande partie
des montants.
Les stub effects dans la
zone de contact dépendent essentiellement de
Illust. 3 : Contact fixé par
extrusion, enfiché
la mécanique du système
4FOEFS
&NQGjOHFS
dans laquelle le connecteur sera ensuite mis en
.PEVMLBSUF
œuvre. Dans la quasitotalité des systèmes à
4UFDLWFSCJOEFS
fond de panier, le module
est fixé au panneau de
#BDLQMBOF
contrôle après enfichage.
Les intervalles séparant
$IBOOFM
le panneau de contrôle et
Illust. 4 : Stub effect de la
connexion transversale
la partie connecteur côté
module et séparant la butée du panneau de contrôle
et le connecteur côté fond
de panier déterminent, par
conséquent, dans quelle
mesure les éléments de
contact s‘insèrent l‘un
Illust. 5 : Connexion transversale
dans l‘autre. Le connecavec (d.) et sans (g.) backdrilling
teur est donc disposé de
façon à ce qu‘un contact fiable soit toujours garanti indépendamment de la tolérance du système. Cela signifie que
la profondeur d‘insertion peut tout à fait varier de plus de
2 mm. Le contact à couteau est dans ce cas allongé d‘autant.
La partie « superflue « du contact devient alors une dériva-
tion (illust. 3) qui, par réflexions, provoque plus ou moins
d‘interférences suivant la profondeur d‘insertion.
Un effet stub résulte aussi des bords en biais du contact à
ressort. Les dimensions nécessaires de ces bords en biais
résultent des tolérances possibles pour la fabrication des
pièces du connecteur. Les autres stub effects interviennent
principalement au niveau du raccordement, c‘est-à-dire au
niveau de la carte de circuits imprimés dans le cas des systèmes à fond de panier.
Avec les fonds de panier, il est courant d‘avoir des super
structures multi-couches à 24 couches, voire même parfois
à plus de 30 couches. L‘épaisseur de la superstructure varie
donc selon l‘application et se situe typiquement entre 2,4 mm
et 5 mm. Les couches signal sont réparties symétriquement
en pile. Cela signifie toutefois que les connexions transversales produisent des dérivations assez impressionnantes,
indépendamment de la couche signal. Les connecteurs à
contact superficiel offrent la possibilité d‘utiliser, à la place
des connexions transversales complètes, des logements à
fond plein, entre la surface et la couche signal. Les cartes
de circuits imprimés s‘appuyant sur cette technique sont
souvent toutefois beaucoup plus chères et moins fiables.
Le « backdrilling » peut être utilisé en combinaison avec
la technologie d‘insertion en force afin d‘éliminer la partie
« superflue » de la métalisation des trous. Les connexions
transversales correspondantes sont dans ce cas, après finition de la carte de circuits imprimés, alésées avec contrôle
de la profondeur avec un diamètre supérieur, en partant côté
verso. La gaine effective restante suffit alors pour aller de la
surface jusque sous la couche de signal. Une zone d‘insertion en force adaptée en conséquence est dans ce cas indispensable car la zone en contact doit entièrement se situer
à l‘intérieur de la gaine de cuivre restante de la carte de
circuits imprimés.
Le développement de connecteurs pour le domaine à plusieurs gigabits est l‘un des grands enjeux des éléments de
construction électromécaniques. harting a choisi d‘en relever le défi. Une connaissance très précise des systèmes
faisant intervenir ces connecteurs est indispensable pour
atteindre une intégrité de signal de qualité.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Electronics
[email protected]
39
Vollrath Dirksen & Uwe Markus
Bons à tout faire – Systèmes MicroTCA™
dans les applications industrielles
Les exigences relatives aux applications industrielles sont élevées : des périodes de développement réduites, une
meilleure adaptabilité, une performance de traitement des données plus élevée, une réduction des coûts systèmes
sur l‘intégralité de la durée de vie des installations et l’utilisation de composants systèmes destinés aux tâches les
plus diverses. La société N.A.T. GmbH (technologie liée aux réseaux et à l’automatisation) fournit les applications
nécessaires. La précision mécanique et la sécurité de contact de ces applications sont assurés par les connecteurs
AMC et MCH harting.
Le standard MicroTCA™ est basé sur les plus récentes
technoologies de bus haute vitesse en série. Le MicroTCA
offre une réserve d’électricité suffisante pour alimenter les
processeurs les plus performants et simplifie le service à
distance et la maintenance. De par leur grand nombre de
configurations possibles et leur simplicité d‘adaptation les
systèmes MicroTCA™ sont particulièrement versatiles. Le
système nerveux central d’un système MicroTCA™ est le
MCH (MicroTCA™ Carrier Hub). La société N.A.T. a fabriqué un MCH modulable.
Le NAT-MCH peut être placé dans le système afin de servir de contrôleur de gestion et si nécessaire maintenir
le contact avec le monde extérieur via un port Ethernet
ou une interface en série. De plus, grâce à sa fonction
E-Keying, le NAT-MCH garantit qu’un module non-adapté
au fond de panier, consommant trop d’électricité ou nonautorisé dans cette configuration, ne puisse être connecté
au sytème. De plus, il peut également émettre des alarmes
locales ou envoyer des messages externes et exécuter des
mesures de sécurité déterminées au préalable.
Le NAT-MCH peut également être équipé pour d’autres
fonctions. En conjonction avec le fond de panier, le NATMCH peut agir comme le pilier central pour l‘échange des
données internes du système MircoTCA™, en prenant en
charge les fonctions de commutation pour Gigabit Ethernet et 10 Gigabit Ethernet, Serial Rapid IO (SRIO) ou
PCIexpress.
A partir du MCH, les chemins de gestion, de contrôle et
de données s‘étendent vers tous les points du système, un
MCH completement équipé peut contenir jusqu‘à quatre
connecteurs. Les connecteurs harting permettent un empilement simple et précis des modules MCH. La broche
de centrage du connecteur fonds de panier de harting
permet une utilisation optimale des surfaces de contact.
3
40
Image 1 : NAT-MCH : montage modulaire
Les broches avancées facilitent l‘insertion d‘un MCH à
quatre connecteurs dans le fonds de panier. La précision
du connecteur harting garantit une fonctionnalité sans
failles, particulièrement dans les systèmes où la fonction
hot-swap à une grande importance.
En plus du MCH, la société N.A.T. propose différentes cartes IO-AMC destinées aux systèmes MicroTCA™ et ATCA®.
Ces cartes bus AMC sont utilisées comme carte de stockage pour modules IP et pour modules Hilscher-COM dans
l’automatisation industrielle. Les cartes WAN-AMC, par
exemple NAMC-8560-8E1/T1/J1, NAMC-STM-1, NAMCSTM-4 sont destinées au domaine des télécommunications.
Pour les calculs rapides, les enregistrements et analyses
rapides de données de mesure, vous pouvez opter pour des
cartes AMC-DSP, AMC-FPGA et les cartes AMC combinant
des DSP et des FPGA haute performance. La carte d‘extension AMC NAMC-EXT-PS permet de mesurer les signaux
échangés entre le fond de panier par un module AMC dans
la perspective de la réalisation de test. Deux ponts amovibles permettent la mesure de la consommation électrique
réelle des circuits Management-Power et du Payload-Power.
Les signaux du backplane AMC peuvent être mesurés au
niveau des points de tests SMD. Un interrupteur permet de
sélectionner la source du Management-Power. Ceci permet
d’utiliser l‘Extender en mode « standalone » avec uniquement une alimentation externe 12 volts.
Vollrath Dirksen
Strategic Business Development Manager
Gesellschaft für Netzwerk- und Automatisierungstechnologie mbH (N.A.T.)
[email protected]
Uwe Markus
Sales & Account Manager ECS & EP, Germany
[email protected]
Connecteur AMC
La société N.A.T. GmbH, s’est spécialisée dans
la fabrication de produits haute-technologie
destinés aux applications de données et de télécommunication. La palette de produits convient
particulièrement aux « systèmes embarqués »
et propose des solutions pouvant convenir aux
réseaux locaux (LAN) comme aux réseaux
étendus (WAN). La gamme de produits N.A.T.
comporte une large offre d’interfaces standards destinées aux réseaux LAN et WAN, basées sur des composants matériels standards
tels que AdvancedMC™, MicroTCA™, VME,
CompactPCI, PMC, PCI et d’autres.
Les plateformes « embarquées » de N.A.T. sont
complétées par des protocoles tels que ISDN,
SS7, ATM ou TCP/IP et sont de ce fait adaptées
au x applications « temps réel ». Afin d’obtenir un niveau de fiabilité élevé des modules
AdvancedMC™, N.A.T. utilise les connecteurs
AdvancedMCTM de harting. Ceux-ci répondent
aux tolérances strictes de la norme et éliminent les problèmes associés aux variations de
qualité liées de fabrication du circuit qui peuvent affecter la performance des connecteurs
«bord de carte» (card edge). Le connecteur
AdvancedMC™ remplace le connecteur « card
edge ». Ceci permet d’éviter une usure trop importante ainsi que la corrosion. L‘emplacement
du module AdvancedMC™ est ainsi défini par
le connecteur et garantit une grande sécurité
de contact indépendamment de la qualité du
module.
41
Dr. Andreas Starke
Ethernet à bord des trains
Des bus de terrain sont utilisés dans de nombreuses applications de commande de machine et de process. Des technologies similaires sont présentes également dans les véhicules ferroviaires. Il est déjà prévisible que les solutions
existantes ne suffiront plus à l’avenir pour faire face au volume de données croissant. De plus, une standardisation
aiderait à réduire la diversité des systèmes sur le terrain. Ethernet semble offrir une solution adéquate, mais les
véhicules ferroviaires nécessitent des considérations spéciales.
42
Une haute disponibilité du réseau est un élément de sécurité, conférant au choix de la topologie de réseau un aspect
capital. Dans les configurations en étoile ou linéaires simples, l’agrégation de liens peut optimiser la disponibilité.
Cette fonction permet d’utiliser plusieurs lignes entre deux
commutateurs pour établir une connexion logique unique.
Toutefois ce mécanisme ne protège que d‘une panne sur la
liaison physique. Une panne de commutateur continuerait
de provoquer une panne de réseau.
Un réseau « véritablement » redondant à haute disponibilité
peut être réalisé avec des structures en anneau. La simple
interruption de l‘anneau occasionnée par la panne d‘un
composant (liaison ou commutateur) ne provoque pas alors
la défaillance du réseau. Plusieurs anneaux maillés, par
exemple un anneau par paire de wagon, peut augmenter
davantage la disponibilité du réseau.
D’autres différences entre les environnements bureautiques et ferroviaires peuvent être mises en corrélation
avec le modèle en couches OSI. En commençant par les
composants physiques (couche 1), de nombreux points sont
différents sur les systèmes Ethernet destinés aux applications ferroviaires en raison des conditions inhérentes à
l‘environnement.
Le câblage entre les voitures requiert une attention particulière, puisqu‘il se trouve dans une zone non protégée.
Une solution courante consiste à placer les différents
conducteurs à l‘intérieur d‘un tube de câbles (Fig.) Des
connecteurs IP 68 montés aux deux extrémités relient le
câble aux voitures. La connexion Ethernet s’effectue par
un câble en cuivre 100 ohms cat5 conforme au normes
feu-fumée ferroviaires et par l‘utilisation des connecteurs
appropriés.
Il n‘existe pas de différences essentielles entre réseau bureautique et réseau industriel pour la couche 2 du modèle
OSI. Le transfert de données dans les trames Ethernet,
la prioritisation de données (par QoS, Qualité de Service),
l’utilisation de tags V-LAN ou d‘identificateurs pour les
3
43
Comparaison entre l‘Ethernet au bureau et dans l‘industrie / sur les rails
Fonction
Bureau
Industrie
Rail
Section de câble
AWG 22 … 28 (0,34 à 0,08 mm2)
AWG 22 … 26 (0,34 à 0,14 mm2)
AWG 20 … 22 (0,5 à 0,34 mm2)
Blindage de câble
non
oui
oui
Gaine de câble
PVC
PVC
LS0H (Low Smoke <zero Halogen)
Conforme aux normes de résistance
à la propagation des flammes et matériaux d‘isolation sans halogène /
à dégagement de fumée réduit
Connecteur
RJ45
RJ45
M12
Protection IP requise
IP 20
IP 30 à IP 67
IP 30 à IP 67
Température ambiante
0 ... 50 °C
- 20 ... 70 °C
- 40 ... 70 °C
Chocs et vibrations
Aucune exigence
Essais de type conformes à EN 60 068
EN 61 373
Disponibilité réseau
moyenne
élevée
élevée
Transfert de données en temps réel
non
partiel
partiel
Interférence CEM
très faible
élevée
Exigences particulières
selon EN 50 155
Durée de vie spécifiée
< 5 ans
5 ... 15 ans
jusqu’à 30 ans
Alimentation
230 V CA
230VCA, 24/48 V CC
24, 36, 48, 72 ou 110 V CC
protocoles de couches supérieures ont lieu sur cette couche
2 du modèle OSI. Le protocole RSTP (Rapid Spanning Tree
Protocol) fonctionne également sur cette couche pour éliminer les boucles logiques dans les réseaux redondants.
Sur les couches OSI supérieures, le nombre de protocoles
existants et conformes à IEEE 802.xx offre suffisamment
de possibilités pour satisfaire aux exigences de la plupart
des applications. Certaines modifications et passerelles
aux protocoles existants (par ex. IEC 61 375) peuvent s’avérer nécessaires.
Applications :
Vidéo-surveillance
Aujourd’hui, la vidéo-surveillance est souvent utilisée à
bord des trains pour répondre aux exigences de sécurité
accrues. Un grand nombre de caméras utilisées aujourd‘hui
sont équipées d‘une technologie analogique. Des systèmes
dédiés assurent la conversion en signaux numériques ainsi
que l‘agrégation de canaux. On peut toutefois supposer que
l’utilisation de caméras numériques progressera à l‘avenir.
Celles-ci pourront être intégrées directement au réseau au
moyen de commutateurs adaptés au milieu ferroviaire.
44
L’élément central, un serveur vidéo, assure la gestion des
données. Les données vidéo en provenance des caméras
sont directement transférées à l‘écran situé dans la cabine
du chef de train. La planification du réseau doit tenir compte des exigences de temps réel, en particulier quand des
caméras sont utilisées pour la surveillance de quai.
Comme les données vidéo requièrent une bande passante
nettement plus élevée que les autres types de données, il
est préférable d‘utiliser le protocole IGMP (Internet Group
Management Protocol). Combiné aux fonctionnalités correspondantes des commutateurs utilisés (snooping), ce protocole veille à ce que les flux de données vidéo ne soient
transmis qu‘aux destinataires correspondants. Cette solution réduit la charge du réseau à un minimum.
Informations passagers et systèmes de
divertissement
Les haut-parleurs, les afficheurs LED et les écrans plats
servant à informer les passagers doivent être alimentés
en données.
Par le passé, un équipement analogique assurait les annonces transmises à bord des trains. Des afficheurs LED
étaient raccordés à des systèmes spéciaux. Les écrans
plats, en particulier les écrans encastrés dans les sièges,
n‘étaient pas encore présents dans les compartiments passagers. Aujourd’hui, ces systèmes sont de plus en plus utilisés et Ethernet s‘impose comme solution de réseau pour
le transfert des données. Un réseau large bande unique
pourrait être utilisé pour y faire transiter les données pour
toutes les applications. Dans ce cas, un système sophistiqué de protocoles et une topologie de réseau spécifique
s‘imposent pour garantir la priorité des paquets de données et des caractéristiques en temps réel éventuelles pour
les différentes applications. La solution des V-LAN constitue ici une approche. Une autre option est le déploiement
d‘un réseau séparé pour chaque application. Cette solution
ne bénéficierait pas des avantages d’un réseau physique
unique (exigences de câblage réduites, par exemple).
Réseau de commande de train
Le TCN (Train Communication Network) conforme à
IEC 61 375 est l’un des systèmes de réseau et de protocole
qu‘utilisent actuellement les grands constructeurs. Il est
constitué de deux systèmes de bus câblés de manière redondante : le « bus de train » WTB (Wired Train Bus) qui
relie tous les wagons d‘un train entre eux, et le bus de véhicule MVB (Multifunction Vehicle Bus), qui relie dans un
wagon toutes les unités de commande entre elles, comme
par exemple les systèmes de traction, de freinage et de
contrôle de porte etc.
Ces systèmes de bus ont presque une vingtaine d‘années
et ne répondront plus aux exigences futures. La bande
passante mise à disposition par le TCN ne suffit souvent
pas pour couvrir les demandes en matière de journalisation de données et d’évènements. Fast Ethernet avec ses
100 Mbit/s pourrait remédier à cette situation. Les autres
avantages qu’apporterait l’utilisation d’Ethernet sont aussi
le savoir-faire mondial ainsi que la standardisation existante des interfaces et des outils. Toutefois, des solutions
sont requises pour satisfaire aux exigences de temps réel
éventuelles, pour prendre en charge les fonctions spécifiques à la commande de train et garantir notamment la
rétrocompatibilité nécessaire. Les aspects de sécurité correspondants doivent être pris en considération pour chaque
étape de la phase d‘implémentation.
Le standard WTB offrant un temps de réaction spécifique
de 100 ms peut service de point de référence pour la capacité en temps réel nécessaire éventuelle d‘une nouvelle
solution. Cela signifierait qu’un réseau Ethernet utilisant
les protocoles standard IEEE 802, offrant la topologie appropriée pourrait être utilisé pour l’exploitation d’un train.
Ce réseau devrau aussi être conçu pour un nombre suffisant d‘utilisateurs par segment et utilisant adéquatement
les possibilités de QoS.
D‘autres applications et protocoles devront être élaborés
pour les fonctions spécifiques au domaine ferroviaire.
Comme le passage de TCN à Ethernet ne peut s‘effectuer
du jour au lendemain, les deux réseaux fonctionneront en
parallèle pendant une certaine période. Les unités de commande de véhicule ferroviaire devront fonctionner avec les
deux réseaux, ce qui nécessitera d’implémenter les classes
de données TCN sur Ethernet. Une autre particularité est la
fonction de configuration du réseau automatique au démarrage des systèmes. La configuration courante du train, soit
le nombre, le type et l‘ordre des voitures doit être prise en
considération et représentée logiquement dans le système.
C’est une fonction WTB standardisée, mais une application
équivalente devra être développée pour Ethernet.
Situation actuelle et perspective
Aujourd’hui, le TCN, comme défini dans l’IEC 61 375,
est encore le système de bus le plus répandu ; le groupe
IEC/TC9 WG43 travaille actuellement à l’intégration
d’Ethernet. Les premiers trains équipés d’Ethernet sont
mis en service actuellement. Ces applications concernent
principalement les systèmes d‘informations passagers, la
commande de fonctions n‘étant pas relatives à la sécurité
et la vidéo-surveillance. Les systèmes de divertissement
passagers et l‘accès W-LAN suivront. La conformité avec
les règlements et les procédures d’homologation prendra
du temps. Quelques années s’écouleront jusqu‘à ce que
Ethernet soit entièrement implémenté comme système de
bus pour la commande de train.
Dr. Andreas Starke
Market Manager Transportation, Electric
[email protected]
45
Andreas Huhmann
Rhythm is it!
Automation IT devient viable sur le terrain
e
s
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Comm
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ci
a
Profils d’automatisation
7. Application
Niveau d’application
l
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App
l
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ent
i
5. Session
Profils de communication
Compatibilité
requise
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-
m
pe
6. Présentation
on
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unicat
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Fa
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ti
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Pr
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c
Automation IT est la plate-forme de communication universelle pour tous les processus d‘une entreprise de production industrielle. harting ne s‘est pas contenté de présenter des concepts à large spectre, de développer des normes
et de mettre des produits sur le marché. À Zhuai (Chine), harting a également appliqué Automation IT dans sa
propre usine, récemment inaugurée.
4. Transport
3. Réseau
UDP TCP
IP
Suite
TCP/IP
op
Plate-forme de communication
e
l
Automation IT
Respect
nécessaire
2. Data Link
Ethernet
MAC
1. Physical
Ethernet
physical
IEEE
802.3
ET
HER
Dé
v
NET
Modèle de référence OSI
Fig. 1 : Schéma de processus
Fig. 2 : Modèle de couche OSI
Puisque Ethernet est devenu le standard de communication
dominant dans l‘univers de la bureautique, Automation IT
mise logiquement sur Ethernet. La continuité de la communication est en l‘occurrence au premier plan. Toutefois,
seuls les systèmes compatibles avec la norme Ethernet
IEEE 802.3 ont l‘apanage de cette continuité. À l‘origine,
Ethernet n‘a été développé que pour les processus appartenant à l‘environnement de la bureautique. Automation
IT tient compte, en revanche, des exigences spécifiques de
l‘automation que sont déterminisme et temps réel. Des extensions compatibles à la norme IEEE 802.3 ont été normalisées à l‘échelle internationale pour des systèmes d‘automation, et ceux-ci peuvent être mis en œuvre sur la plate-forme
Automation IT.
une adéquation optimale aux processus de production.
Si aujourd‘hui l‘utilisateur met en œuvre PROFIBUS avec
un large spectre de profils d‘application, il ne peut pas, a
priori, disposer de ceux-ci avec l‘Ethernet standard car la
communication Ethernet repose fondamentalement sur la
couche 2 du modèle OSI. Même si la communication est
indispensable pour une tâche d‘automatisation, celle-ci
requiert cependant de surcroît un vaste champ de profils
d‘application. Le véritable capital des solutions d‘automatisation réside donc dans les couches supérieures, au-dessus
de celle de la communication.
Du point de vue de l‘automatisation, la discussion purement axée sur la communication est sans intérêt. Seul peut
s‘imposer pour Ethernet un profil capable de transposer la
compétence d‘automation de l‘univers des bus de terrain.
Cette compétence d‘automatisation a été développée avec
succès sur plus de 20 ans. Le marché continuera donc de
reposer sur les profils développés pour deux vétérans du
bus de terrain, dont la pertinence restera incontestée dans
3
Automation IT et profils de communication
pour l‘automation
L‘industrie de production exige aujourd‘hui des solutions adaptées à l‘automatisation sur le terrain offrant
46
47
l‘univers Ethernet. Leur part de marché, qui représente
environ 2/3 du marché mondial du bus de terrain, sera
toujours élevée, même à l‘ère d‘Ethernet.
1. Ethernet/IP
Ethernet/IP est l‘évolution basée sur Ethernet de DeviceNet
et mise, dans le cadre du profil de communication, sur les
mécanismes standard d‘IEEE 802.3. Ethernet/IP fonctionne
par conséquent sur une communication Ethernet totalement
standard. L‘ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) a
dissocié du contexte général de communication la question de l‘application par le biais de CIP (Common Industrial
Protocol) et utilise CIP indépendamment de la plate-forme
de communication. C‘est un message clair en faveur d‘une
plate-forme de communication uniformisée.
2. PROFINET
PROFINET est une évolution de PROFIBUS. Son profil de
communication est compatible avec le standard Ethernet
IEEE 802.3. Les extensions temps réel PROFINET qui réalisent, en plus du canal TCP/IP, un canal temps réel sur la
couche 2 pour les applications d‘automatisation, ne limitent pas l‘ouverture de la plate-forme de communication.
Ces extensions sont même fréquemment nécessaires pour
assurer la disponibilité du réseau pour l‘automatisation.
harting a donc explicitement incorporé PROFINET au chapitre Automation IT.
Bien que leurs extensions assure la compatibilité Ethernet
selon IEEE 802.3, on peut toutefois reprocher aux profils
de communication de ne pas être néanmoins compatibles
entre eux. Ainsi, il faut d‘abord choisir l‘un des profils de
communication avant de commencer à constituer une plateforme de communication.
Systèmes d‘installation Automation IT
Dans l‘univers de l‘entreprise, des applications très uniformes, tel que les stations de travail par exemple, ont fourni
les bases pour des systèmes d‘installation universels. L‘infrastructure doit permettre une exploitation flexible des
locaux au plus long terme possible. Tout au long de cette
exploitation, les composants réseau et les PC vont être remplacés plusieurs fois, sans pour autant devoir nécessiter
de laborieux recâblages. On a réussi, dans ces conditions
de compatibilité, à établir le domaine du câblage comme
infrastructure distincte des composants réseau Ethernet.
Les normes en vigueur aujourd‘hui reflètent exactement
48
cette image et s‘appliquent donc soit aux connecteurs et
câbles, soit aux composants réseau Ethernet du type commutateur.
Cette approche est certes pareillement souhaitable pour l‘industrie, mais demeure inhabituelle dans l‘environnement
bus de terrain. Cette approche peut être aisément transposée dans les bâtiments industriels car, dans ce cas aussi,
il est d‘usage de procéder à un précâblage et il est possible
de procéder à un raccordement uniforme des installations
et machines sur des points de connexion.
Au niveau de l‘installation et de la machine, en revanche,
l‘approche se heurte à ses limites. L‘automatisation entretient avec le réseau une relation beaucoup plus liée à l‘application.
Les topologies nécessaires à l‘application
d‘automatisation.
La liaison entre le câblage et les composants réseau Ethernet transparaît aussi à travers la multitude de topologies
nécessaires. Dans le cadre de l‘Ethernet intégralement commuté, les topologies complexes relèvent toujours de la question des composants réseau car seule la topologie en étoile,
comme, par exemple, dans les presses d‘injection, autorise
une séparation du câblage et des composants réseau. Un
câblage en topologie en ligne, comme, par exemple, dans
les transporteurs, ne peut être réalisé qu‘à l‘aide de commutateurs adaptés.
Automation IT Cabling
Pour Automation IT, l‘utilisateur a besoin de modèles de
câblage adaptés à tous les domaines de son entreprise. La
norme ISO/IEC 11 801 propose des solutions de câblage
déjà établies dans l‘environnement de la bureautique. Les
aspects de l‘adaptation aux conditions spécifiques à l‘environnement industriel et aux topologies des locaux industriels font partie de la norme ISO/IEC 24 702.
Pour répondre aux exigences de la bureautique et de l‘automatisation, harting et la société Leoni Kerpen GmbH, Stolberg, ont conçu un modèle de câblage offrant une réalisation cohérente de la norme ISO/IEC 24 702. Cette norme
définit, pour les locaux industriels, le câblage parfaitement
compatible ISO/IEC 11 801. On obtient ainsi un câblage
dont on peut disposer de façon continue pour l‘ensemble
de la bureautique et des applications d‘automatisation. Les
compétences de Leoni Kerpen et de harting se sont rassemblées à cet effet. Le Vario Keystone de Leoni Kerpen
Topologie
Connecteur
Commutateur
Bâtiment industriel
HARTING PushPull
mCon 1000
Han® PushPull
mCon 3000
HARTING PushPull Hybrid
mCon 6000
Installation
Machine
Fig. 3 : Câblage de bâtiment industriel, d’installations et de machines
et la technologie PushPull de harting en offrent quelques
exemples.
Si le réseau des locaux industriels se poursuit au niveau
de la machine ou de l‘installation, il faut alors tenir compte
des profils d‘automatisation dont les câblages sont définis
dans des sections spécifiques de la norme IEC 61784. Les
constructeurs automobiles allemands ont, par exemple,
développé une norme d‘installation commune, intégrée à
IEC 61 784-3-4 en tant que standard PROFINET général. Le
concept d‘installation a recours à la technologie P ushPull
de harting qui est aussi bien utilisée pour la communication que pour l‘alimentation 24 V. harting a ici aussi
élaboré un spectre de solutions auquel ont collaboré les
partenaires Automation IT.
Il y a un risque à désolidariser l‘Ethernet industriel des
technologies informatiques standard, si l‘on pense, par
exemple, aux aspects sécurité. La pression de l‘innovation
est, en outre, énorme au niveau de la bureautique : elle
génère des développements et innovations technologiques
essentiels. Automation IT peut aussi en tirer profit.
Si, à l‘origine, le cap a été clairement mis sur Fast Ethernet pour l‘industrie, les bandes passantes supplémentaires
qu‘offre par exemple la technologie gigabit sont aujourd‘hui
également utilisées pour les applications industrielles car
elles offrent des améliorations de performance exceptionnelles pour l‘automatisation. À cela s‘ajoute un facteur de
développement et de coût évident : comme cette nouvelle
technologie de bande passante est «co-financée» par les
volumes considérables de la bureautique, sa disponibilité
est assurée à moyen terme sans surcoût notable par rapport à Fast Ethernet. À travers ces nouvelles technologies,
d‘autres applications, telles que la voix et la vidéo, migrent
vers l‘industrie.
Avec une plate-forme de communication uniformisée, Automation IT mise sur la force d‘innovation de la technologie
Ethernet standard. Ainsi, la performance des composants
réseau s‘aligne toujours sur « l‘état de l‘art de l‘Ethernet ».
La supervision réseau est une question clé de l‘approche
plate-forme. On dispose à cet effet d‘instruments performants s‘appuyant sur des composants réseau intelligents.
harting a complété la gamme des composants réseau Ethernet destinés à un usage sur le terrain industriel par des
composants commercialisés en association avec Nexans
Deutschland Industries GmbH & Co. KG, Mönchengladbach.
Ces commutateurs font preuve de la performance et de la
compatibilité nécessaire à une supervision réseau uniformisée. Grâce à leur modèle adapté aux standards de l‘industrie présentant à la fois une High End Office Performance
parfaite, ces commutateurs offrent un complément idéal au
câblage selon ISO/IEC 24 702.
Comme dans la bureautique, par rapport au domaine du
bus de terrain, la supervision est aujourd‘hui la norme, le
développement est déjà tout tracé. La supervision parviendra aussi à entrer dans l‘automatisation. Les composants
réseau Ethernet posséderont donc aussi des fonctionnalités
de supervision typiquement bureautiques pour une utilisation sur les machines et les installations. Les commutateurs
harting mCon 3000 et 6000 possèdent déjà à l‘heure actuelle les propriétés de Simple Network Management Protocol
(SNMP) qui permettent une supervision centralisée. Les
extensions nécessaires aux profils d‘automatisation, tels
que IGMP Snooping pour Ethernet/IP ou l‘intégration de
PROFINET I/O, complètent, en outre, intentionnellement
ces séries.
harting tient ainsi compte des exigences spécifiques à l‘infrastructure des bâtiments, aux installations et aux machines et offre des solutions concertées avec ses partenaires
Automation IT permettant une plate-forme de communication Automation IT même sur le terrain.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing, ICPN
[email protected]
49
Wolfgang Klinker & Anne Bentfeld
Apprivoiser les deux lions dansants
Grâce à l‘ouverture d‘une nouvelle usine à Zhuhai (Chine), le groupe technologique harting augmente sa capacité
de production pour le marché asiatique. harting appuie l‘expansion de sa position de marché en Asie avec un centre
logistique de pointe. harting en profite pour équiper cette nouvelle unité d‘un modèle d‘automatisation, de communication et de pilotage orienté vers l‘avenir.
50
400 invités étaient présents à l‘ouverture : le lancement
de la nouvelle usine harting de Zhuhai a été célébré officiellement le 19 octobre 2007. La famille Harting a donné
le coup d‘envoi des festivités, entourée de dignitaires de
la ville de Zhuhai, de représentants de l‘ambassade allemande en Chine, de hauts fonctionnaires de l‘université de
la ville et de partenaires commerciaux. Des représentants
du gouvernement chinois et des invités venus d‘Allemagne, dont le conseil de surveillance du groupe et Heinrich
Vieker, le maire d‘Espelkamp, ainsi que des collaborateurs
d‘Espelkamp, d‘Angleterre, de nombreux pays d‘Asie et de
la ville de Zhuhai figuraient également au nombre des
invités. Le discours de bienvenue fut prononcé par Margrit Harting, associée mandataire générale de harting
KGaA. Ce fut aussi à elle de donner le coup d‘envoi des
cérémonies d‘ouverture dans la tradition chinoise, c‘est-àdire en «apprivoisant deux gigantesques lions dansants».
Au cours de son allocution, Philip F. W. Harting, fils de
Margrit et Dietmar Harting et depuis deux ans responsable des opérations asiatiques depuis Hong Kong en qualité
de Directeur général pour l‘Asie, a indiqué à quel point il
était important, pour une entreprise gérée en propre, de
s‘engager durablement, sur de nouveaux marchés en particulier. Tandis que dans une société de capitaux les attentes
restent accès sur le succès à court terme, les entreprises
familiales poursuivent, quant à elles, des objectifs à long
et moyen terme.
Leadership sur le marché
En réalité, pour l‘Asie, harting a fixé la barre assez haut :
en dépit d‘une concurrence très vive , l‘entreprise entend
dominer le marché des connecteurs en Asie. L‘usine de
Zhuhai est l‘un des étapes décisives sur cette voie.
Werner H. Lauk, chef du bureaur économique à l‘ambassade de la République fédérale d‘Allemagne en Chine, a salué
dans son allocution de bienvenue l‘engagement social de
l‘entreprise familiale d‘Espelkamp et la façon de procéder
exemplaire dans le choix du site sur le sol chinois. Avec
plus d‘un million d‘habitants, la ville de Zhuhai connaît
une croissance rapide. Elle se situe dans la province du
Guan-dong, à environ une heure de route de Hong Kong,
non loin de l‘ancienne enclave portugaise de Macao.
L‘usine a été bâtie sur le pôle technologique et économique
de la ville, selon les plans d‘un architecte chinois. harting
a investi près de 12 millions d‘euros dans la construction
de ses 20 000 m2 d‘espaces logistiques et de production.
harting emploie actuellement à Zhuhai 250 collaborateurs. Et multiplie ainsi ses effectifs par deux. Comme l‘a
précisé Dietmar Harting président du groupe harting, le
groupe connaît bien les règles du jeu pour réussir dans le
contexte compétitif asiatique – certains aspects de la production sont déjà implantés à Zhuhai depuis 1998. Dietmar
Harting : «Les investissements réalisés au cours de cette
première phase de développement répondent à la demande
croissante émanant de l‘espace économique Asie Pacifique.
La Chine est en outre un marché extrêmement exigeant.
En capitalisant sur notre expérience du marché asiatique,
nous favorisons la proximité vis-à-vis de nos clients. Car
seul le dialogue permanent et direct nous permet de développer la connaissance nécessaire pour répondre aux
exigences et aux besoins spécifiques de nos partenaires
commerciaux dans les pays concernés.» Entourée de quelques invités, la famille Harting a coupé le ruban rouge,
ouvrant ainsi les portes de la nouvelle usine chinoise du
groupe harting. Le moment exact auquel devait être coupé
le ruban avait été fixé à 11h38 précises par un oracle géomantique chinois. Toutefois, en dépit de cette ouverture
solennelle, il n‘y avait pas de temps à perdre. Durant la
cérémonie, la production battait déjà son plein. Elle avait
démarré préalablement à l‘ouverture.
Un modèle de production adapté au pays
harting s‘est déjà fait un nom sur le marché industriel
chinois en plein essor. A l‘heure actuelle, les marchés des
télécommunications, des transports, de la construction mécanique et de l‘énergie sont déjà desservis. harting accorde
une valeur toute particulière à la qualité et aux synergies
entre unités de production. Les outils et les machines destinés à la production sont fabriqué au siège, en Allemagne.
La direction de l‘usine est également entre les mains d‘une
équipe allemande.
Pour harting, l‘ouverture de cette nouvelle usine de Zhuhai
traduit sa volonté d‘engagement stratégique sur le continent Asiatique. Une observation stricte des directives internes à l‘entreprise pour la protection de l‘environnement
et pour la sécurité au travail est un principe de base pour
opérer en Chine et dans le monde.
Pour Dietmar Harting, la Chine, en tant que site de production, revêt aussi d‘un autre point de vue une importance
3
51
Fig. 1 : Usine harting à Zhuhai
stratégique. La production dans le contexte chinois offre
la possibilité de fabriquer des produits haut de gamme au
prix que coûteraient d‘éventuelles contrefaçons. Cela revient à éliminer à la source l‘avantage concurrentiel des
« copy products ».
La plate-forme de communication Automation
IT au cœur des machines
Tant sur les plans technologiques qu‘organisationnels,
l‘usine chinoise est à la pointe de l‘industrie. Un câblage
Ethernet interconnecté relie les différents secteurs de l‘usine et la raccorde au réseau informatique de l‘ensemble des
unités harting dans le monde.
Jusqu‘ici les avantages d‘une plate-forme de communication Automation IT interconnectée étaient essentiellement
présentés à l‘occasion de démonstrations sur les salons
professionnels. Dans cette nouvelle usine de Zhuhai, au
Sud de la Chine, les ingénieurs d‘Espelkamp n‘ont pas fait
les choses à moitié ; ils ont fait installer des câbles Ethernet avec tableaux de connexions, commutateurs, routeurs
et points de connexion à tous les échelons hiérarchique
de l‘entreprise, dans tous les secteurs géographiques et
fonctionnels. Cela a permis d‘optimiser les processus de
communication et donc de production.
Les processus commerciaux du groupe sont intégralement
informatisés. Claus Hilger, Directeur général informatique
du groupe technologique harting explique que toutes les
entreprises du groupe harting sont connectées au centre
informatique d‘Espelkamp, lui-même basée sur une architecture SAP. Le traitement et le pilotage de l‘ensemble des
52
applications ERP et des flux de marchandises sont ainsi
centralisés à l‘échelle du groupe.
Tandis qu‘ailleurs, l‘infrastructure informatique s‘est en
partie développée dans le temps, dans la nouvelle usine de
Zhuhai il a été possible de commencer par le commencement, en s‘appuyant, pour ce faire, sur la coopération entre
Cisco et harting. Comme l‘expliquent Claus Hilger et Ralph
Xia, responsable informatique de l‘usine de Zhuhai, l‘infrastructure du réseau local de Zhuhai est constituée d‘un
backbone Gigabit et de connexions 100 Mbit aux postes de
travail administratifs ainsi qu‘aux machines de production
avec un câblage CAT 6. Environ 15 000 m de câble CAT 6
standard ont été installés dans la nouvelle usine. À cela
s‘ajoutent 1 200 m de câble harting Ethernet CAT 6 servant au raccordement des moyens de production, dans la
zone de production. Un total de 296 points de connexion
au réseau ont été installés dans l‘usine.
300 câbles de raccordement harting, de 2 m chacun, ont
été également utilisés. Tandis qu‘aux niveaux supérieurs
du réseau, des commutateurs Cisco (Catalyst 2960 24/48,
Catalyst 3560) et un routeur Cisco (2621 XM) ont été utilisés pour les applications VPN et WAN, des commutateurs
administrables du type harting mCon7100 de classe IP 67
ont été utilisés pour les raccordements de l‘usine.
En accord avec la direction informatique centrale, l‘équipe
de Ralph Xia a réalisé la mise en réseau et l‘implémentation des applications informatiques, et notamment d‘une
solution de VoIP Cisco intégrée. Et l‘on dispose même en
permanence de suffisamment de bande passante pour la
vidéoconférence en projet. Claus Hilger ajoute : « Notre
Présentation d‘Automation IT
Automation IT est la plate-forme de communication universelle de tous les processus d‘une entreprise industrielle.
Automation IT nécessite que l‘utilisateur dispose de
concepts d‘installation appropriés dans tous les secteurs de
son entreprise. Les normes ISO/IEC 11801 proposent des
solutions de câblage établies dans l‘environnement de la
bureautique. Pour les applications des technologies d‘automation, cela ne se fait pas tout seul. A cet effet, Automation
IT offre des concepts d‘installation interconnectée pour les
locaux industriels, les systèmes et les machines.
Fig. 2 : Applications harting à l‘usine à Zhuhai : bloc d‘alimentation
pCon 7095-24A et switch 10 ports mCon 7100-A
prochain grand projet informatique est le transferts des
communications téléphoniques du groupe harting vers la
téléphonie Internet (VoIP). »
Le monitoring des machines est une autre application
importante, déjà en usage : « Nos collègues de l‘usine de
Northampton sont connectés par VPN aux machines d‘assemblage «pick and Place» de Zhuhai et peuvent les surveiller et les configurer à distance », indique Claus Hilger.
En dépit de cet extrême éloignement, tous les impératifs
de sécurité d‘un groupe opérant à l‘échelle mondiale sont
respectés au niveau du système informatique. Claus Hilger
déclare : « Nous nous appuyons évidemment sur un concept
de sécurité basé sur une politique définie de façon centralisée en ce qui concerne les connexions extérieures, les terminaux utilisés ainsi que le méthodes de communication.
harting a recours à des firewalls, à la gestion centralisée
des droits d‘accès, aux firewalls clients et à des solutions
de cryptages sur tous les ordinateurs portables, ainsi qu‘à
de nombreuses autres mesures de sécurité. »
Wolfgang Klinker
Journalist (Landsberg am Lech, Germany)
Chief editor of the mpa journal
[email protected]
Anne Bentfeld
General Manager
Communication and Public Relations
[email protected]
Et harting dans tout ça ?
En prenant compte des environnements et des exigences
différentes selon les applications, la gamme de produits
harting offre à l‘utilisateur industriel la solution la mieux
adaptée à ses besoins.
–Connecteurs confectionnables sur site, cordons systèmes
et prises industrielles (RJ45 / M12)
–A limentation pour armoire de distribution et installation
décentralisée (classe de protection élévée possible)
–Commutateurs Ethernet optimisés (plug&play) pour espaces exigus dans armoires de distribution et de contrôle.
Famille eCon 2000 et eCon 3000
–Famille de commutateurs Ethernet avec interfaces fibre
optique pour mise en réseau d‘installation étendues ou
dans des environnements à perturbation électromagnétique critique.
Famille eCon 3000 et mCon 3000
–Commutateurs Ethernet avec solutions de redondance
optimisée pour l‘application (Parallèle ou Anneau).
Famille sCon 3000
–Commutateur Ethernet administrables avec fonctions de
sécurité pour intégration des installations de production
dans le réseau Ethernet de l‘entreprise.
Familles mCon 1000 et mCon 3000
–Commutateurs Ethernet administrables et non administrables, classe de protection élevée, pour réalisation
d‘installations décentralisées et d‘architectures machines.
Familles eCon 4000, mCon 4000, eCon 7000,
mCon 7000
–Commutateurs Ethernet administrables et non administrables avec ou sans interface fond de panier, au format
rack 19’’ pour armoires de contrôle.
Familles eCon 9000, mCon 9000
53
Fritz Aldag
Dans le contexte
de la mondialisation,
des partenariats
solides s‘imposent
Siemens et harting ont conclu un accord de partenariat pour des
systèmes d‘automatisation et de mécanismes de commande à distance. Les premiers grands projets sont en cours de réalisation
avec les aéroports de Dubaï, Séoul et Pékin.
Depuis que la technologie des bus s‘est développée, harting, en sa
qualité de leader dans la fabrication des connecteurs, et Siemens,
ont multiplié les collaborations. Cette coopération est principalement axée sur l‘interface entre les systèmes de connecteurs pour
les données et l‘alimentation destinés aux dispositifs décentralisés,
du type modules de commande de capteurs, démarreurs de moteur,
convertisseur de fréquence, transmission et moteurs.
La série Han-Compact®, Han-Brid® et Han®-EMV a été
conçue pour ce genre d‘applications et adaptée aux nouvelles nécessités. Le concept du système bus/énergie
Han-Power® S a été élaboré avec Siemens et mis à disposition par harting. Siemens A&D fournit les séries d‘appareil Simatic ET 200 X, ECOFAST, Simatic ET 200pro et
Sinamics G120D destinés aux commandes décentralisées
des moteurs.
Le grand projet de l‘aéroport de Dubaï
Après un enchaînement de projets plus modestes, Siemens
a enregistré en décembre 2003 une grosse commande
pour les mécanismes de commande décentralisés. Le
terminal III de l‘aéroport international de Dubaï a été
équipé par Siemens de mécanismes de commande décentralisés.
Des mécanismes de commande décentralisés (moteurs,
démarreurs de moteur et convertisseurs de fréquence
compris) ont été, en particulier, nécessaires dans le domaine des systèmes transporteurs de bagages, c‘est-à-dire
54
du check-in jusqu‘à l‘enlèvement aux tapis de retrait des
bagages. 13 000 blocs d‘assemblage au total ont été installés à Dubaï. L‘exploitant de l‘aéroport avait expressément
spécifié que tous les appareils devaient être fournis en
modèle enfichable pour garantir, en cas d‘éventuelle défaillance, un remplacement des composants dans les plus
brefs délais.
La technologie moderne de l‘aéroport mise sur des systèmes entièrement automatiques qui comprennent un emmagasinage intermédiaire des bagages pour les voyageurs
en transit. Environ 90 km de pistes de manutention ont
été réalisés sur l‘aéroport de Dubaï pour satisfaire cette
exigence. Une fois les agrandissements terminés, l‘aéroport devrait sans problème enregistrer 15 000 valises à
l‘heure pour 70 millions de passagers par an. La logistique
de l‘aéroport permet d‘atteindre plus de 8 000 passagers à
l‘heure. Les perspectives des nouveaux gros porteurs tel
que l‘Airbus A 380 et l‘intégration continue de l‘économie
mondiale laissent penser dans le monde entier que l‘augmentation du nombre de passagers va se poursuivre. Tous
les grands aéroports s‘adaptent dès aujourd‘hui à cette
nécessité.
Les produits harting Han-Power® S et Han® Q4/2 ont été
mis en œuvre pour l‘alimentation en énergie des installations 400 V ; le Han® Q8 au niveau du démarreur de
moteur et le Han 10 E au niveau du moteur rendent les
mécanismes de commande enfichables. Des lignes spéciales (sans halogènes, résistant aux huiles et retardatrices
de flammes) conformes aux normes British Standards
(équivalent britannique de la Deutsche Industrienorm)
(IEC 60 332-1, 60 754-2 et 61 034) ont été utilisées pour les
lignes confectionnées. De plus des tubes protecteurs supplémentaires fabriqués sans halogènes ont été demandés
pour protéger les lignes électriques.
Le transfert de bus de données comme le Profibus a été
réalisé avec le Han-Brid®. harting a fabriqué des câbles
de longueurs variées, avec des longueurs de lignes comprises entre 0,5 m et 100 m. En décembre 2007, les lignes
hybrides Profibus traitées par harting dépassaient à elles
seules les 150 km.
Après fabrication, tous les câbles ont été testés et ont reçu
un numéro de série de façon à pouvoir retrouver le lot de
fabrication et les résultats de test en cas d‘apparition éventuelle d‘un défaut.
D‘autres grands projets prennent la suite :
Séoul et Pékin
Avec les secteurs A&D et I&S (Airport Logistics), Siemens a
remporté d‘autres grands projets ; en 2004 et 2005, la commande pour l‘équipement électrique et la livraison des systèmes transporteurs de bagages pour l‘aéroport de Incheon
(Séoul, Corée du Sud) et l‘aéroport international de Pékin
BCIA (Beijing-Capital-International-Airport) complètement
repensé et à réaliser en vue des Jeux Olympiques 2008.
Des solutions enfichables ont, ici aussi, été réalisées pour les
mécanismes de commande. Dans le cadre du projet Incheon,
le système ECOFAST décentralisé doté de la version Profibus
hybride a même été mis en œuvre. Des voies de câbles de
plus de 200 m ont même été réalisées ici à l‘aide de fibres
spéciales HCS (hard clad silicon) . Elles garantissent l‘exécution fiable et sans erreurs des échanges de données pour les
systèmes de transport des bagages et des passagers.
Les travaux de planification du projet BCIA (aéroport
Beijing/Pékin) sont intervenus presque au même moment.
Des composants systèmes enfichables ont été prévus ici
aussi. Dans ce cas, cependant, l‘exploitant et Siemens ont
choisi une solution système ASI-Bus (interface activateurdétecteur). Il a fallu pour ce faire développer des démarreurs de moteur spéciaux pour ce projet qui ont été réalisés
par Siemens A&D CD sur le site de Leipzig.
Jusqu‘en décembre 2007, plus de 7 500 m de câbles système et Han-Power® S ont été livrés pour le projet Pékin.
Près de 400 comptoirs d‘enregistrement check-in ont été
aménagés. Un système de tunnels d‘une longueur pouvant
aller jusqu‘à 2,1 km a été installé pour le transport des
bagages des passagers. Un système de transport à grande
vitesse permet de transporter les bagages en temps record.
Les bagages des passagers des gros porteurs (Airbus A380
de 660 à 700 passagers) doivent, malgré les grandes distances à parcourir sur un tel aéroport, atteindre les tapis
roulants pour être enlevés avec la rapidité habituelle.
En juin 2007, cette collaboration intensive et extrêmement
fructueuse entre Siemens et harting a adopté une nouvelle
base contractuelle : le partenariat automatisation Siemens
Solution (Siemens-Solution-Partnerschaft-Automation). Sur
cette base, harting fournit dans le monde entier câbles
système et composants de connecteurs pour les série de
mécanismes de commande décentralisés Simatic ET 200X,
ECOFAST, Simatic ET 200pro Sivacon MCU et Sinamics
G120D.
Informations complémentaires :
Il est possible de consulter cette gamme de produits au format pdf sur le site Internet Siemens par le biais du Siemens
Solution Partner Finder (Distributed Field System). La documentation élaborée en commun de ces produits système
complémentaires est également disponible au format pdf
sur le site Internet harting.
www.harting.com/solution-partner
Fritz Aldag
Project Manager
[email protected]
55
Gerhard Bentzien & Jörg Hehlgans
Un chargement de feu
Les transpondeurs RFID de harting garantissent un suivi permanent des
transports ferroviaires et assurent un déroulement sans problème des processus, même dans des conditions extrêmes.
56
L‘identification précise et la localisation des biens et marchandises jouent un rôle essentiel dans la logistique moderne et dans la gestion de la fabrication. Ce qui est aujourd‘hui
courant dans les services d‘expédition des paquets était
jusqu‘ici irréalisable dans le transport ferroviaire ; les exigences étaient trop complexes et les conditions trop extrêmes pour les composants électroniques disponibles, ce qui
rendait impossible un suivi fiable.
harting a donc développé les transpondeurs RFID (Radio
Frequency Identification – identification radiofréquence)
fonctionnant dans la plage UHF. Ils répondent entièrement
aux exigences requises, à savoir un fonctionnement fiable,
y compris dans des conditions d‘environnement extrêmes.
Grâce aux transpondeurs RFID HARfid LT 86 (HT), les
convois qui circulent sont identifiés et localisés de manière
univoque. La situation des wagons et des marchandises
3
57
Fig. 1 : RFID aide à gérer la logistique des transports ferroviaires. Identification d’un wagon de laitier dans une fonderie de cuivre, avec
déplacement entre le haut-fourneau et le poste de pesage.
transportées est ainsi disponible en temps réel pour tous les
concernés. Cela peut être un avantage concurrentiel décisif
sur le marché hautement compétitif de la logistique dédiée
au fret sur rail.
Identification même à vitesse de déplacement
élevée
Depuis que le protocole EPC Gen2 est devenu la référence
dans le monde RFID et que différents fabricants proposent
des transpondeurs haute portée pour montage sur surfaces
métalliques, les sociétés de logistiques et les intégrateurs
de système du monde entier s‘intéressent de très près aux
applications pour le transport de marchandises sur rail. Avec
EPC Gen2, le débit de transmission entre transpondeurs et
lecteurs est si élevé que le numéro d‘identification est lisible
même lorsque les wagons circulent à une vitesse comprise
entre 80 et 100 km/h. En fonction du volume de données,
l‘opération d‘écriture peut demander un peu plus de temps.
Mais cela n‘est pas un problème car on dispose de suffisamment de temps sur les terminaux de chargement ou les
gares de triage pour traiter des volumes d‘informations plus
important comme ceux relatifs au contenu et à la destination
des wagons.
Concernant l‘identification en cours de trajet, des unités de
lecture/écriture robustes et résistantes aux intempéries sont
disposées sur des mâts, le long des voies ; elles assurent,
à une distance de plus de deux mètres, les opérations de
lecture et d’écriture sur le transpondeur de la marchandise
transportée. Afin de n’utiliser qu’un seul lecteur, indépendamment du sens de circulation, et réduire ainsi les coûts
d’installation, il faut prévoir deux transpondeurs par wagon. Pour assurer le suivi des convois, il suffit de disposer
les lecteurs aux endroits stratégiques comme les gares et
croisements de voies et les relier ensuite dans le cadre d’un
réseau Ethernet industriel.
Températures durant
le processus
Wagon
Chargement du laitier
1 000° C
Tests dans des conditions sévères pour les
transpondeurs
Les premiers systèmes de suivi des transports ferroviaires
avec transpondeurs RFID sont déjà opérationnels. Le groupe
harting s’est imposé un défi technologique
Emplacement de mon- Temps
particulièrement ambitieux : la mise au point
tage du transpondeur
de transpondeurs haute température pour
120° C
10 min.
Refroidissement
durant le transport
900° C
80° C
30 min.
Refroidissement
durant le retour
env. 300° C 50° C
60 min.
Transport
Cycles par jour : env. 12
Lecture des numéros ID
En raison des spécifications du projet, à
une vitesse d’environ 20 km/h
Températures extérieures
-5° C à +40° C
58
Fig. 2 : Presque entièrement couvert de poussières,
mais toujours capable d’émettre des données : le
transpondeur HARfid monté sur un wagon.
Fig. 3 : Test de résistance à 1 000° C : le transpondeur HARfid est
très proche de la coulée dans le haut-fourneau.
Fig. 4 : HARfid LT 86 (HT) – le transpondeur pour applications haute
température
une fonderie de cuivre. Marie-Bentz, chargée de l’intégration système, fait placer les transpondeurs sur les wagons
qui transportent le laitier en fusion (Figure 1). Les transpondeurs lisent les numéros d’identification résultant d’une
mesure automatique du poids, qui donnent des informations
sur la teneur résiduelle de cuivre dans le laitier. A partir de
cette information, l’opérateur de l’installation est en mesure
d’améliorer notablement la récupération du cuivre. De plus,
cela permet de charger les wagons de manière toujours optimale et de disposer en permanence d’une capacité de transport suffisante. Le déploiement de la technologie RFID est
adapté aux exigences du client. Lorsque cela est nécessaire,
on se sert de la capacité d’écriture sur les transpondeurs.
Gerhard Bentzien
Technical Manager
Marie-Bentz, Burgas
Jörg Hehlgans
Director Marketing & Sales, Mitronics
[email protected]
Pesage dynamique des wagons de chemin
de fer avec saisie automatique des
données dans des conditions extrêmes de
température
Là où d’autres sont réticents, les transpondeurs RFID
de harting assurent sans difficulté un service fiable. Les conditions sont particulièrement sévères
dans cette fonderie de cuivre en Bulgarie (Fig. 3).
Les transpondeurs passifs UHF HARfid LT 86 (HT)
fonctionnent sans problème dans un environnement
extrêmement rigoureux et poussiéreux (Fig. 2), aux
très hautes températures enregistrées au voisinage
de la coulée. L’emploi d’un boîtier robuste et hermétique ainsi que le recours à des matières plastiques
au point de fusion extrêmement élevé permettent à
ces transpondeurs d’assurer un fonctionnement sans
défaillance, dans ces conditions sévères (Figure 4),
jour après jour, 24 heures sur 24.
Le défi :
l’objectif du projet était de réaliser un système automatique de pesée et d’identification des wagons, y
compris le suivi des produits.
Mise en service :
juin 2007, phase de test continue jusqu’en août
2007
Logiciel : Marie-Bentz, Winscale®
Application :
pesage, statistiques produit, identification, temps de
transit des wagons
Wagons :
capacité de chargement 120 t brutes, avec cuve métallique maçonnée
Produit : laitier de haut-fourneau
Particularités :
lors du remplissage, il arrive que les wagons débordent. Donc, l’emplacement de montage doit être protégé en haut et sur les côtés. Lors du déchargement,
il se produit des projections incontrôlées de laitier ;
c’est pourquoi les transpondeurs ont une enveloppe
supplémentaire en amiante. La distance horizontale
entre les transpondeurs et les lecteurs est de 5 mètres, la distance minimale entre 2 transpondeurs est
de 1 mètre afin de garantir une identification individuelle de chaque wagon. Les transpondeurs installés
sur les wagons et la locomotive fonctionnent sans
problème lorsqu‘ils sont en service.
59
tec.News 16: Divertissement
Byoung-Jeen Jone, HeeSam Choi & Holger R. Dörre
La révolution asiatique
dans le transport urbain
La Corée du Sud modernise radicalement son système de transport urbain. Le Light-Rail-Train (LRT), dépourvu de
conducteur et futur remplaçant des bus, de la compagnie sud-coréenne Woojin Industrial Systems est l‘un des plus
importants projets au « Pays du matin calme ». harting est l‘un des principaux partenaires de Woojin depuis de
nombreuses années.
Le secteur du transport et des chemins de fer en Corée du
Sud reçoit toute l‘attention du gouvernement. Ce pays du
sud-est asiatique fait partie des pays industrialisés enregistrant l‘un des taux de croissance les plus rapides au monde.
La Corée du Sud, huitième plus grande nation industrielle,
se concentre cependant sur un petit nombre d‘agglomérations et, pour des raisons géographiques, sur à peine 30 %
seulement de la surface du pays. La Corée du Sud dispose
certes à l‘heure actuelle d‘une infrastructure déjà très bien
développée. A cause de son taux de croissance (d‘environ
5 % par an), elle ne cesse toutefois de se heurter à ses propres limites. La poursuite du développement de l‘infrastructure revêt, pour cette raison, une grande importance
car dans la seule ville de Séoul et sa région vivent près de
23 millions d‘habitants, causant des problèmes de trafic
considérables, surtout aux heures de pointe.
Cela signifie que les investissements destinés à l‘infrastructure au « Pays du matin calme » vont augmenter considérablement dans les années à venir. Les chemins de fer
sont l‘un des principaux éléments du trafic urbain en Corée du Sud. Selon les informations communiquées par la
société sud–coréenne des chemins de fer Korail, près de
2,1 milliards d‘euros vont être dépensés entre 2006 et 2010
pour renouveler le matériel roulant. Des investissements
d‘environ 193 millions d‘euros sont prévus pour le remplacement des wagons pour la période de 2006 à 2010. La
construction et la modernisation des gares et dépôts ferroviaires recevront aussi une grande attention. En 2006,
les importations de véhicules ferroviaires, composants et
matériaux pour voies de chemin de fer se sont élevées à
environ 62 millions d‘euros. Pour les équipements de signalisation électrique des chemins de fer, le montant des
importations fut d‘environ 15,7 millions d‘euros. Avec une
part d‘environ 30 %, l‘Allemagne était en l‘occurrence le
principal fournisseur.
60
L‘agrandissement du réseau à grande vitesse (KTX and
TTX), l‘aménagement extensif des chemins de fer métropolitains dans les grandes agglomérations telles que Séoul et
Busan et le développement des trains à vitesse moyenne,
avec un budget d‘environ 333 millions d‘euros d‘ici à 2012,
les priorités du secteur ferroviaire. Sur ces points, le gouvernement laissera manifestement les technologies standards occuper le devant de la scène. Les sociétés étrangères
sont toutefois bienvenues, notamment dans les domaines où
il est prévu de recourir à des technologies de pointe.
Mais au niveau des exportations aussi, les constructeurs
sud-coréens montent au créneau : dans le domaine des
transports, Hyundai-Rotem et Woojin Industrial System,
les grands constructeurs sud-coréens de technologies ferroviaires, s‘orientent aussi désormais sur le marché mondial.
Les produits de référence, tel que le Light-Rail-Train, sont
donc particulièrement présentés et mis en avant.
La Korea Railway & Logistics Fair, le principal salon professionnel sud-coréen des technologies ferroviaires qui se
tient tous les deux ans, est devenu ces dernières années
la grande vitrine nationale. En 2007, 150 exposants ont
présenté leur société et leurs produits à Busan. L‘Allemagne y comptait le plus important contingent d‘exposants.
Le Light-Rail-Train (LRT) – également appelé Light-RailVehicle (LRV) – fut aussi présenté sur ce salon.
Le Light-Rail-Train (LRT), construit par l‘entreprise sudcoréenne Woojin, est le résultat d‘un projet de recherche
de sept ans s‘élevant à 51 millions de dollars US mené par
le Korea Railroad Research Institutes (KRRI). Le projet visait les développements d‘un Korean Automated Guideway
Transit System (K-AGT), censé intervenir dans le transport public des personnes à Busan à compter de 2010. Il
est prévu qu‘il remplace d‘autres moyens de transport plus
polluants, tels que les bus. Même dans la capitale de Séoul,
il est question de projets LRT.
Fig. 1: La révolution asiatique dans le transport urbain –
le Light-Rail-Train (LRT)
Le LRT a été développé par le Korea Railway Research Institute (KRRI) en coopération avec Woojin Industrial Systems
Co., Ltd., un proche partenaire de harting Korea Ltd. Ce
chemin de fer métropolitain est équipé d‘un système sans
conducteur, totalement automatisé, offrant une grande sécurité de fonctionnement et une vitesse élevée.
Ce chemin de fer métropolitain se caractérise par d‘excellentes capacités de franchissement de pentes et de virages
et par ses qualités écologiques. Le LRT est équipé de roues
à pneus caoutchouc et circule sur une voie de circulation
coulée en ciment. Cela permet de réduire considérablement
les coûts de construction, et en particulier les coûts de
l‘infrastructure ferroviaire de la voie.
harting est hautement reconnue dans l‘industrie sudcoréenne. Les produits harting sont justement utilisés
dans l‘économie sud-coréenne orientée à l‘export, dans les
domaines des transports, de la construction automobile,
de l‘industrie mécanique, ainsi que dans le domaine des
énergies renouvelables qui commencent tout juste à se développer. harting fournit également de la connectique de
qualité et innovante dans le cadre du projet LRT.
harting a été intégré au développement du projet dès les
premières phases. Toute la connectique vient de chez
harting, et toutes les exigences en la matière ont été complètement satisfaites, ce qui est d‘autant plus important
dans le cas d‘un système de transport sans conducteur.
harting a en outre apporté toute une série de solutions :
1. Le moteur de traction est équipé du Han® K3/2 pour
le raccordement moteur-alimentation électrique. Cette
solution permet de raccorder le moteur même dans des
conditions d‘espace confiné. Grâce au raccordement par
vis axiale, le temps de montage est réduit.
Fig. 2: Connexion par jarretière avec Han® Coax E
2. Han® Coax E associé aux capots et boîtiers Han® 48 HPR
constitue la solution la plus efficace de connexion par
jarretière pour le transfert des signaux audio et vidéo
destinés au système d‘information des passagers par
câble coaxial.
3. Le commutateur Ethernet ESC 67-10 TP05M est utilisé
pour le système d‘information des passagers, à l‘intérieur du train.
4. DIN 41 612, notre solution éprouvée pour le Train Control
System (TCS).
La capacité de harting à pouvoir proposer et mettre en
œuvre des solutions complètes pour ses clients a été un facteur clé dans le choix de harting comme entreprise partenaire. harting propose en outre des produits de connexion
tels que les switches Ethernet pour les systèmes d‘information des passagers, indispensables pour tous les trains
modernes.
Byoung-Jeen jone
General Manager R&D
Woojin Industrial Systems Co., Ltd - Seoul
HeeSam Choi
Business Manager Korea
[email protected]
Holger R. Dörre
Managing Director Korea
[email protected]
61
Jürgen Michaelis, Heinrich Schmettkamp & Udo Schoss
Solutions système harting
destinées à l’énergie éolienne
Les nouvelles solutions système utilisées dans les éoliennes aident les
entreprises à augmenter leurs bénéfices. C‘est d‘autant plus important que
l’énergie éolienne devient partie intégrante de l‘alimentation en énergie
de demain.
62
Dans le secteur de l‘éolien, l’orientation est maintenant
définie par des groupes opérant à l‘internationale. Cette
orientation est principalement la conséquence de la volonté
politique visant à permettre la transition aux ressources
renouvelables. A cette fin précise, les acteurs du marché
doivent être capables de réaliser de gros projets. Dans le
monde entier, une croissance à deux chiffres est attendue
au cours des prochaines années.
harting entretient un partenariat de longue date en matière d‘éoliennes et développe de nouvelles solutions novatrices en étroite coopération avec des constructeurs et
fournisseurs. Tous les systèmes harting répondent aux
exigences élevées de l‘industrie éolienne avec des utilisations dans des plages de température comprises entre
-40 °C et +80 °C et avec une résistance efficace aux rotations, vibrations et impacts. Les nouveaux exemples sont
un connecteur enfichable et un bloc de batteries de secours
basées sur des cellules lithium-ion.
Partie 1 : Le coupleur enfichable circulaire
Les composants d‘une éolienne sont entre autres les bagues collectrices constituant l‘interface entre le moyen (en
rotation) et la nacelle.
Le nouveau coupleur enfichable simplifie le remplacement des bagues collectrices et réduit les temps d’arrêt.
Au cours des travaux de maintenance, les bagues collectrices peuvent être remplacées sans qu’il n’y ait besoin
d’intervenir dans le système et de démonter les câbles de
liaison. Aucun outillage spécial n’est nécessaire. Deux boulons robustes en acier inox dans deux douilles en laiton
servent de guide pendant l’opération de couplage. Ensuite,
les cadres d‘amarrage Han® aux paliers flottants et cadres
articulés Han-Modular® assurent le parfait alignement des
contacts électriques, et assure un niveau de sécurité de
fonctionnement élevé.
En plus de fournir une connexion électrique, le coupleur
de bague est équipé d‘une barrière de bague thermique
intégrée qui fournit une protection additionnelle contre les
huiles de températures élevées. Les installations existan-
tes peuvent être équipées ultérieurement de ce coupleur
de bague.
L’interface entre la partie A et la partie B (fig. 1) du coupleur circulaire est protégée contre les projections d’eau
conformément à l‘indice IP 65. Le boîtier est fabriqué en
fonte trempée avec un alliage d’aluminium spécial.
L’interface électrique qui transfère les signaux à la commande du système, est basée sur des inserts de contact
Han-Modular®. Cela garantit l‘alimentation triphasée avec
des modules de 100 A , et le transfert de bus CAN Fast
Ethernet par 2 x 4 fils avec un module Han®-Quintax et 24
signaux de commande. Les signaux de commande peuvent
être étendus à 34 pôles à l‘aide des modules Han® DDD
(fig. 4).
Le coupleur est livré comme solution complète, incluant la
confection de câbles à la longueur adéquate. Ces deux composants sont fabriqués et contrôlés séparément. La partie A
est installée dans l’éolienne, la partie B est d’abord reliée
à la bague collectrice. Les avantages de la solution « plug
& play » deviennent manifestes sur le chantier. Les deux
parties n’ont plus qu’à être connectées pendant la mise en
service, cette opération mettant fin aux travaux de montage et d‘assemblage fastidieux sur le site (fig. 3).
3
Partie A
Partie B
Barrière thermique
(vers l‘engrenage)
Ajustement pour roulement à billes
(vers la bague collectrice)
Fig. 1: Coupleur pour bague collectrice
63
Ces avantages concernent aussi les travaux de maintenance. Il suffit de desserrer les quatre vis, et d’installer la
nouvelle bague collectrice. L’éolienne peut être reconnectée
au réseau sans temps d‘arrêt notables. La bague collectrice
peut alors être révisée en usine en toute facilité.
Des simulations sont effectuées pendant la phase de
conception en vue d‘optimiser le design. Les composants
peuvent être construits à l’aide de prototypes virtuels,
répondant par exemple aux contraintes de conductibilité
électrique, de vibration et de stabilité. Une analyse par
éléments finis a été effectuée dans un premier temps pour
optimiser et vérifier le design du coupleur.
Un poids de 150 kg a été placé à l’extrémité de la bague collectrice pour simuler les différentes géométries de contrainte (fig. 2). En raison des charges lors de la mise en service et
de la maintenance, le coupleur a été par conséquent conçu
de manière robuste. Les valeurs simulées ont été testées à
l’aide de premiers échantillons dans le laboratoire harting
agréé, correspondant dans ce cas à un contrôle de charge
mécanique. Les résultats obtenus ont montré que les valeurs actuelles dépassent les valeurs théoriques.
Partie 2 : Le bloc de batterie de secours
Une autre optimisation est possible pour les accumulateurs
d’énergie des étoliennes qui doivent permettre l‘alimentation de secours du système cas où un évènement fortuit
intervient – par exemple en cas de tempête et d‘une panne
de secteur simultanée. Dans ces cas de figure, l’éolienne
doit être stoppée dans un délai extrêmement court. Les pales du rotor sont détournées du vent en quelques secondes
dans ces cas d’extrême urgence. Cette fonction est primordiale, car une panne du système pourrait occasionner la
perte totale de l’éolienne.
Chaque axe du système pitch est tourné dans une position
neutre en cas d’urgence. Trois blocs de batterie de secours
[mN/mm2]
Cadre d‘amarrage Han®
(à paliers flottants avec éléments de guidage)
24 signaux de
commande module
Han DD®
Fig. 2: Charge de 150 kg simulée
2 bus à 4 fils Han®-Quintax
Tenon de guidage V2A
Moyeu
Train d‘engrenage
Nacelle
Partie A
vers la top box
Partie B
Bague collectrice
Fig. 3: Principe de fonctionnent (position Entretien)
64
Fig. 4: Cadre articulé Han-Modular®
sont normalement nécessaires par éolienne. De conception
modulaire, les blocs de batterie de secours peuvent être
remplacés facilement.
Les accumulateurs d’énergie conventionnels, tels que les
batteries plomb-acide, ne répondent pas aux exigences
en matière de compacité et de longue durée de vie sans
maintenance. Le nouveau bloc de batterie de secours de
harting, par contre, est équipée de cellules lithium-ion,
insensibles aux rotations et aux vibrations de par leur
forme compacte.
Le boîtier en acier robuste et revêtu par pulvérisation garantit une protection efficace contre les effets mécaniques
et thermiques et contre les contacts accidentels. La résistancte interne totale est réduite à RI < 24 mOhm.
Le bloc de batterie de secours fournit 180 A à 86,4 V. Surveillées par un système de gestion de batterie (BMS), les
cellules lithium-ion montées en série sont opérationnelles
à tout moment. Un commutateur spécial à haute intensité et à faible résistance de contact garantit une mise en
circuit contrôlée dans l’unité de commande pitch prête à
fonctionner.
La communication avec l’unité de commande centrale s’effectue via le bus CAN (D-Sub 9 pôles). D‘autres interfaces
sont disponibles pour le monitorage et la configuration.
L’état du système de gestion de batterie (BMS) peut être
extrait via une autre interface, un port RS232 9 pôles) La
fonction « hyperterminal » fournit des informations sur
l’état de chaque accumulateur.
Une interface Han® 3A fournit le monitorage redondant de
l‘état de charge des différentes batteries.Le second connecteur Han® 3A est utilisé pour l’alimentation 24 V.
Des contrôles en marge du développement ont été réalisés
dans le laboratoire harting avec une attention particulière
portée sur les résistances de transition en cas de vibrations et de chocs. L’objectif était d’optimiser les sections de
conducteur et les contacts dans des conditions extrêmes.
Les tests ont été convaincants et ont abouti à ce résultat
optimal.
Les normes observées sont les suivantes :
Vibrations DIN EN 60 068-2-6
Chocs DIN EN 60 068-2-27
Chocs permanents DIN EN 60 068-2-29
Contrôle de durée de vie simulée DIN EN 61 373
l
Cadre articulé Han-Modular®
l
l
l
Douille de guidage MS
Module à visser axial Power
(100 A) Han®
Joint tournant (IP 65)
Jürgen Michaelis
Key Account Manager System Integration
[email protected]
Heinrich Schmettkamp
Project Manager VAB, Germany
[email protected]
Udo Schoss
Director Projectmanagment VAB, Germany
[email protected]
avec guides. Vue sur le connecteur
65
66
Andre Beneke
Encore une bonne idée !
Elle n‘occupe pas plus d’espace qu’une connexion sertie, utilisation simple et rapide : la connexion garantie habituelle.
harting Han-Quick Lock® utilise la nouvelle technologie de ressorts de serrage radiale dans les connecteurs industriels.
Han-Quick Lock® est idéale pour les densités de contact élevées et offre de grands avantages comparés à d’autres technologies de raccordement. Il n’existe pas d‘autre technique aussi simple, aussi peu encombrante et aussi rapide. Pour
le montage, un tournevis suffit.
Les connecteurs industriels harting Han® se sont établis
sur le marché grâce à leur niveau de qualité exceptionnelle et leur large gamme d’applications. Ces interfaces
robustes sont utilisées principalement dans les applications industrielles. Ils s‘adaptent parfaitement aux besoins
de l‘industrie automobile, et de la conception de machine
outil. Ils sont présents aussi bien dans les trains et dans
les installations éoliennes, que dans les ascenseurs, les
3
67
de connexion. Les connecteurs utilisant la technologie de
sertissage présentent une densité élevée, mais l‘inconvénient de devoir utiliser un outil spécial. D’autres technologies fonctionnent certes sans outil particulier. Un simple
tournevis suffit pour les connecteurs à visser et à lame de
pression, mais les connecteurs présentent des dimensions
relativement élevées. Pour un maximum de rentabilité et
de performance, les appareils et machines doivent occuper
un espace minimal.
Han® PushPull Power 4/0 avec connexion Han-Quick Lock®
grues et même dans les machines de découpe industrielle.
Chacune de ces applications a ses propres exigences en
matière de connecteur. Celles-ci concernent entre autres
les dimensions, le type de protection et les paramètres de
transmission électrique.
En plus des différentes technique de raccordement offertes par harting depuis de nombreuses années, nous
avons lancé une nouvelle option innovatrice le connecteur
Han-Quick Lock®.
La nouvelle ligne harting offre les nombreux avantages
de la technologie de sertissage et réduit nettement l’effort
Faible encombrement
Les connecteurs Han-Quick Lock® présentent quasiment
les mêmes exigences minimales d‘encombrement que les
connecteurs à sertir. Un simple tournevis suffit pour raccorder et desserrer les conducteurs multibrins. De plus,
ces connecteurs de qualité offrent une résistance efficace
aux vibrations comparables à celle des connecteurs à lame
de pression.
Techniquement parlant, le Han-Quick Lock® est une borne
à ressort. Un ressort de serrage circulaire en acier inoxydable maintient les brins du câble contre le bord d’un cône
central. Une large surface de contact est ainsi créée, garantissant une bonne connexion électrique. La résistance
requise aux vibrations est assurée par le design spécifique
du ressort de serrage. La pointe visible quand vous regardez dans l’actionneur sert uniquement à écarter les brins,
et non pas à établir le contact avec le conducteur.
L’assemblage est trés simple. Il suffit simplement d’enlever l’isolation du conducteur et d’insérer les brins dans le
Han-Quick Lock®, ensuite d’enfoncer l’actionneur avec un
tournevis. Pour ouvrir de nouveau le connecteur, il suffit
de soulever l‘actionneur à l’aide d’un tournevis.
Contrôle visuel
La position de l’actionneur facilite également le contrôle
visuel. L’actionneur doit s‘aligner sur l’isolant ; un contrôle
visuel suffit donc pour s’assurer que tous les connexions
sont bien fixées. Comme l‘introduction des conducteurs
multi-brins s‘effectue avec un minimum d‘effort, il est
aussi possible d‘insérer des brins de très faible épaisseur
sans les déformer.
Han® Q12 avec connexion Han-Quick Lock®
68
Le même conducteur peut être connecté à plusieurs reprises. La force de rétention présente dans le connecteur
est comparable à celle d’un connecteur à lame de pression
standard. Les conducteurs solides constituent l’exception,
et ne peuvent être connectés avec Han-Quick Lock®. Ils
sont de toute façon inhabituels dans les applications utilisant des connecteurs industriels.
harting propose actuellement la technologie Han-Quick
Lock® pour des sections de conducteur allant de 0,5 mm2
à 2,5 mm2. Des versions destinées à d‘autres sections sont
en cours de développment. Le Han® PushPull Power 4/0,
Han® 4A et Han® Q5/0 sont les premiers produits disponibles offrant la technologie Han-Quick Lock®. Le
PushPull Power 4/0 est un connecteur de puissance compact doté de la technologie de verrouillage PushPull, muni
de 4 contacts de puissance plus terre pour 16 A à 230/400 V.
Ce conducteur est idéal pour l‘intégration directe dans les
équipements d‘automatisation.
Résistance aux vibrations
Le Han® 4A et Han® Q5/0 sont très présents sur le marché, mais n’offraient jusqu’ici qu’une seule technologie
de connexion. Le Han® 4A avait des bornes filetées, le
Han® Q5/0 des bornes serties. Les nouvelles versions
Han-Quick Lock® offrent des contacts de puissance et de
mise à la terre avec la technologie Quick Lock, rendant les
produits résistants aux vibrations. Les versions Quick Lock
sont compatibles avec les modèles existants.
Le connecteur moteur Han® Q12, muni de 12 contacts à
sertir, offre également une connexion Quick Lock sur le
contact de mise à la terre. Il est par conséquent facile à
raccorder et résistant aux vibrations.
Han® Q5/0 avec connexion Han-Quick Lock®
De façon générale, Le Han-Quick Lock® convient à quasiment toute application. Elle offre des avantages substantiels aussi bien dans la technologie d‘automatisation que
dans la construction mécanique. De plus, elle offre une
bonne résistance aux vibrations, critère très important
dans le domaine ferroviaire, pour les éoliennes et pour les
connexions sur moteurs électriques.
Une vidéo de démonstration sur la nouvelle technologie harting Han-Quick Lock® est disponible sur le site
www.harting.com. Elle vous montre en détail comment
raccorder et enlever un conducteur multi-brins. Dans cette
vidéo, une radiographie vous montre comment le contact
est relié aux brins individuels dans une situation réelle.
D’autres produits offrant la technologie Han-Quick Lock®
seront bientôt disponibles : le Han® 7D, le module DD Han®
et le module EE Han®.
La technologie Han-Quick Lock® permettra aussi l‘utilisation de connecteurs compacts dans les applications où
le client final a besoin de modifier les connecteurs sans
outil spécial.
Andre Beneke
Director Product Marketing
Han® Industrial Connector, Electric
[email protected]
69
Dr. Achim Brenner
Simulation des propriétés
électromécaniques à l‘aide d’un
connecteur électronique
Les simulations mécaniques et électrothermiques peuvent supporter de manière décisive le processus de développement de sorte à développer un produit optimal en un minimum de temps. L‘objectif est d’anticiper les exigences
du marché et de développer des applications optimales répondant aux besoins des clients.
Les marchés et les exigences de ce dernier changent rapi-
Afin de garantir un bon contact électrique, l‘effort normal
dement. Les normes techniques sont soumises à des modi-
du contact ne devrait pas être inférieur à 0,5 N à la fin de
fications perpétuelles, les applications sont renouvelées en
la durée de vie du contact. Ceci doit également être garanti
permanence. C’est précisément au sein de cet environnement
dans le cas de l’épaisseur de la carte de circuits imprimés
que harting doit être en mesure de réagir rapidement aux sou-
la plus faible. Une force de couplage significative est néces-
haits des clients et même de les anticiper. C’est l‘unique façon
saire pour faire face à la friction générée par une force de
pour harting de lancer sur le marché des produits adéquats
contact normal élevée. Ceci n’est cependant pas souhaitable
en temps et en heure. A côté de la traditionnelle fabrication
vu que la force de couplage modérée d’un contact isolé peut
d’échantillons et de création rapide de prototypes, la simula-
rapidement se transformer en une force totale non-gérable
tion joue un rôle de plus en plus important dans le domaine du
sur un connecteur présentant un grand nombre de contacts.
développement des produits. L’objectif de la simulation est de
Une force de couplage excessive rend les choses difficiles non
pouvoir créer le produit dans son intégralité sur ordinateur.
seulement pour les ingénieurs de maintenance, mais est éga-
La création de prototypes virtuels est la vision qui motive les
lement source d’une forte contrainte mécanique des cartes
développeurs de logiciels.
de circuits imprimés. L’objectif est de limiter la force de couplage maximale à une valeur inférieure à 100 N. A la fin de la
Objectifs
conception mécanique, les ingénieurs ont souhaité mesurer
A quoi faut-il veiller en matière de connecteur ? Une connexion
la capacité de transmission électrique sur base d‘une version
simple, un bon contact tout au long de sa durée de vie ainsi
haute puissance.
qu‘une capacité à transmettre des courants élevés sans dépassement des températures maximales déterminées, voici
Conception du ressort 1 –
les exigences de base d’une bonne conception. Dans le cas
conception rudimentaire
présent il s’agit d’un connecteur direct, c‘est-à-dire que les
Bien qu’il soit facile de solutionner des problèmes géométriques
ressorts de contact établissent directement un contact avec la
non-linéaires en tenant compte des propriétés élastico-plasti-
carte de circuits imprimés. Il y a lieu de tenir compte du fait
ques des matériaux à l’aide des outils CAE disponibles à l’heure
que l’épaisseur de la carte de circuits imprimés varie dans
actuelle, le processus de conception débute pratiquement tou-
une certaine plage de tolérances, dans ce cas précis, elle peut
jours par une estimation analytique grossière des propriétés
se situer entre 1,44 mm et 1,76 mm.
du ressort, qui bien que ne tenant pas compte des effets non-
70
Fig.1 : Géométrie du ressort
linéaires, est en général néanmoins très proche de la réalité. La
photo 1 montre la géométrie du ressort de contact.
Le ressort possède une section rectangulaire. Vu qu’il s’agit
d’un élément découpé, la largeur de ressort w est considérée
comme étant une constante. La hauteur de ressort h peut quant
à elle être variable. Afin d’éviter les déformations plastiques du
ressort réel, la contrainte de fibre extrême devait se situer bien
en-dessous de la limite élastique Rp0.2, même en cas d‘élongation maximale.
Si les données relatives au module d’élasticité E, à la force normale F, à la longueur du ressort l, à la largeur du ressort w et à
3
71
Contrainte [MPa]
la fonction de hauteur du ressort h(x) sont connues, il est posx [mm]
sible de calculer la courbe de flexion élastique y (x) ainsi que
la courbe de la contrainte de fibre extrême sur base du moment
de flexion l (x) et de la ligne de flexion y (x).
Les figures 2 et 3 montrent une fonction de hauteur de ressort
spéciale ainsi que les courbes de contraintes (contrainte de
fibre extrême) qui s‘y rapportent pour les trois épaisseurs dif-
Fig. 3 : Cycle optimisé de la contrainte de fibre extrême
férentes de cartes de circuits-imprimés.
Il serait optimal pour la contrainte de fibre extrême que la
hauteur de ressort tombe à zéro jusqu‘au point de contact. Dans
provoquer des déformations plastiques mineures. Des données
la pratique, ceci n’est cependant pas possible pour différentes
précises relatives à la contrainte/extension issues des essais de
raisons.
traction permettent de déterminer les déformations permanen-
La courbe de contraintes représentée au graphique 3 montre
tes d‘un ressort. Les effets liés à une forte déflection du ressort
comment obtenir une contrainte de fibre extrême constante
et à la modification du point de contact qui en découle ainsi que
grâce à l‘optimalisation de la fonction de hauteur de ressort
l’influence du revêtement des matériaux sur la rigidité du res-
h (x) dans la zone allant de x = 0 (racine du ressort) jusqu’à
sort (un revêtement de 10µm de nickel n’étant pas négligeable
x = 4,75 mm. Au cours des essais suivants, la contrainte de
pour un matériau d’un épaisseur de 200 µm) peuvent également
fibre extrême chute vu que la hauteur minimale du ressort ne
être pris en compte. La technologie 2D a été utilisée pour exé-
peut être inférieure à hmin = 0,25.
cuter une dernière optimisation géométrique. Les simulations
3 D du processus d’insertion effectuées ensuite ont fourni les
Conception de ressort 2 – Finissage FEM
résultats les plus précis. La figure 6 montre la répartition des
Lorsque les paramètres géométriques ont été déterminés grâce
tensions sur le contact lorsqu‘il est inséré.
à des calculs analytiques, on peut procéder au finissage. Les
L‘analyse de la figure 6 montre que l‘on se trouve suffisamment
matériaux des ressorts de contacts ne sont malheureusement
sous la limite d’élongation du matériau, même en cas d’épais-
pas entièrement élastiques. De faibles contraintes peuvent déjà
seur de module maximale.
Force [N]
h (x) [mm]
Simulation
Simulation contact
de signal en bas
Mesure contact
de signal n°1
Course [mm]
Fig.2 : Exemple de fonction de hauteur de ressort h(x)
72
Fig. 4 : Comparaison simulation/mesure (force normale, contact isolé)
Trajet du courant
(aux contacts)
I=I(?)
Simulation électrique
statique ou transitoire (effet pelliculaire…)
Distribution de courant
I=I(?,?)
Simulation thermique
effet Joule, conduction thermique, rayonnement
thermique
Simulation de flux
convection
Fig. 6 : Simulation de connexion avec répartition de la tension
(ROUGE environ 540 MPa)
Joule. Cette chaleur est transmise par conduction thermique,
Répartition de la température
T=T(?,?)
Fig. 5 : Calcul de la température des éléments en tant
que problème couplé
convection ou rayonnement. Le transfert de chaleur dépend
de la température des éléments. Il augmente jusqu’à ce que
l‘ensemble de la chaleur générée se soit dissipée. De nombreuses données relatives aux matériaux étant dépendantes de la
température, les problèmes liés à l’électricité, à la thermie et au
Conception de ressort 3 –
flux (convection) doivent être résolus simultanément. On parle
La théorie rencontre la pratique
ici de calculs couplés ou de multiphysique. Les interactions
Il y a une différence entre la théorie et la pratique, mais cet-
sont représentées dans la figure 5.
te règle d’or ne devrait pas être d’application pour les outils
La figure 7 ne nous montre qu’un extrait du modèle de simu-
CAE modernes. Une vérification est réalisée après la phase
lation. Toutes les conduites ainsi que le corps isolant n’ont pas
de conception afin de déterminer la véracité des prévisions.
été représentés. Voici un gros avantage de la simulation. Elle
Car chaque modèle n’est qu’un modèle de la réalité et si l’on
permet de représenter les zones difficilement accessibles du
constate que la précision des prévisions n’est pas suffisante, il
produit par la technique de mesurage. Le courant électrique
peut s’avérer nécessaire dans certaines circonstances d’inclure
utilisé est de 12 A et on peut voir clairement que la carte de
d’autres effets dans la simulation. La mesure de la force nor-
circuits imprimés est le facteur limite. La simulation a permis
male a cependant permis de démontrer que les déviations sont
de démontrer que le connecteur répond aux exigences de ca-
faibles, la partie mécanique de la conception du contact étant
pacité de transmission actuelles.
de ce fait clôturée. La simulation mécanique faisant partie des
procédures standards, toute déviation proviendrait plutôt d’une
grossière erreur de saisie et non d’un problème fondamental
au modèle.
Température [°C]
Temp. de contact max. 85 °C
Restez toujours détendu
De nombreuses variantes optimalisées pour la transmission
de courants plus forts sont également proposées pour de nombreux connecteurs. A côté des conditions standards, les ingénieurs ont également étudiés le « pire des cas ». Comment se
Temp. de tracé max. 91°
Température ambiante 20 °C
Courant 12 A
comporte le connecteur d’un point de vue thermique lorsque
tous les contacts sont des contacts haute-puissance et que ces
Fig. 7 : Température des éléments pour un courant de 12 A
derniers sont alimentés simultanément ?
Le calcul de la température de l’élément soumis à une puissance déterminée n’est pas un exercice trivial. La densité électrique des contacts est mesurée pour un courant déterminé.
Dr. Achim Brenner
Director Simulation Technique
[email protected]
Cette densité électrique alliée à la conductivité détermine l‘effet
73
74
Hans Langaas
La vie d‘un commutateur des profondeurs
Conditions abyssales pour équipements high-tech : il faut pouvoir compter sur les commutateurs même à 300 m
de profondeur en milieu marin. L‘équipementier offshore FMC Technologies, Houston, USA, a donc pris la décision
d‘utiliser sur les puits de pétrole et de gaz en Mer du Nord le commutateur harting mCon 7050-A pour ses « Workover
Control systems » et « Riserless Intervention systems ».
Il est prévu d‘utiliser ces systèmes dans le cadre de projets
en Mer de Norvège ainsi que dans le cadre d‘installations
offshore dans d‘autres parties du monde.
FMC Technologies fournit des systèmes complets pour l‘extraction du gaz et du pétrole, tels que têtes de puits sousmarines, manifolds, câbles d‘alimentation et systèmes de
régulation de la production. Les templates avec manifolds
doivent être montés au fond de la mer et reliés aux platesformes de production.
Ce genre de projet est assorti de contraintes techniques
très poussées, d‘autant que des règles de sécurités encore
plus strictes s‘appliquent à toutes les parties de l‘installation selon les nouvelles normes ISO. C‘est une garantie
de fiabilité maximale et de précision de fonctionnement,
même en conditions environnementales extrêmes. Pour y
parvenir, FMC a utilisé des composants harting qui ont
déjà fait leurs preuves dans d‘autres applications également soumises à des conditions environnementales extrêmes. FMC utilise des composants standard offrant une
grande compatibilité entre produits d‘origines les plus variées. FMC a en outre recours à des commutateurs Ethernet
dans des modules de régulation sous-marins pour l‘enregistrement des données des capteurs et pour le contrôle de
l‘équipement utilisé pour réaliser des interventions dans
les têtes de colonne montante équipant les emplacements
de forage. Ces commutateurs communiquent avec un commutateur centralisé relié à la surface par des câbles de
fibres optiques. À l‘issue de tests rigoureux en laboratoire,
le choix de FMC s‘est porté sur le commutateur harting
mCon 7050-A. Le choix du standard de communication
Ethernet tient au fait qu‘il permet de connecter entre eux
des appareils d‘origines diverses, ce qui permet de garantir une fonctionnalité globale du système.
La mise en œuvre de ces systèmes débutera en 2009 et
jouera un rôle essentiel dans l‘efficacité de l‘extraction du
pétrole et du gaz naturel sur des gisements existants ou
nouvellement ouverts.
FMC Technologies est un leader dans la fabrication et la
fourniture de systèmes de production sous-marins, et
notamment de têtes de puits sous-marines, commandes,
distributeurs et systèmes de raccordement. Cette entreprise développe, en étroite collaboration avec ses clients,
des technologies permettant une exploitation optimale des
gisements pétrolifères. FMC propose en outre des services
d‘ingénierie et de support, par exemple des services d‘ingénierie système, de sécurité et de mesure du débit ainsi
que de gestion de projet.
Le « template » désigne une structure
fixe dotée de plusieurs « manifolds ». Un
« manifold » désigne un pipeline par l‘intermédiaire duquel est récolté du pétrole sortant
du puits ou bien par l‘intermédiaire duquel
de l‘eau de mer est injectée dans le puits pour
en extraire le pétrole.
Hans Langaas
Product Manager ICPN, Norway
[email protected]
75
Thomas Wolting
Les bus de puissance réduisent les coûts
L’architecture de composants distribuée et composée d’interfaces standardisées permet de réduire considérablement
les coûts. Le déploiement de la topologie de bus dans l’alimentation en énergie peut faire progresser davantage cette
évolution. Grâce à ses nouveaux composants Han-Power®, harting soutient cette tendance.
Comme la topologie des systèmes techniques se développe
sans cesse, il est devenu primordiale de limiter le nombre de composants. Ceci se traduit par la suppression des
montages en étoile dans les systèmes de distribution de
puissance et de signal. Jusqu’ici, un câble de puissance
partait de l’armoire de distribution à tout moteur, et toutes
les autres lignes (capteur et actuateurs) étaient câblées en
parallèle.
Un blindage optimisé et onéreux était nécessaire pour les
installations qui utilisaient des convertisseurs de fréquences centraux. Il n‘existait toutefois pas d‘autre alternative.
Cette topologie présente des avantages évidents. Le coût
global élevé et l‘encombrement substantiel associés à cette
technique conventionnelle sont les raisons pour lesquelles
les ingénieurs se tournent vers une technologie de distribution, par exemple dans les systèmes de convoyage et de
manutention. Des unités de contrôle de moteur intelligentes sont transférées directement sur la machine ou sur le
système de convoyage. La gamme de produits Han-Power®
de harting soutient cette nouvelle tendance.
Architecture de distribution
L’élément clé de cette nouvelle stratégie de câblage est
un système de bus de puissance qui supporte plusieurs
charges sur une ligne de puissance et satisfait à toutes les
normes nationales et internationales en la matière.
Le connecteur compact et robuste doit répondre aux
exigences en terme de pôles, de tension et de conductibilité électrique. Les connecteurs sont standarisés dans
l’ISO 23 570.
Sur la base de ce profil d‘exigences, harting a donné
naissance à la gamme Han-Power®. La série Han-Power®.
Une distinction est faite ici entre la distribution d’énergie
dans une topologie linéaire et celle dans les systèmes plus
complexes. La technologie harting Han-Power® S est le
76
choix idéal pour les topologies linéaires. Avec les produits
Han-Power® S, des branches secondaires peuvent être intégrées dans le réseau de distribution sans interrompre le
bus. Le Han-Power®S se « branche » sur les conducteurs
individuels d’un bus.
La solution est différente pour les systèmes plus complexes. Les solutions Han-Power® T sont ici parfaitement adaptées. Le bus de puissance est divisé en différents segments,
mais la connectivité Han-Power® T permet aux utilisateurs
de connecter des modules de machine et d’installation avec
rapidité. Les deux solutions ont leur avantage ; le choix
entre le Han-Power® S ou le Han-Power® T dépendra de
l‘application. Les solutions Han-Power® T sont plus efficaces sur les grands systèmes, par exemple dans des lignes
de transfert modulaires. Les deux options offrent une rapidité d‘installation, tout comme une excellente durabilité
et résistance.
Série Han-Power®
L‘équipement de protection peut être remplacé quand la
nouvelle série de produits est déployé. Les armoires de
distribution sur les systèmes de distribution sont nettement plus compactes, ce qui permet aux constructeurs de
faire un meilleur emploi de leur espace de production et
d’augmenter leur productivité. Les armoires de distribution optimisées pour les systèmes distribués contiennent
les composants suivants : équipement de protection, par
exemple un disjoncteur de puissance pour la protection
contre les courts-circuits, et un élément d’alimentation
pour alimenter le bus via un connecteur.
Han-Power® T Modular Twin
Les solutions Power T de harting proposent un modèle
qui se distingue par sa flexibilité exceptionnelle. Le
Han-Power® T Modular Twin est un Power T avec le connecteur Han-Modular® Twin comme interface. Il intègre deux
modules de la gamme modulaire, l‘un pour la transmission
de puissance, l’autre pour le transfert du signal. Les courants transmissibles vont jusqu’à 40 A à 400/690V. Il offre
deux contacts de 24 V et un système de détection intégré
vérifiant si tous les connecteurs présents dans un système
sont bien branchés. Le Han-Power® T Modular Twin est
dédié à des usages multiples et peut être adapté pour répondre à l‘application du client La combinaison connecteur
signal / puissance offre aux utilisateurs différentes possibilités. Le Han-Power® T Modular Twin entièrement équipé
est utilisé pour toutes les applications de distribution.
Seulement la connexion de puissance est utilisée, et
un module de puissance est monté dans le boîtier du
Han-Modular Twin. Le module de signal est remplacé par
un module bouchon. Le scénario inverse peut être utilisé
pour la distribution de signal.
La gaine est enlevée du câble de puissance, et le câble est
posé dans le Han-Power® S. Les fils isolés sont enfilés dans
la borne IDC, assurant un contact sécurisé. Des vis aident à
percer l’isolation des fils. Les bornes IDC n’ont à traiter que
la puissance à la charge distribuée. Le nouveau système
d’installation repose sur les performances de la technologie
de raccordement HARAX®. La solution est conforme aux
normes internationales en terme de stabilité long terme
du point de contact ou de résistance aux courts-circuits.
Une nouvelle approche est nécessaire pour les différents
systèmes de convoyage et un design doit être étudié pour
l‘application en question (industrie automobile, technique
aéroportuaire et centres logistiques).
La solution système de bus soutient l‘utilisateur dans
l‘installation et la maintenance de système. L’expérience
de harting en termes de distribution d‘énergie et de technologie de contact crée des opportunités dans de nombreux
marchés cibles. Cette installation avancée conjuguée à des
caractéristiques de maniement optimisées et à une plus
large gamme de sections de câble fournit des points forts
supplémentaires. Le Han-Power® S Métal sera la première
solution de distribution d’énergie et de dérivation avec des
sections de conducteur allant jusqu’à 10 mm2.
Han-Power® T Modular Twin grâce à ses attaches de verrouillage
empêche l’ouverture par inadvertance
Si deux charges sont très proches l‘une de l‘autre, les
Power T peuvent être reliés directement. Les systèmes de
câbles utilisés ont été conçus de manière à pouvoir être
rallongés. En complément de câbles préconfectionnés, le
client peut réaliser ses propres confections de câble sans
outillage spécial.
Thomas Wolting
Product Manager Han® Industrial Connector,
Electric
[email protected]
Han-Power® S
Le bus de puissance s‘installe sans avoir prévu au prélable
d‘emplacement pour connexion sur moteur. Un Han-Power® S
est utilisé pour réaliser la dérivation sans interrompre le
bus de puissance.
77
78
Jens Grunwald
Camion de radio-télédiffusion, à vous !
Les grandes sociétés de radiodiffusion sont des clients très exigeants en matière de technique d‘éclairage, de spectacle et de scène. Tous ceux qui leur fournissent du matériel le savent. Connex Elektrotechnische Stecksysteme
GmbH, à Odenburg en Allemagne, est l’un des fournisseurs les plus expérimentés au monde dans ce domaine. Et
les produits harting assure une transmission de données et un contrôle rapides et sécurisés, notamment lors de
transmissions live depuis le camion de radio-télédiffusion.
La transmission de données et le contrôle sécurisé dans
des conditions extrêmes aussi bien pour le personnel que
pour la technique sont des routines quotidiennes dans le
show-business. Les systèmes doivent assurer un haut niveau de qualité du son et de l’image. La commande des
systèmes de caméra, son et lumière doit être garantie avec
un maximum de précision. Dans la technique moderne, la
fibre optique est utilisée pour deux raisons : pour satisfaire aux exigences élevées et diverses en terme de transmission du signal sur de longues distances et pour des
raisons de comptabilité électromagnétique pour la matrice
audio (image) et la matrice intercom (son). Les débits de
données ont fortement augmenté depuis le lancement de
la TVHD. Là où on utilisait autrefois des câbles coaxiaux
en cuivre, on recourt aujourd‘hui à des solutions à fibre
optique pour garantir une transmission de données efficace et fiable même sur de très courtes distances. Les
conducteurs en cuivre continuent d’être employés pour
les signaux de puissance et de commande. L’organisme
de normalisation SMPTE (Society of Motion Picture and
Television Engineers) a élaboré une norme de connectivité
hybride s’appliquant aux deux médias de transmission.
Cette norme est reconnue dans le monde entier et permet
une compatibilité illimitée de l’interface de sortie hybride
3
79
(contacts cuivre et lentille à fibre optique) dans le camion
de radio-télédiffusion avec tous les types de systèmes de
caméra, unités d‘enregistrement, boîtiers de scène, équipements de sécurité et de transmission TVHD).
Elaborer des normes
La SMPTE est une association internationale spécialisée
dans la technique de cinéma professionnelle et particulièrement dans la technique vidéo, dont le siège est à White
Plains, New York. La SMPTE a été fondée en 1916 (appelée
à cette époque SMPE) dans le but de promouvoir le développement de normes et de standards, la recherche et
les activités scientifiques, la communication et formation
en réseau dans le monde des images animées en rapide
progression. L’association n‘élabore aucune de ces normes,
elle fait office de forum et d‘instance de communication.
Quasiment tous les constructeurs d’équipements vidéo et
film sont membres de cette association. Les accords documentés par la SMPTE ainsi que les normes de l‘Union Internationale des Télécommunication ITU et celles de l’ANSI
(American National Standards Institute) constituent une
base solide pour ce secteur technologique.
Le câblage de puissance et de commande au dos des équipements installés dans le camion de radio-télédiffusion
s‘effectuait jusqu‘ici au moyen de bornes en série. En cas
de panne, le personnel technique devait changer le câblage
manuellement dans le camion de radio-télédiffusion. C‘était
une opération très fastidieuse et marquée par des temps
d‘arrêt prolongés lors des transmissions en direct, notamment sur les systèmes de prise de vue. Les producteurs
ayant commuté sur d’autres caméras, les spectateurs ou
les observateurs ne constataient aucun changement. Néanmoins, le travail en coulisse était énorme. La sensibilité
aux perturbations des équipements limitait fortement la
marge de manoeuvre de la régie.
Les opérations de montage et de démontage fréquentes
liées à l‘utilisation d‘un camion de radio-télédiffusion,
lors de diffusion d‘évènements sportifs ou d‘autres évènements, sollicitent extrêmement l‘ensemble du matériel. La
fonctionnalité doit être garantie, même dans les conditions
météorologiques difficiles (comme la pluie, le froid, la chaleur, la poussière ou la boue).
L’utilisation des nouveaux modules Ethernet Fiberfox FCM,
en combinaison avec les connecteurs de puissance et de
commande PushPull de harting au dos des modules jacks
de 19“, a redéfini l’infrastructure des camions de radiotélédiffusion. Le câblage en cuivre arrière, le montage et
l’installations des modules jacks de 19“ pour le réseau de
signal et de puissance dans le camion de radio-télédiffusion peuvent être désormais assurés par une structure
distribuée dans une topologie en étoile ou en ligne.
Large éventail
Le système Fiberfox offre ici un large éventail de possibilités répondant à tous les besoins : du simple cache de
connecteur aux configurations extrêmement flexibles et
Fig.1 : Module Fiberfox FM Ethernet avec connecteurs de puissance et de commandes HARTING PushPull
80
modulaires. Tandis que les panneaux de 19“ sont principalement destinés aux applications de rack traditionnelles, les composants FCM offrent diverses options : mode
autonome, montage en rack, outlet… tout est pratiquement
réalisable. Les modules peuvent être facilement remplacés
pour répondre aux exigences à court terme, garantissant
un haut niveau de qualité sans temps d‘arrêt prolongés ou
travaux de montage laborieux. L’utilisation des connecteur
duplexes SC FO et la connexion au dos de câbles patch
SC FO harting rendent la solution entièrement compatible
avec tous les systèmes courants. C‘est l’une des raisons
pour lesquelles les modules Ethernet Fiberfox FCM en
combinaison avec les connecteurs harting PushPull en
IP 65 / IP 67 ont les meilleures chances de devenir standard international dans les camions de radio-télédiffusion,
dans les studios et les transmissions en direct. L’utilisation
des connecteurs PushPull offre d‘autres applications multifonctionnelles. Il suffit pour cela de remplacer les inserts
de contact PushPull.
Espace extrêmement réduit
Grâce à leur minceur et compacité, les modules racks de
19“ peuvent être disposés l‘un à côté de l‘autre dans un
espace extrêmement réduit selon le principe modulaire.
De plus, ils offrent d’autres possibilités de rangement et
de répartition. L’enfichage et le pré-confectionnement des
connecteurs PushPull éliminent entièrement les erreurs
de câblage et permettent un câblage système arrière se-
Fig. 2 : Module FCM Ethernet dans le camion de radio-télédiffusion
mobile Top Vision
lon le principe « Plug & Play ». La solution de connecteurs
PushPull répond à toutes les exigences de l’organisme de
normalisation SMPTE concernant le verrouillage sécurisé
sans mécanisme de verrouillage du boîtier, la polarisation
des inserts de contact, la protection IP 65 / IP 67 et les
contacts protégés de l’interface.
Les connecteurs PushPull sont utilisés pour l’alimentation (5 A / 250 V CA) et pour les signaux de commande
(1 A / 48 V CC) dans les modules de transmission Fiberfox FCM. L’époque du câblage manuel et fastidieux sur
le panneau arrière (alimentation, signaux de commande
dans l‘armoire de distribution ou dans le rack 19“) entre
les modules de transmission Fiberfox FCM et d’autres équipements comme les convertisseurs ou les interfaces est
maintenant révolue. C’est une véritable révolution dans le
monde de la technologie de transmission de données média
et de commande.
Jens Grunwald
Area Sales Manager Germany
[email protected]
Fig. 3 : Console de mixage dans le camion de radio-télédiffusion
Top Vision
81
82
Tom Egil Svartsund
Un Han® à l‘opéra
Un nouvel emblème architectural prend forme en plein cœur
d‘Oslo : le nouvel opéra d‘Oslo. Ce sera donc la nouvelle scène
du fameux opéra norvégien, DEN NORSKE OPERA (DNO), en
plein centre d‘Oslo, à Bjørvika. harting fournit des connecteurs industriels Han® et des faisceaux de câbles pour le
système ultramoderne dédié au son et à l‘éclairage.
3
3
83
Le recours aux technologies les plus récentes en matière
d‘énergie solaire fait partie intégrante du concept. Le front
sud du bâtiment, donnant sur le port, est doté d‘une installation photovoltaïque intégrée à la façade, la plus grosse
installation solaire de Norvège avec un rendement annuel
d‘environ 20 600 kWh.
Fig. 1: Scène principale de l‘opéra d‘Oslo
Le nouvel opéra d‘Oslo a un caractère exceptionnel : le bâtiment, la technologie intégrée,
sans oublier l‘intérêt qu‘il suscite auprès du
grand public. Les architectes soumissionnaires pour réaliser ce projet étaient par conséquent nombreux. Le bureau d‘architecte international Snøhetta AS a remporté l‘appel
d‘offres. L‘opéra comprend un total de 1 100
salles sur une surface de 38 500 m2 et assure
un emploi à 600 collaborateurs. Il y aura trois
salles de concert : la grande salle de 1 356 places, la scène deux de 440 places et une salle
de répétition offrant 200 places de plus. Le
budget du projet s‘élève à 3,3 milliards de Couronnes norvégiennes (400 millions d‘Euro). Le
bâtiment a été achevé au changement d‘année
2007/2008, la cérémonie d‘ouverture officielle
est prévue le 12 avril 2008.
Objectif :
Meilleure efficacité d’énergie
La société foncière d‘état STATSBYGG qui réalise les travaux pour le compte du ministère
norvégien de la culture et de l‘église (KKD)
tient à une consommation d‘énergie aussi
faible que possible pour l‘ensemble et participe avec ce projet au programme de l‘Union
Européenne « ECO culture », qui encourage le
recours aux technologies éconergétiques dans
les bâtiments à usage culturel dans toute l‘Europe.
84
Le projet d‘incitation « ECO culture » met également au
banc d‘essai l‘automatisation et le dimensionnement optimal des systèmes techniques. Il vise une réduction massive, comparé aux bâtiments traditionnels, de la consommation globale d‘énergie pour l‘éclairage, la ventilation,
le chauffage et la climatisation. L‘ensemble des mesures
d‘économie d‘énergie dans le cadre de l‘opéra d‘Oslo produit une économie annuelle de 75 kWh/m2, soit environ
25 % de la consommation globale.
Système de sonorisation et d‘éclairage
L‘opéra d‘Oslo disposera de l‘une des scènes les plus modernes du monde, offrant toutes les libertés aux metteurs
en scène et accessoiristes. Cela implique : de nombreuses variantes d‘éclairage, des systèmes ambitieux. Au
total, 12 000 mètres de câbles desservent les scènes.
120 000 mètres de câbles de plus sont utilisés pour les
installations d‘éclairage. Au-dessus de la scène principale,
s‘élève la cage de scène de 35 mètres de hauteur qui autorise les arrangements
scéniques techniques
les plus complexes.
harting fournit, par
l‘intermédiaire des
sociétés Elpag AS, YIT
Building Systems et
Satema, des connecteurs industriels Han®
et des faisceaux de câbles pour le système
d‘éclairage et de sonorisation de l‘opéra.
Les composants sont
en partie prémontés
pour simplifier et
hâter l‘installation.
Cela concerne notamment les unités bâtis
Fig. 2 : Système d‘éclairage
de machine, les inserts à monter dans les
armoires de distribution ainsi que les produits de faisceau de câbles préfabriqués et
les équipements heavy duty pour courant
fort et fortes sollicitations sous conditions
extrêmes en intérieur. Les câbles électriques
(fig. 3) raccordant les installations sophistiquées de projecteurs et la commande d‘éclairage ont été montés aux Pays-Bas.
Le projet est très important car l‘intérêt du
public norvégien est très grand. Pour harting
comme pour les autres entreprises participantes, c‘est une raison suffisante pour donner
le maximum et fournir les meilleures technologies. harting a réussi à s‘imposer face à la
concurrence grâce à ses nombreuses années
d‘expérience dans le domaine de la connectique appliqué aux systèmes de sonorisation et d‘éclairage.
La coopération avec les entreprises participantes, avec lesquelles avaient parfois déjà été réalisés d‘autres projets par
le passé, fut également une très bonne expérience.
Les partenaires
Elpag AS, fournisseur de systèmes de sonorisation et
d‘éclairage, est spécialisé, depuis 1946, dans l‘équipement
et les services pour les domaines de l‘éclairage, des studios
et de la scène. Théâtres, collectivités territoriales, fondations culturelles et sociétés privées comptent au nombre de
ses clients. L‘entreprise norvégienne a des activités de gestion de concept et gestion de projet et réalise également le
montage. Au cours des cinquante dernières années, Elpag
s‘est chargée de plus de 900 installations sur le marché des
studios et de la scène. DEN NORSKE OPERA reste toutefois
le projet le plus grand mais aussi le plus prestigieux auquel
a participé Elpag au cours de ces dernières années.
La société YIT est leader sur le marché norvégien des installations techniques intérieures. YIT offre des solutions
complètes pour toutes les installations techniques, telles
que l‘électricité, l‘eau ou la ventilation. Les deux entreprises ont apprécié l‘efficacité de leur collaboration avec
harting, soulignant les avantages d‘un fournisseur polyvalent.
Fig. 3 : Câblage fourni par la société Elpag AS
La contribution de harting
harting est un grand nom dans l‘industrie de la sonorisation et de l‘éclairage, à la hauteur de sa réputation, déclare
Per Sjømoen d‘Elpag AS. « Le choix du meilleur partenaire
n‘a donc pas été difficile. Nous sommes convaincus par la
qualité et le service. harting a fait preuve de fléxibilité
durant la phase d‘implantation. La possibilité de mettre
en œuvre des boîtiers de couleur noire était inédite, de
notre point de vue, et a été très appréciée par notre client
», ajoute Per Sjømoen : « Dans l‘industrie de la sonorisation
et de l‘éclairage, le noir connaît un engouement absolu.»
Le responsable de l‘installation chez YIT Building Systems,
Erik Norderud, fait remarquer l‘avantage décisif des leviers de verrouillage de bonne qualité, rapides à monter
et facilement remplaçables en cas d‘urgence. Les installations d‘éclairage se trouvent souvent hors de portée et
les éléments de connexion ne sont pas toujours manipulés
avec le plus grand soin. Le design et la commodité d‘entretien des produits harting sont en effet des avantages
considérables.
Tom Egil Svartsund
Product Manager Cabling, Norway
[email protected]
85
tec.News 16: salons
Participation HARTING aux
salons professionnels 2008
21.04. – 25.04.08
24.04.08
07.05. – 11.05.08
12.05. – 15.05.08
13.05. – 17.05.08
20.05. – 22.05.08
20.05. – 23.05.08
26.05. – 29.05.08
16.06. – 19.06.08
17.06. – 20.06.08
28.06. – 30.06.08
09.09. – 13.09.08
12.09. – 16.09.08
15.09. – 19.09.08
16.09. – 18.09.08
22.09. – 25.09.08
23.09. – 26.09.08
24.09. – 26.09.08
24.09. – 27.09.08
25.09. – 28.09.08
30.09. – 03.10.08
01.10. – 03.10.08
01.10. – 03.10.08
07.10. – 10.10.08
14.10. – 15.10.08
14.10. – 17.10.08
21.10. – 23.10.08
28.10. – 01.11.08
11.11. – 14.11.08
13.11. – 18.11.08
25.11. – 27.11.08
02.12. – 05.12.08
86
Allemagne, Hanovre, Hannover Messe 2008
Belgique, Antwerpen, VIK Industrial Automation Days
Malaisie, Kuala Lumpur, MTA 2008
Angleterre, Birmingham, IFSEC 2008
Brésil, São Paulo / SP, Feira da Mecânica
Italie, Torino, ExpoFerroviaria
Slovaquie, Nitra, MSV Nitra
Norvège, Lillestrøm, Eliaden 2008
Amérique du Nord, Las Vegas, NV, NXTcomm
Singapoure, Singapoure, Communic Asia 2008
Chine, Beijing, Wind Power Asia
Allemagne, Husum, Wind Trade Fair in Husum
Les Pays Bas, Amsterdam, IBC 2008
République Tchèque, Brno, MSV Brno
Suisse, Zürich, Focus Technologie Forum
Allemagne, Stuttgart, Motek 2008
Allemagne, Berlin, innotrans 2008
Espagne, Zaragoza, PowerExpo
Brésil, Curitiba / PR, EXPOMAC
Indes, Mumbai, Automation 2008
Les Pays Bas, Utrecht, Aandrijftechniek
Finlande, Jyväskylä, Tekniikka 2008
Russie, Moscou, PTA 2008
Autriche, Linz, VIENNATEC
Belgique, Bruxelles, MOCON
Slovaquie, Trenčín, ELOSYS
Amérique du Nord, Santa Clara, CA, AdvancedTCA 2008
Espagne, Madrid, Matelec
Allemagne, München, electronica
Espagne, Madrid, Rail Forum
Allemagne, Nuremberg, SPS/IPC/Drives
Russie, Moscou, Electricheskiye seti Rossii
87
Allemagne
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Postfach 2451 · D-32381 Minden
Simeonscarré 1 · D-32427 Minden
Phone +49 571 8896-0, Fax +49 571 8896-282
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com
Allemagne – Siège
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Blankenauer Straße 99, D-09113 Chemnitz
Phone +49 0371 429211, Fax +49 0371 429222
Angleterre
HARTING Ltd.
Caswell Road, Brackmills Industrial Estate
GB-Northampton, NN4 7PW
Phone +441604/766686, 827500
Fax +441604/706777
Internet: www.HARTING.co.uk
Autriche
HARTING Ges. m. b. H.
Deutschstraße 19, A-1230 Wien
Phone +431/6162121, Fax +431/6162121-21
Belgique
HARTING N.V./S.A.
Z.3 Doornveld 23, B-1731 Zellik
Phone +322/4660190, Fax +322/4667855
Brésil
HARTING Ltda.
Av. Dr. Lino de Moraes, Pq. Jabaquara, 255
CEP 04360-001 - São Paulo - SP - Brazil
Phone +5511/5035-0073, Fax +5511/5034-4743
Internet: www.HARTING.com.br
Chine
Zhuhai HARTING Limited, Shanghai Branch
Room 5403, 300 Huaihai Zhong Road
Hong Kong New World Tower, Luwan District, P.R.C
Shanghai 200021, China
Phone +86 21 - 63 86 22 00, Fax +86 21 - 63 86 86 36
Internet: www.HARTING.com.cn
Corée
HARTING Korea Limited
#308 Leaders Bldg., 342-1, Yatap-dong, Bundang-gu
Sungnam-City, Kyunggi-do, 463-828, Korea
Phone +82-31-781-4615, Fax +82-31-781-4616
Espagne
HARTING Iberia S.A.
Avda. Josep Tarradellas 20-30 4º 6ª, 08029 Barcelona
Phone +34 933 638 475, Fax +34 934 199 585
Etats-Unis
HARTING Inc. of North America
1370 Bowes Road, Elgin, Illinois 60123
Phone +1 (877) 741-1500 (toll free)
Fax +1 (866) 278-0307 (Inside Sales)
Fax +1 (847) 717-9430 (Sales and Marketing)
Internet: www.HARTING-USA.com
Finlande
HARTING Oy
Teknobulevardi 3-5, PL 35, FI-01530 Vantaa
Phone +358 9 350 873 00, Fax +358 9 350 873 20
France
Pays Bas
HARTING B.V.
Larenweg 44, NL-5234 KA ‚s-Hertogenbosch
Postbus 3526, NL-5203 DM ‚s-Hertogenbosch
Phone +3173/6410404, Fax +3173/6440699
Pologne
HARTING Polska Sp. z o. o.
ul. Kamieńskiego 201-219, 51-126 Wrocław
Phone +48 71-352 81 71, Phone +48 71-352 81 74
Fax +48 71-320 74 44
Internet : www.HARTING.pl
Portugal
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181 avenue des Nations, Paris Nord 2
BP 66058 Tremblay en France
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
Phone +33149383400, Fax +33148632306
HARTING Iberia, S. A.
Avda. Josep Tarradellas, 20-30, 4º 6ª,
08029 Barcelona (Spain)
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Mlýnská 2, 16000 Praha 6
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3512 Metroplaza Tower 1, 223 Hing Fong Road
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Internet: www.HARTING.com.hk
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1119 Budapest, Fehérvári út 89-95, II. emelet 217/A.
Phone +36-1-205 3464, Fax +36-1-205 3465
Internet: www.HARTING.hu
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No. 156 Poonamallee High Road,
Kilpauk, Chennai 600 010, Tamil Nadu, Chennai
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Internet: www.HARTING.com
Italie
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Via Dell‘ Industria 7, I-20090 Vimodrone (Milano),
Phone +3902/250801, Fax +3902/2650597
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1-7-9, Shin-Yokohama, Kohoku-ku, Yokohama
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