Lesindustrielset leur instrumentation de process

 Sondage I N S T R U M E N T A T I O N
■ Près de 200 responsables d’ins-
trumentation nous ont parlé de
leurs capteurs. Ils en sont pour la
plupart plutôt satisfaits et en changent peu. Même s’ils se disent tous
intéressés par les évolutions techniques, ils ne changent pas de technologies tant qu’ils ne sont pas sûrs
que cela leur rapportera un gain en
terme de qualité, de productivité,
de sécurité ou de maintenance. " Il
faut que l’installation le justifie ",
comme ils disent.
SOMMAIRE
33- Un parc installé
peu homogène
39 - Les bus de terrain…
41- Pannes et incidents : assez rares
42 - Améliorations souhaitées :
plus de fiabilité
et d’interopérabilité
D E
P R O C E S S
Lesindustrielset
leur instrumentation
de process
ans ce large panorama que nous offre ce sondage, la diversité des technologies et des principes de mesure
reste de mise. Pas pour le plaisir mais parce qu’elle
est représentative de la diversité des applications
industrielles. Chaque principe de mesure a ses
propres champs d'application avec ses avantages
et ses inconvénients. C’est ainsi que malgré les performances d’un système à radar, la mesure de niveau
par flotteur garde ses atouts. C’est ainsi que le débitmètre à effet Coriolis largement répandu en chimie
n’est pas présent dans les stations de traitement
d’eau.
uant aux changements, aux évolutions, la prudence des industriels se confirme. Les raisons
ne sont pas le manque de curiosité ou le poids des
habitudes, mais les contraintes… économiques.
D
Q
Aujourd'hui, l’industriel n’a qu’un seul objectif : produire au moindre coût selon des spécifications très
précises. Il ne peut se permettre de servir de plateforme de test. Une technologie nouvelle en matière de mesure industrielle ne peut s'imposer que si
elle répond à des objectifs précis de diminution des
coûts d'exploitation ou d'augmentation des performances (qualité, sécurité, environnement, disponibilité, ...).
uant aux bus de terrain, malgré leur intérêt tant
sur le plan technique qu'économique, il ne faut
pas oublier qu'ils remettent en question les
méthodes de travail à tous les niveaux dans l'entreprise (conception, maintenance, exploitation, ...).
Ceci constitue un frein à leur diffusion. Mais les
contraintes économiques ont ici aussi leur mot à
dire.
Q
43 - La notoriété des fabricants
44 - La gestion de parc
des instruments
Vega
Sondage exclusif Mesures - Emsis
Ce dossier à été réalisé par Marie-Pierre Vivarat- Perrin
32
MESURES 744 - AVRIL 2002
I N S T R U M E N T A T I O N
Notre échantillon
N
otre étude a été réalisée par la société
d’enquête indépendante, Emsis. 193
personnes ont été interrogées, dont 92 dans
le secteur de la “chimie”, 41 dans le secteur
“agroalimentaire”, 20 dans le secteur “pétrole
et gaz”, 20 dans le secteur “électricité” et 20
dans le secteur “eau”.
L’enquête a été effectuée entre le 7 janvier
2002 et le 8 mars 2002. La majorité des
réponses ont été obtenues par téléphone.
Quelques questions (se prêtant mal à une
réponse spontanée) portant notamment sur
la répartition des technologies pour les
mesures de débit ou de niveau ont été
posées par écrit (envoi par courrier électronique ou postal).
■ 118 personnes ont répondu à ce questionnaire par écrit.
Les personnes interrogées sont celles qui
sont en charge de l’instrumentation de process : responsables “instrumentation“ ou
“métrologie“
■ 22,8 %, responsables “maintenance“ 21,2 %,
responsables des services “électricité“ ou “automatismes“ 9,8 %, directeurs ou responsables
techniques 9,3 %, responsables des travaux
neufs ou méthodes 7,8 %…
■ 82 % des entreprises sont Iso 9002.
■ Les choix techniques se prennent principalement en local sur site (68,9 %).
C’est également vrai pour le choix des fournisseurs (66,8 %).
Sondage D E
P R O C E S S
1-Un parc installé
peu homogène
La température et la pression, loin devant
Répartition du parc de capteurs en fonction de la grandeur mesurée
B
ien sûr, à première
vue le sondage donne la température gagnante. Avec 36,7 %, elle paraît
Pression
Débit
la grandeur la plus sur23,4 %
15,7 %
veillée. A priori seulement.
Car les défenseurs de la
Niveau
pression pourront revendi15,3 %
Température
quer la première place
36,7 %
pour leur grandeur fétiche
Mesures physico-chimiques 2,5 %
en arguant que la pression
Analyses chimiques 0,8 %
sert aussi dans les mesures
Masse 0,7 %
Autres 4,9 %
de débit et de niveau. De
fait, la pression intervient
dans plus de 60 % des
187 personnes ont répondu
mesures de débit et 30 %
des mesures de niveau.
Quant aux autres mesures, chimiques, physico-chimiques, elles sont un peu en retrait. Petits arbres
masqués par une immense forêt. Elles représentent quand même un nombre moyen de 130 points
de mesures par site. ■
Sources d’informations techniques
Question posée : Comment êtes-vous informé des évolutions technologiques dans le domaine de l’instrumentation de process ? Source d’information citée spontanément en premier.
Les fabricants
49,2 %
La presse professionnelle
38,3 %
Les collègues
■ 2009, c’est le nombre moyen de capteurs
installés sur chaque site. Le record revient au
secteur “pétrole et gaz“ 6 097 capteurs. Les
secteurs “eau“ 360 capteurs, “agroalimentaire“ 570 capteurs viennent loin derrière. Il faut
bien sûr prendre ces chiffres uniquement à titre
indicatif et ne pas vouloir y voir un niveau
d’automatisation plus ou moins poussé. Les
besoins en instrumentation varient en effet
beaucoup d’un process à l’autre et la taille des
sites varie beaucoup en fonction des secteurs.
MESURES 744 - AVRIL 2002
Les salons et colloques
Autres
6,2 %
5,2 %
1,2 %
192 personnes ont répondu
V
ive les traditions ! Internet attendra. Cette source d’information n’a été citée qu’en
2ème position (2,1 %) et en 3ème position (1%). Un point rassurant : une seule personne
interrogée a prétendu ne pas être intéressée par les évolutions technologiques. ■
33
Sondage I N S T R U M E N T A T I O N
D E
P R O C E S S
Mesures de température
Qui utilise quoi
Répartition du parc par technologie
Type de capteur Pourcentage d’entreprises utilisatrices
Sonde à résistance
97,9 %
Sondes
à résistance
83,1 %
Thermocouple
Pyromètre infrarouge
56,8 %
Thermocouples
41,5 %
30,7 %
28,6 %
Thermistance
0,5 %
Autres
réponses de 188 sites
1%
Thermistances
0,2 %
Sondes à infrarouge
Déterminée sur l’ensemble des capteurs recensés dans 118 établissements
Chimie
Pétrole et Gaz
Industries
alimentaires
Electricité
Eau
Thermocouples
11,7 %
Sondes
à résistance
63,9 %
Sondes à résistance
92,8 %
Thermocouples
Sondes
à résistance
29,6%
Thermocouples
79,9 %
51,9 %
Autres
1,8 %
6,5 %
Autres
52 réponses
Thermocouples
45,4 %
27 réponses
Thermocouple
5,4 %
Autres
2,7 %
11 réponses
Sondes à
résistance
56,5 %
Sondes à résistance
18,3 %
12 réponses
Autres
31,8 %
Autres
1,8 %
11 réponses
Point de vue
Alain Chaix
Directeur Commercial à
l'Institut de Régulation et
d'Automation (organisme de formation
continue)
epuis longtemps déjà, les principes physiques
qui régissent les systèmes de mesure sont
pratiquement immuables. Seules les technologies
qui les exploitent changent et évoluent. On aurait
pu ainsi penser que ces principes tendent à se
banaliser ou à s’uniformiser. Pas du tout ! Chacun
répond à des contraintes propres à certains types
d’industries. Ces exigences d'ordre économique,
liées aux caractéristiques physico-chimiques des
D
MESURES 744 - AVRIL 2002
matières manipulées ou à la sécurité, jouent un
rôle déterminant sur les choix des principes de
mesures. Elles impliquent aussi un choix réfléchi
sur les performances des appareils de mesure
(métrologie, fiabilité, maintenance, ...). Il est donc
crucial que les techniciens et les ingénieurs, qu'ils
travaillent dans un service maintenance, à l'exploitation ou encore dans un bureau d'étude,
connaissent les principes fondamentaux de physique à partir desquels ils pourront construire
leurs compétences techniques. Comment peuton faire le choix d'une technique de mesure, si
l'on ne connaît pas les principes physiques sur
lesquels elle se base, et si l'on ignore les grandeurs qui influent sur la mesure ? Comment peuton établir un diagnostic lors d'une opération de
maintenance sur une chaîne de mesure, si l'on ne
connaît pas les principes physiques qui régissent
la mesure en interaction avec l'ensembles des
paramètres du procédé de fabrication ? Pour
toutes ces raisons, les principes physiques doivent
continuer à rester un centre de préoccupation
chez tous les techniciens et tous les ingénieurs
concernés par les systèmes de mesure industriels.
Ainsi, ils seront suffisamment armés pour résister
à la surenchère technologique et faire leurs choix
en toute sérénité.
Une bonne instrumentation est une instrumentation qui répond au juste besoin du système de production : qu’elle soit la plus fiable possible, qu’elle
réponde à des standards, qu’elle soit conforme à la
réglementation et qu’elle offre des facilités de maintenance. Et surtout pas de “sur qualité”. ■
35
Sondage I N S T R U M E N T A T I O N
D E
P R O C E S S
Mesures de débit
Répartition du parc par technologie
Qui utilise quoi
Type de débitmètre
Pourcentage d’entreprises utilisatrices
électromagnétiques
79,3 %
Organe déprimogène
74,5 %
à organe déprimogène
Coriolis
61,3 %
64,9 %
8,8%
6,2%
Coriolis
Vortex
4,9%
14,7 %
Turbines ou hélice
électromagnétiques
2,6 % 0,8 %
Ultrasons
Thermiques
0,7 %
Autres
59,6 %
Vortex
57,4 %
à turbine ou à hélice
54,8 %
à ultrasons
26,7 %
thermiques
Déterminée sur l’ensemble des capteurs recensés dans 115 établissements
réponses de 187 sites
Industries
alimentaires
Chimie
Organe déprimogène
Électromagnétiques
53,9 %
76,9 %
Electricité
1,2 %
Ultrasons
27 réponses
Point de vue
5,8 %
Coriolis
3,6 %
Autres
2,1%
vortex
1,6 %
électromagnétiques
1,8 %
Ultrasons
11 réponses
Organe
déprimogène
35,9 %
11,6 %
Ultrasons
9,5 %
Autres
Coriolis 0 %
vortex 0 %
5,2 %
Autres
11 réponses
12 réponses
Les choix des technologies de capteurs
Ils ont déjà fait les sauts technologiques…
Mesures. Comment expliquez-vous l’absence de Coriolis
dans le secteur de l’eau ?
J. Yvert.L’eau n’est pas la cible du débitmètre à effet
Coriolis. Des débits trop élevés, des diamètres de
canalisation trop grosses, un prix trop important,
l’absence de nécessité de mesurer un débit massique
ou une densité. Non, pour l’eau, le Coriolis n’apporte
pas de valeur ajoutée.
Il semble qu'en matière de principe de mesure, la
plupart des sites soit équipé des technologies les
plus récentes (bien sûr, tout est relatif).
36
47,3 %
1,9 %
Coriolis
1,9 %
vortex
3,2 %
électromagnétiques
6,8 %
Ultrasons
Jean Yvert, responsable des produits Micro Motion
(Emerson Process Management)
Mesures.LeCoriolispeut-ilprendreencoredespartsdemarché?
J. Yvert. Nous estimons sa progression entre 10 et
15 % par an. Nous avons déjà éliminé du marché les
compteurs volumétriques à engrenage. Nous pouvons encore prendre des parts sur les débitmètres à
organe déprimogène. Mais avec la durée de vie des
appareils, cette progression ne peut être que lente.
électro
magnétiques
76,7 %
82,7 %
8,9 %
Coriolis
2,9 %
Autres
Eau
Organe déprimogène
Organe déprimogène
1,2%
vortex
11,3 %
Organe
déprimogène
9,9 %
9,1%
Coriolis
vortex
14,9 %
électromagnétiques
2,2 % 10 %
Ultrasons
Autres
52 réponses
Pétrole et Gaz
Pour les mesures de débit :
79,3 % utilisent des débitmètres électromagnétiques,
65 % des débitmètres Coriolis et 55 % des débitmètres à
ultrasons (base 187 réponses)
Le Coriolis est plus réputé dans le secteur "chimie" (84,4 %
des industriels en utilisent) mais il est complètement absent
du secteur "eau" (0 %). A contrario, les débitmètres à ultrasons sont plus répandus dans le secteur "eau" (85 % des
industriels en utilisent) contre 54,4 % dans le secteur "chimie"
et 37,8 % dans le secteur "agroalimentaire" (nombre de
réponses : 188)
Pour les mesures de niveau :
82,4 % des industriels utilisent des capteurs à ultrasons et
62,6 % des capteurs radar. Au total donc, presque 90 % ont intégré une technologie sans contact (nombre de réponses : 187).
La prédominance de l'ultrason par rapport au radar est générale dans tous les secteurs. Il fait même l'unanimité dans le
secteur "eau" (100 %) contre 30 % pour le radar.
Ceci étant, les mesures plus traditionnelles restent également très répandues : capteurs à pression (90,4 %), capteurs capacitifs (69,5 %) et capteurs mécaniques (85,6 %)
…mais ils restent conservateurs
Ils ne changent pas de technologies si facilement que ça
82 % qui n'utilisent pas de débitmètres à ultrasons n'envisagent pas d'en utiliser (nombre de réponses : 77)
79,7 % qui n'utilisent pas de débitmètres Coriolis n'envisagent pas d'en utiliser (nombre de réponses : 59)
Il y a sans doute une certaine prudence face aux nouvelles
technologies. A cela s’ajoute le fait que lorsqu’une techno-
MESURES 744 - AVRIL 2002
I N S T R U M E N T A T I O N
Sondage
D E
P R O C E S S
Mesures de niveau
Qui utilise quoi
Type de capteur
Répartition du parc par technologie
Pourcentage d’entreprises utilisatrices
par pression
7,8 %
Capacitifs
90,4 %
82,4 %
ultrasons
radar
62,6 %
Pression
30%
69,5 %
capacitifs
2,2 %
Autres
Déterminée sur l’ensemble des capteurs recensés dans 116 établissements
réponses de 187 sites
Chimie
41,4 %
8
Ra,d8 %
ar 9,8 %
Ultrasons
85,6 %
mécaniques
Mécaniques
Industries
alimentaires
Eau
Electricité
Pétrole et Gaz
7,4 %
Capacitifs
Capacitifs
4,5 %
Pression
Pression
27,7 %
Mécaniques
54,1 %
42,3 %
1
Ra0d %
ar 11,9 %
Ultrasons
0,7 %
Autres
52 réponses
Mécaniques
27 réponses
Radar
7,4 %
11 réponses
55,4 %
59,3 %
0,8 %
Radar
10,7 %
Autres
2,3 %
Ultrasons
3,1 %
Radar
12 réponses
Capacitifs
0,7 %
Mécaniques
16,1 %
Pression
26 %
Pression
26,6 %
Radar
6,8 %
Pression
Mécaniques
48,5 %
Capacitifs
24,3 %
9%
Mécaniques
0,9 %
Autres
4,9 %
Ultrasons
Capacitifs
5,1 %
2,5%
Autres
4%
Ultrasons
20,7 %
Ultrasons
6,3 %
Autres
11 réponses
Point de vue
logie en place donne satisfaction, il n’y a pas de raison de le
remettre en cause
Quand ils en changent, ce n'est pas pour remplacer
d'autres technologies
➜ 52 % qui utilisent ou envisagent d'utiliser des débitmètres
à ultrasons, le font dans un but de réaliser de nouvelles
mesures et non pour remplacer d'autres technologies sur
des points de mesure existants (seulement 15, 7 %). 11,8 %
envisagent soit l'un soit l'autre. Autres réponses ou "ne se
prononce pas" : 20,5 % (nombre de réponses : 102)
Quelques commentaires des personnes interrogées :
« Les débitmètres à ultrasons me sont imposés. Je ne les aime pas
sauf à refaire la moitié de l'usine » (un industriel du secteur de l'eau)
« On nous avait mis en garde contre les débitmètres à ultrasons. Mais ça marche très bien, alors… » (un industriel du
secteur de la chimie)
« Nous utilisons des débitmètres à ultrasons portatifs pour des
mesures ponctuelles »(un industriel du secteur de la chimie)
« Ils servent plutôt pour la maintenance ou la qualification que
MESURES 744 - AVRIL 2002
pour les mesures sur site » (un industriel du secteur de la chimie)
« L'utilisation des débitmètres à ultrasons, c'était accidentel » (un industriel du secteur de l'agro-alimentaire)
➜ 53,7 %qui utilisent ou envisagent d'utiliser des débitmètres
Coriolis, le font dans un but de réaliser de nouvelles mesures et
non pour remplacer d'autres technologies sur des points de
mesure existants (seulement 18,7 %). 12,2 % envisage nt soit l'un
soit l'autre. Autres réponses ou "ne se prononce pas" : 14,6 %
(nombre de réponses : 123)
Quelques commentaires des personnes interrogées :
« Ils sont installés depuis longtemps et comme ça marche, ils restent »
« Ils ont été posés dès l'installation »
« Ils sont intéressants car ils permettent de mesurer aussi la densité »
« Ils permettent de faire des mesures de débits massiques sur des produits à densité variable » (un industriel du secteur de la chimie).
Guy Deiber, directeur commercial – Vega
Mesures. N’êtes-vous par surpris par la part importante de
systèmes radar ?
Guy Deiber.Dès que l’on travaille dans une atmosphère qui
n’est pas de l’air, comme c’est souvent le cas en chimie, pétrochimie ou dans le secteur du gaz, la prédominance technologique du radar par rapport à l’ultrasons est évidente.
En revanche, le radar n’apporte rien de plus dans le secteur de l’eau où là, on le voit bien, le parc installé de capteurs à ultrasons est très important.
Mesures.Il ya aussi l’impact des baisses de prix…
Guy Deiber. Je refuse de parler de systèmes radar bas
de gamme. L’évolution des composants HF nous permet aujourd’hui de proposer des appareils radar à
moins de 10 kF. Mais il faut savoir que ce produit est
bien plus performant qu’un appareil proposé à 30 kF il y
a 15 ans. Par ailleurs, l’ultrason reste plus intéressant
puisque l’on peut en trouver à moins de 5 kF.
37
Sondage I N S T R U M E N T A T I O N
Évolution du parc
Remplacement de capteurs
Question posée : Avez-vous remplacé des capteurs sur vos installations
en 2001 ?
Taux de remplacement
NON
OUI
16,8%
68,1 %
n’ont pas
répondu
15,1 %
119 réponses
Température
2,5 %
Pression
3%
Débit
3%
Niveau
3%
Total
2,8 %
Ces chiffres, obtenus à partir d’un parc de 153 154 capteurs, doivent être lus avec prudence. Ils ne portent en effet que sur les sites ayant déclaré avoir remplacé des capteurs.
Augmentation du parc
Question posée : A périmètre constant, c’est à dire sans tenir compte des
extensions éventuelles de vos installations, comment le nombre de vos
points de mesure a-t-il évolué en 2001 ?
Augmentation
42 %
Stabilité
46 %
119 réponses
ne sait
pas
10,9 %
Diminution
0,9 %
Taux de remplacement
Température
3,9 %
Pression
2,9 %
Débit
2,5 %
Niveau
4%
Total
3,3 %
Ces chiffres, obtenus à partir d’un parc de 54 704 capteurs doivent être lus avec prudence. Ils ne portent en effet que sur les sites ayant déclaré avoir augmenté leur parc.
E
n 2001, l’augmentation du parc installé, à périmètre égal, se serait
élevé à 1,5 %, toutes grandeurs confondues. Cela peut ne pas
paraître beaucoup, mais quand on parle en centaines de milliers de
capteurs installés, ce n’est pas non plus tout à fait négligeable.
Quant à la supression de capteurs, sur les 119 sites interrogés, au total
seulement 30 capteurs auraient été supprimés. ■
38
MESURES 744 - AVRIL 2002
I N S T R U M E N T A T I O N
Sondage
D E
P R O C E S S
2 - Les bus de terrain
Point de vue
Fabien Hantzer,
Types de transmetteurs utilisés
Question posée : Quels types de transmetteurs avez-vous ?
4-20mA classiques
98,5 %
84,5 %
4-20mA programmables
4-20mA avec protocole Hart
67,9 %
35,7 %
avec bus de terrain
193 sites ont répondu à cette question
Répartition du parc de transmetteurs
4-20mA classiques
4-20mA programmables
50,4 %
13,2 %
4-20mA avec protocole Hart
avec bus de terrain
36,3 %
8,7 %
(déterminée sur l’ensemble des capteurs recensés dans 119 établissements, réponses multiples)
193 sites ont répondu à cette question
Les fonctions de paramétrage et de diagnostic
Parmi les 67,9 % de sites dotés de transmetteurs Hart :
49,3 % n'utilisent pas les fonctions de paramétrage à distance
☛ parmi lesquels, 65 % ne pensent pas les utiliser prochainement
48,6 % n'utilisent pas les fonctions de diagnostic à distance
parmi lesquels, 50 % ne pensent pas les utiliser prochainement
☛
50,7 % utilisent les fonctions de paramétrage à distance
parmi lesquels, 3 % les utilisent pour tous leurs transmetteurs Hart
☛
51,4 % utilisent les fonctions de diagnostic à distance
parmi lesquels, 7,9 % les utilisent pour tous leurs transmetteurs Hart
☛
A
utrement dit, les fonctionnalités qu'offrent les technologies numériques, en particulier le protocole Hart, sont loin d'être exploitées au maximum. Tous les industriels ne les utilisent pas, loin
s'en faut, et lorsqu'ils les utilisent, ce n'est que très très rarement sur l'ensemble de leur parc. Il semble
que les fonctions de diagnostic suscitent un intérêt un peu plus grand que celui des fonctions de paramétrage à distance. Il faut dire que ces dernières sont utiles surtout à l'installation (donc une seule
fois), ou éventuellement lors d’un changement de fabrication tandis que le diagnostic continu des
équipements peut entrer dans une surveillance permanente de l'exploitation, pour la mise en place d'une maintenance prédictive (un sujet actuel de réflexion des industriels). ■
MESURES 744 - AVRIL 2002
Responsable
" communication
numérique "
Endress + Hauser
■ Mesures. Que répondez-vous à ceux qui
argumentent que le bus de terrain n’est pas
justifié pour leur installation ?
F. Hantzer : Dans le cas d'installation
petites ou faiblement automatisées, la
remarque est justifiée. Dans l'état actuel, le
bus de terrain s'adresse plutôt aux utilisateurs disposant d'un parc d'instruments
d'une certaine importance.
L'argument "économie de câblage” a été
massivement utilisé pour la promotion du
bus de terrain. Or ce n'est ni son seul avantage, ni même le plus important. Sur des
installations compactes, cet aspect devient
marginal.
■ Mesures. Malgré les réticences, pensez-vous que le bus de terrain s’imposera
dans les années à venir ?
F. Hantzer : D’ici à la fin de la prochaine
décennie, une part significative de l'instrumentation des sites industriels importants sera sur bus de terrain. La question
est de savoir à quelle échéance il existera
une alternative pour remplacer le 4-20 mA
dans les applications simples par
exemple, lorsqu'on souhaite simplement
ramener un niveau sur un indicateur de
tableau et un contacteur à seuil. Le bus
de terrain est pour l'instant trop lourd
pour répondre à cette problématique
mais on peut imaginer que des profils de
communication adaptés voient le jour et
que la réduction des coûts par le volume
rende ce type d'application possible.
■ Mesures. Y-a-t-il de la place pour plusieurs bus ?
F. Hantzer : Pour beaucoup d'utilisateurs,
deux bus normalisés, c'est déjà un de trop.
Bien qu'on présente Profibus PA et FF-H1
comme concurrents, ces deux bus vont
chacun progresser, essentiellement sur
leurs marchés et bien qu'il y ait des
domaines de recouvrement, on trouvera
Profibus PA plutôt dans un environnement
API (automates) et FF-H1 plutôt dans un
environnement SNCC (systèmes numériques de contrôle-commande).
39
Sondage I N S T R U M E N T A T I O N
D E
P R O C E S S
L’impact des différents bus de terrain…
Question posée : Quelle est la technologie de votre instrumentation avec bus de terrain ?
O
n savait que très peu d'industriels avaient déjà fait
le pas vers des réseaux de communication tout
Profibus PA
numérique
de la salle de contrôle jusqu'aux capteurs. On
58 %
en a ici la confirmation. Malgré tout, plus d'un site sur
20,3 %
Modbus
trois a quand même quelques transmetteurs "bus de terrain". Ceux-ci représentent alors en moyenne 12,6 % de
l'ensemble des transmetteurs. La présence de Modbus
Fieldbus Foundation
8,7 %
(et surtout son taux élevé) appelle a un commentaire.
Modbus n’est pas un réseau de terrain de capteurs mais
2,8 %
WorldFip
plutôt un réseau pour le déport d’entrées/sorties et d’instruments de terrain (régulateurs, indicateurs, enregisNe sait pas
13 %
treurs, etc.). Dans l’esprit des industriels, en raccordant
un capteur 4-20 mA classique sur un module Modbus
5,8 %
Autres (bus propriétaires)
local, on fait un premier pas vers le bus de terrain...
Quant à WorldFIP, sa présence est également curieuse
69 personnes ont répondu, réponses multiples
car il n’existe pas de capteurs compatibles avec ce bus
de terrain. Par contre, il existe des interfaces permettant de raccorder un capteur classique directement sur
WorldFIP.
La percée des bus est donc réelle mais encore timide.Pour plus de 60 % de ces sites, les transmetteurs de bus de terrain représentent moins de 5
% du parc de transmetteurs. Ceci prouve bien que ces industriels font des essais pilotes sur quelques boucles, pour voir si ça marche. Avant de
faire le grand saut ? A en croire la suite, ce n'est pas encore sûr…
L’avenir des bus de terrain
Question posée : Pensez-vous venir à
cette technologie à court ou moyen
terme ?
Question posée :Ceux qui ont répondu “non“, à la question précédente : pour quelles raisons ?
L
Non
50,4 %
22,6 %
Oui, mais Ł
pendant
plus de Ł
deux ans
Ne sait pas
16,5 %
7%
Oui, d’ici deux ans
3,5 %
Oui, d’ici un an
115 personnes ont répondu,
40
Les raisons de ne pas utiliser un bus de terrain
'argument "l'instalL’installation ne justifie pas le recours à ce type de technologie
49,1 %
lation ne justifie pas
le recours à ce type de
Les performances de cette technologie sont encore insuffisantes
5,3 %
technologie" retenu
Réticence sur l’interopérabilité
7%
majoritairement semble
tomber comme un couTrop cher
22,8 %
peret définitif en défaPas de projet de réalisation en vue
29,8 %
veur de l'implantation
d'une technologie bus
Ne connaît pas bien
3,5 %
de terrain. Il faut dire
Autres raisons
5,3 %
aussi que dans les process continus, il y a rela- 58 personnes ont répondu
tivement peu de nouvelles installations. Il y a certes des rénovations mais celles-ci vont rarement jusqu’à remettre en
cause le câblage des capteurs et actionneurs, pour des raisons de coût essentiellement... Les arguments qui touchent à d'éventuelles évolutions de la technologie, comme les progrès sur les performances, l'interopérabilité ou même le prix ne sont pas cités en priorité.
MESURES 744 - AVRIL 2002
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P R O C E S S
3 - Pannes et incidents : assez rares
A l’installation…
Quand ?
Question posée : Globalement, à quel
moment de la vie du capteur diriezvous que se produisent le plus de
pannes ou d'incidents ?
Question posée :Lors de l’installation des
capteurs sur vos lignes de fabrication,
diriez-vous que les pannes ou les
incidentssont ?
Question posée : Quels sont les types
de dysfonctionnements les plus fréquemment
rencontrés à l’installation ?
L
es utilisateurs sont globalement
satisfaits de leur instrumentation.
Une forte majorité estime que les
pannes et incidents sont assez rares,
voire exceptionnels.
Problème de câblage
Plutôt en
cours d’utilisation
Assez rares
63,7 %
67,2 %
Exceptionnels
32,1 %
36,1 %
Erreurs de configuration
35 %
Défauts de l’équipement
32,8 %
Erreurs de montage
Plutôt à
leur
installation
24 %
Fréquents ou
assez fréquents
4,2 %
Ne peuvent dire
8,9 %
Autres causes
192 personnes ont répondu
16,4 %
12,6 %
183 personnes ont répondu, réponses multiples
192 personnes ont répondu
Remplacement
En cours d’exploitation
Question posée :Et en cours d’exploitation, diriez-vous que les pannes ou les incidents
sur les capteurs sont…?
Question posée :Lorsqu’un capteur tombe en
panne et que vous êtes obligé
de le remplacer, vous avez plutôt tendance à
prendre ?
Assez rares
79,5 %
Un modèle
ressemblant
20,3 %
Exceptionnels
15,3 %
Le même
modèle
190 personnes ont répondu
45,3 %
Fréquents
ou assez fréquents
5,3 %
Question posée : Quels sont, en cours d’exploitation,les types de dysfonctionnements les plus
fréquemment rencontrés ?
Usure de pièces mécaniques ou en contact avec le process
37,8 %
Dérive des performances métrologiques
27,1 %
Défauts ou rupture de câblage ou de raccordement
12,2 %
Autres causes
11,7 %
Autres
réponses
22,9 %
Ne peuvent dire
5,7 %
43,1 %
Défauts de l’électronique
Un modèle
différent
5,7 %
P
as de surprise donc lorsqu'à la question " L'achetez-vous chez le même fournisseur ? ", 48,4 % répondent "oui" et 7,8 %
"non". A noter 43,8 % qui, très discrets, ne
veulent pas se prononcer, sans doute parce
qu’il n’y a pas de politique systématique, que
le remplacement d’un capteur se fait au cas
pas cas...
188 personnes ont répondu
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Point de vue
Alain Chaix
Directeur Commercial
à l'Institut de Régulation et d'Automation
(organisme de formation continue)
■ Mesures. Partagez-vous l’avis des personnes qui estiment que des progrès sont
encore à faire sur la fiabilité et les performances métrologiques des instruments ?
A. Chaix. Si l'on tient compte que la majorité des industriels sous-traite aujourd'hui
80 % de leurs opérations de maintenance,
l'instrumentation qui est installée doit faire
appel le moins possible à des compétences
très spécifiques. Il faut donc diminuer au
maximum les interventions de maintenance
directes sur les instruments tout en recherchant une plus grande disponibilité des installations.
La recherche de performances métrologiques accrues peut se justifier lorsque le système de production est poussé au plus près
de ses limites que se soit en terme de capacité, de qualité ou rendement.
■ Mesures. Quant à l'interopérabilité, est-ce
réellement un besoin ? Quels sont les aspects
les plus importants pour y parvenir ?
A. Chaix. Depuis des années, avec les capteurs transmetteurs 4-20 mA, les industriels
sont habitués à disposer d'une parfaite interopérabilité. Les capteurs intelligents connectés à un bus de terrain doivent donc offrir la
même prestation. Sachant que ces capteurs
sont capables d'intégrer des applications
logicielles (traitements statistiques, calculs,
algorithmes de régulation, ...), la grande difficulté est qu'il faut rajouter à l'interopérabilité classique, la dimension “d'interopérabilité d'application”.
■ Mesures. Pensez-vous que le nombre
de capteurs par installation va plutôt augmenter dans les prochaines années ou
sommes-nous arrivés à une saturation ?
A. Chaix. Un capteur classique 2 fils (420 mA) ne fournit qu'un seul point de
mesure. Un capteur de nouvelle technologie dit “intelligent” peut fournir à lui seul
plusieurs points de mesure. Le nombre de
points de mesure à gérer par le système
de contrôle commande devrait donc
connaître au cours de la prochaine décennie une réelle augmentation. Mais ce n’est
pas pour autant que le nombre de capteurs va forcément augmenter. ■
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4 - Améliorations souhaitées :
plus de fiabilité
et d’interopérabilité
Axes d’améliorations
Question posée : Pour chacun des axes d’amélioration suivants, les considérez-vous
comme un domaine où il est très important pour vous que des progrès soient fait ?
La fiabilité de l’instrument
80,8 %
La facilité de l’étalonnage
80,8 %
60,1 %
Les performances métrologiques
Des mesures moins intrusives
Le paramétrage et la configuration à distance
53,9 %
39,4 %
76,2 %
Diagnostic de bon fonctionnement du capteur
66,3 %
Diagnostic sur la justesse de la mesure
Les capteurs multiparamètres
Les connexions à un bus
La diminution de l’encombrement
L’interchangeabilité entre fournisseurs
38,3 %
45,1 %
35,2 %
92,2 %
193réponses multiples
L
es industriels sont très sensibles aux
aspects de fiabilité et de maintenance
des équipements : pouvoir s'assurer qu'ils
fonctionnent toujours bien. Mais le point
crucial pour eux est l'interchangeabilité.
C'est peut-être aussi sur ce point-là que
l'instrumentation a le plus de progrès à faire. Notons toutefois quelques contradictions : les industriels souhaitent l'interchangeabilité mais finalement restent très
conservateurs sur leurs fournisseurs et
même sur leurs modèles. Ou alors, est-ce
justement parce que cette interopérabilité n'est pas réalisée qu'ils restent conservateurs ? Quant aux fonctionnalités de
maintenance à distance et d'autodiagnostic, tous n'exploitent pas au maximum les
possibilités offertes.
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5 - La notoriété des fabricants
Les sociétés spontanément citées le plus souvent
En mesure de température
1) Endress + Hauser (51)
2) Ex aequo Pyro Control, Chauvin Arnoux, Thermo-Est,
Fisher-Rosemount (Emerson Process Management) (28)
3) Ex aequo Jumo Regulation, Lorème (26)
4) ABB (18)
5) Honeywell (11)
6) Krohne (10)
7) Eurotherm (8)
8) Siemens (7)
9) Foxboro (6)
10) Auxitrol (5)
En mesure de débit
1) Endress + Hauser (92)
2) Krohne (82)
3) Fisher-Rosemount (Emerson Process Management) (79)
4) ABB Automation (40 dont 7 Bailey, 5 Elsag Bailey)
5) Yokogawa (13)
6) Danfoss (11)
7) Foxboro (10)
8) Siemens (8)
9) Honeywell (6)
10) Ex aequo Panametrics, Jumo Régulation, Vega (4)
En mesure de niveau
En mesure de pression
1) Fisher-Rosemount (EMP) (96)
2) Endress + Hauser (74)
3) ABB (43)
4) Vega (28)
5) Siemens (20)
6) Foxboro (19)
7) Krohne (17)
8) Jumo Régulation (12)
9) Honeywell (10)
10) Yokogawa (9)
1) Endress + Hauser (127)
2) Vega (66)
3) Krohne (57)
4) Fisher-Rosemount (Emerson Process Management) (48)
5) Siemens (36)
6) ABB Automation (21 dont 5 Bailey, 3 Elsag Bailey)
7) Foxboro (7)
8) Honeywell (6)
9) Jumo Régulation (4)
10) Auxitrol (3)
(nombre de réponses : 193 - entre parenthèses, le nombre de fois que la société est citée)
I
l faut noter que quelque 50 autres marques ont été citées
en mesure de température, signe d'un marché très diffus.
Quant à la société Auxitrol, elle a revendu depuis plusieurs
années déjà ses capteurs de température à la société Vulcanic
MESURES 744 - AVRIL 2002
et ses autres capteurs au distributeur Sanor. Par ailleurs, Krohne qui est cité en sixième position en mesure de température
ne fabrique pas un seul capteur de température. Eurotherm
non plus d'ailleurs. Les noms sont parfois trompeurs...
43
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6 - La gestion de parc des instruments
L
a gestion de parc des instruments est une affaire sérieuse. Les industriels semblent en être convaincus. Plus de la moitié d'entre eux ne font
pas une totale confiance aux fournisseurs d'instrumentation et vérifient la
totalité ou une partie des capteurs à leur réception. De plus, 70 % ont mis en
place une gestion informatisée de leur parc. Celle-ci est principalement réalisée par un logiciel de GMAO. Au détriment des logiciels dédiés à la gestion et au suivi métrologique des instruments de mesure. Quant à la périodicité des étalonnages, beaucoup se fient à l'expérience.
Logiciel d’étalonnage
Etalonnage des capteurs
Si oui, quel type de logiciel utilisez-vous pour cela ?
Question posée : Etes-vous équipé d’un logiciel de gestion et de maintenance de parc de
capteurs?
Question posée :Comment réalisezvous l’étalonnage de vos capteurs ?
En totalité en externe
12,5 %
Logiciel de GMAO Ł
standard généraliste
68,1%
OUI
70,7%
NON
Tableur type excel
8,9 %
Logiciel maison
11,9 %
29,3%
Logiciel dédié à
la gestion
de parc 5,2%
d’instrument
Autres réponses
5,9%
135 réponses
192 réponses
Parmi les "autres réponses", on trouve, entre autres, les logiciels SAP
(qui ont une fonction GMAO) ou des logiciels des fournisseurs d'instrumentation
191 réponses
Vérification des capteurs
Question posée :Avec quelle périodicité étalonnezvous vos instruments de mesure ?
Question posée :Quand vous recevez de
nouveaux capteurs, que faites-vous ?
Selon l'expérience
ou l'utilisation
73,4 %
Vérification
systématique
29,8 %
Confiance
au constructeur Vérification
de certains
45 %
25,2 %
191 réponses
Selon lesŁ
préconisationsŁ
du constructeur
3,1 %
192 réponses
Partiellement
en interne/
partiellement
En totalité en en externe
interne
44,9 %
42,7 %
AutresŁ
réponses
16,7 %
SeulementŁ
en cas
de problème
6,8 %
Parmi les autres
réponses, reviennent souvent
"tout dépend du
type de capteur"
et "tout dépend
de l'importance
de la mesure".
Toujours est-il
que l'expérience
l'emporte sur les
recommandations des fournisseurs.
Question posée à ceux
qui externalisent une partie
des étalonnages.Quel pourcentage
de vos capteurs faites-vous étalonner
à l’extérieur ?
% de capteurs étalonnés % de réponses
Moins de 10 %
35,8 %
De 11 à 25 %
13,8 %
De 26 à 49 %
11 %
De 50 à 99 %
17,4 %
100 %
22 %
109 réponses
Point de vue
Isabelle Caré
Responsable Unité
”Fluides“ Département
métrologie
■ Mesures. Quelle impression portez-vous sur la
manière dont les industriels réalisent leur gestion de
parc d’instruments de mesure ?
I. Caré. Il semble qu’en majorité les utilisateurs réalisent le minimum en matière de
gestion et de suivi des instruments. Il faut
cependant faire la différence entre la proportion d’instruments nécessitant un réel suivi
métrologique (mesures critiques pour le pro-
44
cess) et la proportion de ceux qui ne servent
que d’indicateurs.
■ Mesures. La maintenance des équipements
de mesure doit-elle s’intégrer dans une gestion
plus globale de la maintenance ?
I. Caré. L’idée de “globaliser” la maintenance peut sembler pertinente. Ceci
conduit cependant aujourd’hui à une gestion du parc d’instruments de mesure a
minima puisque seule la partie maintenance est prise en compte (étalonnage, réparation). Pour faire progresser les choses, il
faudrait développer des logiciels de GMAO
qui puissent prendre en compte le suivi
métrologique des instruments.
■ Mesures. En terme de vérification ou d’étalonnage, il semble que les industriels ne marquent
pas une confiance totale dans leurs fournisseurs
d’instrumentation. Ont-ils tort ou raison ?
I. Caré. Nous avons l’habitude de leur dire
que la périodicité doit dépendre non seulement des Erreurs Maximales Tolérées
qu’ils auront définies mais aussi de l’usage
qu’ils feront de leur instrument. On ne
peut malheureusement connaître la périodicité la plus adéquate qu’a posteriori…
En l’occurrence, le fournisseur d’instrumentation ne peut se substituer à l’industriel. C’est donc à lui de “travailler” et
d’analyser ses résultats d’étalonnage successifs.■
MESURES 744 - AVRIL 2002