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15
Le magazine des Technologies du Groupe HARTING
Un monde de réseaux
Analyse : Prof. Dr. Wolfgang Wahlster
Technologie : Automation IT
Applications : Label électronique avec RFID
people | power | partnership
tec.News 15: Contents
harting tec.News 15 (2007)
Editorial: Dietmar Harting: «Talent de bien faire»
(L’Infant Henry, le Navigateur) _4
Transmission de données
avec multiplexeur ultra-compact _52
Point de vue: Prof. Dr. Wolfgang Wahlster:
Mémoire des produits numériques: les systèmes
intégrés tiennent un journal _6
Topologie Bus pour le transfert d’alimentation _62
Participation harting
aux salons professionnels 2007 _79
Le Han® Q 2/0 propose de nouvelles options en matière
d’alimentation électrique –
Une solution de connectivité pour l’énergie solaire _64
Le monde de l’automatisme
Robuste et inoxydable. Han-INOX :
nouvelle gamme de boîtiers en acier inoxydable
pour les connecteurs industriels _66
Le guide de sélection :
l’outil de définition d’un réseau Automation IT _10
Microcosme
Contrôle par Ethernet
dans l’industrie agroalimentaire _14
L’art de récolter les fruits de ses investissements.
Utilisation de solutions Ethernet industrielles harting
dans des systèmes de contrôle de serres _18
harting Integrated Solutions «Un fonctionnement global
avec une présence locale. harting Integrated Solutions
résout ce mystère en expliquant son principal modèle
opératoire – «Une présence mondiale uniforme» _54
Intégration de connecteurs pour cartes CMS sur
une chaîne de montage de composants entièrement
automatisée _56
Infrastructures de communication dans la nouvelle
usine harting à Zhuhai _74
Le monde de la technologie
Attelage automatique du nouveau «Pendolino» _34
Les avancées continues du métro. Des connecteurs
harting accompagnent la mise en oeuvre de systèmes
de propulsion linéaire en Chine _38
Plus de confort pour les passagers du rail.
Caractéristiques du Han® M12-à sertir
dans les systèmes d’information aux passagers _40
Étanche et robuste. Solution extérieure Han
pour les applications en télécommunications _50
Expansion de la mise en oeuvre de la technologie
RFID: Un projet de coopération réunissant l’Université
Technique de Dresde et harting a permis de faire
fonctionner des transpondeurs et des lecteurs RFID
dans l’industrie de la construction. _24
Suivre le cycle de vie du produit. Plaque signalétique
électronique avec RFID pour un stockage optimal
des données _28
Un capteur à large gamme d’intensité de courant basé
sur un module compact 3D-MID _31
Coopération internationale
Automation IT devient une réalité. Fonction et
installation d’un réseau Ethernet ouvert intégré _20
Une meilleure fiabilité grâce à con:card+ _42
Gagner la première place en innovant. Une force
d’innovation améliorée par une évaluation systématique
des indicateurs et des facteurs de réussite _68
Le succès commun a commencé au Bosphore _71
Standards internationaux
Amélioration des performances des systèmes
VMEbus au Japon grâce au connecteur har-bus® 64 _48
Normalisation du câblage générique _58
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, K. Jording | Coordination générale : Service Communication / Relations publiques, A. Bentfeld
Conception et Présentation : Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Production et Impression : Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück | Illustrations : Helme Heine
Diffusion : 30000 exemplaires à travers le monde (anglais, allemand et 10 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.
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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.
© 2007 par harting KGaA, Espelkamp. Tous droits réservés.
Il se peut que le masculin soit parfois utilisé comme représentant des deux sexes, sans discrimination à l‘égard des hommes et des femmes et dans le seul but d‘alléger le texte.
tec.News 15: editorial
Dietmar Harting
«Talent de bien faire»
(L’Infant Henry, le Navigateur)
Fidèle à sa maxime «Talent de bien faire», l’infant Henry le Navigateur fit du Portugal le plus important pays de navigation au
début du 15ème siècle. Le succès de ses expéditions s’expliquait
par l’étude convergente des récits de ses voyages, notamment le
journal de bord, à l’école de navigation qu’il avait expressément
fondée à Sagres.
Ses compétences en géographie, dans l’utilisation précise des
instruments nautiques, en cartographie, en navigation et dans
d’autres disciplines scientifiques permirent au navigateur Vasco
de Gama de découvrir la route maritime vers les Indes en 1498,
ouvrant ainsi un accès direct au lucratif commerce des épices.
Grâce à la curiosité de grands explorateurs comme Bartolomeu
Diaz, Christophe Colomb et Ferdinand Magellan, les pays de navigation européens étendirent leurs réseaux maritimes au-delà de
l’océan Atlantique, Pacifique et Indien. Ils ont jeté les fondations
du réseau de commerce actuel et, en dernier lieu, ouvert la voie au
maillage de réseau de notre monde.
La différence majeure entre la mondialisation du début du 15ème
siècle et celle du 21ème siècle, à laquelle nous sommes confrontés, concerne la vitesse à laquelle on comble le temps et l’espace.
Pour satisfaire les souhaits et les besoins de nos clients, nous ne
nous risquons plus à de longues traversées maritimes comme le
faisaient jadis nos ancêtres navigateurs. Des centres locaux de
développement, des usines de fabrication, des départements marketing et services ainsi qu’une interconnexion entre le personnel,
les clients, les fournisseurs, les technologies et les données par
le biais de technologies informatiques modernes nous permettent
désormais de répondre à tous les besoins et à toutes les attentes
directement sur place.
Déjà à l’époque d’Henry le Navigateur, étendre constamment ses
connaissances était une condition nécessaire et un moteur de progrès. A cet effet, nos employés échangent des idées et des concepts
au-delà des frontières de chaque pays afin de satisfaire les désirs
de nos clients à la recherche de solutions innovantes. Un autre
aspect pour poursuivre le développement de nos connaissances
repose sur la coopération avec des partenaires parmi lesquels des
instituts de recherches, des associations et des entreprises. Des
partenaires exceptionnels nous ouvrent les yeux sur de nouveaux
mondes pendant que nos partenaires profitent sans doute de notre
compétence en matière de technologie et de notre leadership sur
les marchés.
Notre vision personnelle et individuelle des choses correspond à
un aspect alors que la manière dont les autres nous perçoivent,
pour ainsi dire, de l’extérieur est tout autre. Naturellement, c’est
particulièrement gratifiant lorsque des tierces personnes indépendantes recommandent nos solutions innovantes voire les jugent
dignes de recevoir une distinction spéciale comme ce fut le cas
en 2006 lorsque nous avons gagné le si convoité Hermes Award,
trophée récompensant les plus importantes technologies de pointe
au monde.
Une telle reconnaissance nous inspire et nous encourage à continuer à planifier notre route. En agissant ainsi, nous plaçons notre
curiosité et notre joie de découverte au service de nos clients, auxquels nous offrons de solides solutions (système) orientées applications, à la recherche de nouveaux défis technologiques. Ainsi,
nous nous efforçons de rester fidèle au crédo d’Henry le Navigateur
«Talent de bien faire».
Grâce à la parution de tec. News 15, nous aimerions partager avec
vous nos idées, nos innovations et nos nouveaux produits. Ces forces et ces suggestions transforment notre vision commune de façonner l’avenir avec des technologies pour les hommes en réalité.
tec.News 15: Point de vue
Le professeur
Wolfgang Wahlster,
Dr. Dr. h. c. mult.,
dirige le Centre de recherche allemand sur l‘intelligence artificielle
(DFKI GmbH) à Sarrebruck, Kaiserslautern, Brême et Berlin, le
plus grand centre mondial consacré à ce type de recherche et qui
a déjà fondé 46 nouvelles entreprises. Le professeur Wahlster est
membre de l‘Académie royale suédoise des sciences de Stockholm
et a reçu le prix Future Prize
du Président allemand pour son
travail sur la communication entre l‘homme et la machine. Il est
membre de l‘alliance de recherche
Wirtschaft-Wissenschaft (industries-sciences) fondée par le gouvernement fédéral, qui l‘a également nommé promoteur pour les
innovations dans le domaine des
technologies de l‘information et
de la communication.
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster
Mémoire des produits numériques:
les systèmes intégrés tiennent un journal
Les technologies de l‘information et des communications (TIC) constituent le fondement de nombreuses innovations dans tous
les secteurs économiques et sont par conséquent un moteur essentiel de progrès. Elles se répandent dans tous les domaines de
la vie quotidienne et du monde du travail de nos sociétés et forment la base technologique de la société de l‘information et de la
connaissance. Dotées d‘un statut de technologie fondamentale dans une économie de plus en plus fondée sur la connaissance,
les TIC jouent également un rôle d‘accélérateur de croissance dans toutes les branches essentielles. Selon les déclarations de
plusieurs responsables d‘entreprises concernées par ces technologies et participant au groupe stratégique des TIC du ministère
fédéral allemand pour l‘éducation et la recherche (BMBF), dont je suis le directeur scientifique, plus de 80 % des innovations
de l‘industrie automobile, des technologies médicales et de la logistique sont actuellement impulsées par les TIC (systèmes
informatiques, systèmes électroniques, technologie de réseaux et technologies de la connaissance).
L‘Allemagne d‘aujourd‘hui compte parmi les pays qui fabriquent
des ordinateurs classiques, des logiciels de base (tels que des
systèmes d‘exploitation, des systèmes de bases de données et
les logiciels de bureautique) ou des équipements périphériques
(tels que les écrans d‘ordinateur et des imprimantes), et à ce titre
ne joue plus un rôle prédominant. Cependant, ce pays est le leader du secteur des logiciels d‘entreprise et constitue le troisième
fournisseur mondial de logiciels. Mais l‘Allemagne détient aussi
une position de leader dans le développement de logiciels d‘applications innovants pour les systèmes intégrés utilisés dans les
technologies de l‘automobile, des automatismes et de la médecine.
Après tout, les entreprises allemandes, grâce à leurs compétences
TIC particulières en logistique, sont les leaders des nouveaux
concepts de commercialisation et de distribution. Dans le cadre
de la stratégie pour les technologies avancées du gouvernement
allemand, l‘idée est donc de construire le processus d‘innovation
autour de ces domaines d‘application et de ces secteurs cibles,
car c‘est la seule façon de garantir que la chaîne complète de
valeur ajoutée reste en Allemagne permettant ainsi d‘y créer de
nouveaux emplois.
Le but de l‘exposé suivant est de vous présenter le concept fondamental et novateur de mémoire numérique des produits, qui
présente une vision technologique concrète pour le futur. Issu du
RFID (Radio Frequency IDentification, identification par radiofréquence) et des systèmes informatiques intégrés, ce concept les
dépasse et possède d‘énormes potentiels d‘application dans les
tec.News 15: Point de vue
d‘aujourd‘hui est qu‘ils peuvent s‘insérer dans des objets quotidiens sans être visibles de l‘extérieur. Outre un microprocesseur,
une mémoire, des systèmes de micro-capteurs, une puce GPS
Des journaux numériques pour les produits
(Global Positioning System) et des modules radio, ils comprenLes systèmes logistiques et les services utilisant les TIC (servi- nent également leur propre alimentation en énergie. Les mémoices de conseil, maintenance, réparation et recyclage) pour des res de produits peuvent échanger des informations entre elles ou
produits de grande valeur sont devenus des facteurs de réussite avec leur environnement, par un réseau ad hoc ou un système
importants dans beaucoup de secteurs. Du fait du raccourcisse- radio local. Ceci crée une sorte d‘intelligence de l‘environnement.
ment des cycles des produits, des innovations et de la complexité Par conséquent, les caisses de vin et les boîtes de chocolat transcroissante des chaînes de logistique, l‘enregistrement numérique portées dans un camion réfrigéré peuvent «se plaindre» auprès
du cycle de vie des produits de grande valeur, le contrôle constant de la climatisation que leurs valeurs critiques d‘humidité de l‘air
des conditions et de la localisation des produits, ainsi que l‘accès ont été dépassées et le système de climatisation peut ainsi se
en tous lieux aux données des produits sont d‘une importance régler automatiquement. Mais le plus important reste que toute
cruciale pour la situation concurrentielle d‘une entreprise de pro- personne peut accéder aux journaux numériques des produits à
duction et de commercialisation. De plus, la mémoire numérique tout moment.
des produits ouvre de nouvelles perspectives pour la protection Si de tels journaux numériques sont placés dans le couvercle bleu
contre le piratage, la protection du consommateur et la fiabilité d‘une boîte de caviar beluga, dans le fond d‘une boîte de chocolats
des produits.
fins de Belgique ou dans le bouchon d‘un grand cru français,
La prochaine génération des «éléments intelligents» intégrés aux le distributeur, et même le consommateur final, peut vérifier si
produits dépassera le simple rôle d‘identification des étiquettes le produit de luxe n‘a pas été soumis à des conditions pouvant
RFID. Outre leur possibilité d‘analyse des différents capteurs in- détériorer sa qualité. Les micro-capteurs enregistrent le lieu et
tégrés (pour la température, la position, la luminosité ou l‘humi- l‘heure où le vin n‘a pas été entreposé à plat, où il a été exposé
dité), ces éléments sauvegarderont également toutes les données aux vibrations, à la lumière du jour ou même à des fluctuations
du produit et de son utilisation. Elles seront capables d‘échanger importantes de température. Le consommateur final peut alors
activement des informations avec leur environnement et leurs décider s‘il achète le produit au prix offert, malgré ses défauts.
utilisateurs, dans un «Internet des objets».
De même, le distributeur pourra retourner au fournisseur les
La mémoire numérique des produits possède plus ou moins les chocolats fins qui ont été exposés à une humidité excessive lors
fonctions d‘une boîte noire d‘avion, et comme un enregistreur de des quelques jours du transport.
bord, elle enregistre tous les paramètres ambiants sous forme Dans un futur proche, quand l‘acheteur d‘une voiture d‘occasion
numérique. L‘aspect le plus extraordinaire des systèmes intégrés sera en mesure de lire le journal numérique de la voiture et de découvrir que le véhicule a déjà roulé trois fois
sur une distance de plus de 300 km avec un
4. Objets
intelligents
niveau d‘huile insuffisant au cours des deux
dernières années et que l‘airbag conducteur
a été déclenché deux fois durant les six der3. PDA, Smart Phone,
Smart Card
niers mois, nul doute que ces informations
influenceront son comportement d‘achat. Les
pièces essentielles des voitures, des avions et
2. PC
des machines de production seront capables
d‘apporter des informations sur elles-mêmes
1. Ordinateur
central
dans un futur pas très éloigné. Il sera également possible de vérifier rapidement si l‘on
a utilisé uniquement des pièces d‘origine et
garanties pour les réparations.
Développement dans le temps
Dans une SmartFactory futuriste, sur les
Du concept d’ordinateur central à « l’Internet des objets ». Source : DFKI GmbH
lignes de production mises en place par le
Miniaturisation
secteurs cibles déjà cités grâce à l‘intégration des méthodes de
l‘intelligence artificielle.
de 70 micro-ordinateurs fonctionnant
simultanément, les systèmes informatiques intégrés dans nos véhicules
sont devenus de véritables réseaux
informatiques mobiles. Ils doivent
communiquer entre eux, d‘un véhicule à l‘autre, afin de parvenir à un
niveau de sécurité plus élevé et s‘approcher de l‘objectif d‘automobiles sécurisées à 100 %. Et une fois de plus,
ceci est impossible sans des technologies sémantiques en oeuvre dans
les mémoires des produits. Si une
Peugeot française équipée d‘un capteur détecte une grande flaque d‘eau
sur la route représentant un risque
d‘aquaplanage, elle doit utiliser une
sémantique compréhensible et universelle, et non pas le Français, pour
Les aides intelligentes à l’achat utilisent des mémoires produit numériques. Source : DFKI GmbH
transmettre cette information par le
Centre de recherche allemand sur l‘intelligence artificielle (DFKI) biais d‘une connexion Internet ad hoc au système de détection
avec des entreprises telles que Bosch, harting et Siemens dans des dangers de la moto BMW qui la suit. Le motocycliste recevra
un centre témoin de développement à Kaiserslautern, il est déjà alors un message d‘avertissement pouvant lui sauver la vie: «Atpossible d‘enregistrer et d‘utiliser les mémoires numériques des tention, aquaplanage à 200 mètres!» L‘industrie automobile alleproduits au cours de leur fabrication.
mande est le leader mondial pour cette forme de communication
entre les voitures et leur environnement, entre les véhicules et
Le rôle essentiel des technologies sémantiques
les infrastructures de contrôle du trafic. Dans quelques années,
L‘accès à une communication conviviale avec la mémoire du il nous faudra certainement apporter nos voitures au garage pour
produit et l‘interopérabilité entre les différentes mémoires de des mises à jour du logiciel sémantique bien plus fréquemment
produits et leurs environnements intelligents requièrent une sé- que pour la vidange.
mantique compréhensible par les machines. La valeur ajoutée des Naturellement, la protection contre les accès non autorisés, la
journaux de produits peut être utile uniquement si le robot qui contrefaçon et la destruction des mémoires de produits constituemanipule les marchandises peut comprendre les informations ront des enjeux cruciaux dans les recherches sur la sécurité.
données par la mémoire numérique du produit sur sa taille, son Dans les projets conjoints SmartWeb, Specter et SharedLife parpoids, ses points d‘équilibre et de saisie. Le coeur de la techno- rainés par le BMBF, le DFKI a mené des recherches sur les fonlogie sémantique est formé par des langages de balisage comme damentaux importants des technologies sémantiques pour des
l‘OWL (Ontology Web Language), qui est doté d‘une sémantique journaux numériques qui ont été exposés en démonstration dans
formelle et qui fournit un concept normalisé pour la descrip- le hall d‘exposition de la recherche du CeBIT 2007. Les éléments
tion des contenus numériques sous forme d‘ontologies. Lors de que nous venons de passer en revue ont exposé les prérequis
la recherche d‘informations, des conclusions peuvent accélérer le fondamentaux du projet modèle de la stratégie du gouvernement
processus de recherche ou dériver l‘information recherchée.
allemand pour les technologies de pointe, dans le domaine des
Si les objets que nous utilisons dans la vie quotidienne se lient mémoires numériques des produits. Ce projet pourrait conduire
de plus en plus fortement en réseaux, nous obtiendrons un «In- à une mise en oeuvre industrielle en Allemagne, dans une chaîne
ternet des objets». Les personnes ne percevront plus le réseau complète de valeur ajoutée.
numérique qui les entoure. Ce réseau sera tout simplement présent sous forme d‘une intelligence de l‘environnement. Avec plus
t e c . N e w s 1 5 : L e m o n d e d e l‘ a u t o m a t i s m e
Andreas Huhmann
Le guide de sélection
l’outil de définition d’un réseau Automation IT
Lorsque l’on met en place Ethernet dans des applications industrielles, un réseau Automation IT est supporté par divers
éléments clé. Il s’agit de composants actifs, par exemple des commutateurs, et d’éléments passifs, par exemple des câbles,
ainsi que d’un système de gestion qui prend en compte les besoins informatiques et d’automatisation. Si dans un bureau, il
est facile de séparer les composants actifs et passifs, ce n’est cependant pas le cas dans un environnement de production.
Dans les usines et sur des machines, il est impossible de séparer distinctement les composants actifs et passifs. Aussi,
harting développe un outil uniforme de planification de l’ensemble du réseau pour les bâtiments industriels, les usines et
les machines.
10
Des règles simples de sélection de l’ensemble de l’infrastructure soutiennent le développement d’un réseau transparent.
Optimiser l’harmonisation des composants et du câblage du
réseau est d’une importance cruciale. A l’instar des installations de réseau dans les usines, les systèmes et les machines
ne sont jamais exempts d’applications. L’application est toujours le facteur principal à prendre en considération lors de la
planification. On peut déduire les propriétés des composants
du réseau Ethernet à partir de l’application. Par exemple, des
commutateurs non administrables sont suffisants si l’application s’occupe d’enregistrer des données système. Cependant, on
ne peut pas utiliser de commutateurs non administrables dans
les processus d’automatisation en temps réel.
Gamme fonctionnelle
Les composants réseau peuvent fonctionner comme de simples
coupleurs en étoile, comme la gamme eCon par exemple, ou
exécuter les tâches complexes d’une administration d’un segment actif incarné par la gamme mCon. Avec les gammes eCon,
sCon et mCon, non administrables Technology Group couvre
l’intégralité du spectre des applications industrielles.
Un composant du réseau Ethernet dans des applications industrielles doit toujours proposer diverses fonctions fondamentales
telles que:
–Une gamme de températures correspondant à une utilisation en industrie et un niveau élevé de robustesse mécanique
–Un commutateur Ethernet compatible avec la norme
IEEE 802.3 fast Ethernet (100 MBit/s)
11
Gestion
ERP /GRC / MES
Ingénierie
CAD / IAO / CAQ
Services
Video
Téléphonie
Sécurité
Automatisation
API
CNC
Robot
Vue d’ensemble des applications réseau
–Un mode de commutation en «Store and forward» (enregistrement transmission)
–Auto-négociation/autocrossing
–Des ports électriques ou optiques.
Ces fonctions constituent la base de tous les composants réseau
harting. La gamme de produits eCon, dotée de ces fonctions, ne
nécessite pas de paramétrage par les utilisateurs ou les administrateurs, mais il s’agit d’un composant plug-and-play. Il n’est
pas possible d’effectuer un paramétrage en fonction des applications. Il est essentiel d’envisager sérieusement la segmentation du réseau si l’on utilise ces composants et ceci nécessite
une excellente connaissance de l’application. En principe, on
ne peut pas utiliser de composants réseau non administrables
pour des réseaux convergents.
S’il est nécessaire d’effectuer une modification à cause d’une
application particulière ou d’une configuration, un composant
réseau sCon constitue la meilleure solution. On peut modifier le
composant réseau en fonction de l’application en question sans
utiliser d’outils de gestion particuliers. Grâce à son interface
USB intégrée, on peut procéder au paramétrage des composants réseau sans mise en route préalable du réseau et sans
les mettre sous tension.
On peut utiliser les composants réseau mCon pour l’administration d’un réseau car ils sont en adéquation avec le meilleur
de la technologie disponible dans les environnements de bureau actuels. Des services de gestion comme IGMP, Query, QoS,
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VLAN, RSTP sont disponibles. Un serveur Internet est intégré
pour une mise en service ou une administration simple via
Internet. Les commutateurs non administrables autorisent les
fonctions réseau essentielles pour la convergence entre les
environnements du bureau et de l’usine et permettent donc l’
Automation IT.
Classe d’installation
En plus de sélectionner la bonne fonctionnalité, le choix d’une
classe d’installation revêt également une importance cruciale
dans les environnements industriels. Selon l’application, il est
possible de définir trois catégories spécifiques:
– Tout d’abord, les composants réseau utilisés dans un coffret
pour créer une topologie en étoile et dont les clients se trouvent dans le même coffret. Généralement, il est nécessaire
d’utiliser un panneau de raccordement pour la mise en place
des câbles destinés aux liaisons extérieures au coffret.
– La deuxième catégorie implique l’intégration des coffrets
dans un réseau Ethernet, ainsi que l’installation d’une topologie en étoile à l’intérieur du coffret. On peut facilement
connecter entre eux les coffrets décentralisés grâce à une
topologie linéaire.
– La troisième catégorie définit la création sur site d’un réseau
dont les équipements sont conçus avec un degré de protection
élevé. Un faible nombre de ports permet également la mise en
place de topologies linéaires.
IEC 61 918
Profinet
IEC 61 918
EtherNet/IP
EtherNet/
IP
Câblage selon le profil
Profinet
Câblage
Norme
Ethernet
Profil
In-between
4
Câblage générique aux normes ISO/IEC 24 702
mCon
Classe d’installation
Classe de fonctionnalité
eCon
sCon
3
Intérieur
2
Extérieur
1
La structure du guide de sélection de l’automatisation
Spécification des profils
Le choix des profils détermine si des fonctions spécifiques à
l’automatisme, comme celles exigées par PROFINET ou Ethernet IP, sont intégrées dans les composants réseau. Afin de garantir la compatibilité avec la norme Ethernet, ces normes ont
des exigences fonctionnelles ou d’interface particulières qui
excluent généralement l’utilisation de composants réseau non
administrables Dans ce contexte, il faut impérativement s’assurer de la compatibilité des composants réseau avec le profil
d’automatisation.
Câblage
Un câblage structuré découle de l’application particulière.
Le câblage dépend en grande partie du lieu de l’application.
harting fait une distinction entre le bâtiment industriel, l’usine
et les machines individuelles. Pour les usines et les machines,
les profils d’automatisation spécifient les connecteurs à utiliser, suivant le profil spécifique défini dans IEC 61784. Pour le
bâtiment industriel ISO/IEC24702 est la norme correcte. Des
ensembles complets de câblage sont disponibles, ainsi que les
câbles et les connecteurs qui peuvent être assemblés sur site.
Des éléments de connexion sont également disponibles pour la
transition entre les environnements de coffret et les environnements difficiles, comme les traversées de cloisons ou entre
deux lignes d’installation différentes. Ces éléments peuvent
être insérés de manière transparente dans le réseau. De cette
façon, en quelques étapes, on peut sélectionner les composants
pour une solution réseau transparente et sécurisée.
Gestion uniforme
Le système de gestion intègre tous les composants sur l’ensemble du réseau. Si l’on respecte les règles de Automation IT,
une gestion uniforme est possible. La responsabilité globale
du réseau peut être mise en place de manière centralisée. La
maintenance du réseau dans un réseau d’automatisation, la
véritable maintenance, peut s’effectuer de manière décentralisée avec des outils de diagnostic simplifiés. Il est important
que la communication entre tous les composants réseau soit
uniforme et constante et que ces composants soient présentés
de manière uniforme. Tout ceci est possible grâce à l’outil de
gestion harting’s Industrial VIS//ON.
Réseau Automation IT transparent
Dans le guide de sélection harting, la fonction est établie dès
le début de la sélection. Comme les applications industrielles
peuvent présenter des différences conséquentes, les exigences
fonctionnelles peuvent également présenter d’importantes variations. harting propose les composants réseau appropriés à
toutes ces applications et est parvenu à surmonter la séparation
entre approche et point de vue actifs et passifs. C’est la seule
façon viable de mettre en place un réseau d’automatisation vraiment transparent dans les environnements industriels.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing
Division Industrial Communication and Power Networks
harting Technology Group
[email protected]
13
14
Rhonda Stratton, Tony Guerra & Rob Hanes
Contrôle par Ethernet dans l’industrie
agroalimentaire
Les supermarchés nous proposent des pâtes prêtes à l’emploi et des préparations de pâtisseries dans des emballages de tailles
pratiques. Mais il n’en est pas de même pour les consommateurs en gros comme les boulangeries industrielles et les entreprises
de restauration auxquelles les fabricants doivent livrer leurs produits alimentaires dans des conteneurs de différents formats.
Une des unités d’empaquetage les plus communes dans ce secteur est le sac de 25 kg. Cependant, le maniement de ces sacs sur
les lignes de conditionnement peut poser des problèmes aux fabricants de ces produits alimentaires en gros. L’enregistrement
exact et le contrôle précis des données de conditionnement sont en effet primordiaux dans l’industrie agroalimentaire.
Contrôle précis du poids
Dans une usine dirigée par un grand fabricant de produits alimentaires et de mélanges pour boissons située sur la côte de
Nouvelle-Angleterre (États-Unis), le processus de conditionnement démarre par le placement d’un sac individuel sur une balance où il est automatiquement ouvert et rempli par une conduite de remplissage. Un peu avant que le poids prévu soit atteint,
l’alimentation est automatiquement fermée. La quantité restante
nécessaire pour compléter le poids s’écoule alors peu à peu dans
le sac. Puis il est fermé hermétiquement et peut être expédié.
Ce processus semi-automatique fonctionne toute la semaine sur
plusieurs lignes de production qui travaillent en équipes.
Le contrôle précis du poids du sac est d’une importance décisive:
s’il est insuffisant, les consommateurs sont lésés et s’il est supérieur au poids annoncé, les profits du fabricant s’en trouvent
réduits. En outre, si les produits sont acheminés sur de longues
distances, la précision des quantités transportées est un facteur
important pour la logistique.
Le contrôle des procédures de remplissage est particulièrement
difficile lors d’un changement de produits ou un changement
d’équipe. Le conditionnement de différents produits alimentaires dans un processus continu nécessite une supervision minutieuse, entre autres parce que les divers produits comme les
mélanges pour gâteaux ou les chapelures diffèrent grandement
en termes de poids et de débit de remplissage. À chaque changement de produits, les installations de remplissage doivent être
reétalonnées soigneusement pour assurer que le flux de produit
est arrêté au moment approprié, lorsqu’il atteint la marque des
25 kg, et qu’aucune quantité supplémentaire n’est perdue.
Anciennes méthodes de contrôle
Dans le passé, l’ensachage était contrôlé par une opération de
pesage décentralisée et autonome. Au moyen d’une connexion
série, on enregistrait les données des capteurs directement sur
la machine. Puis, ces données étaient transmises au bureau technique où elles étaient analysées. La précision du remplissage
était évaluée sur la base de ces données.
Au vu de ces informations, les responsables de la production
décidaient alors des réajustements à effectuer sur la ligne de
conditionnement pour améliorer la précision. L’ensemble de
ce processus a fonctionné pendant des années en donnant des
résultats satisfaisants. Cependant, une analyse continue des
données sur le long terme a repéré des améliorations possibles,
notamment lors des changements de produits ou d’équipes.
Contrôle en temps réel par Ethernet dans
l’industrie agroalimentaire
Ethernet trouve de plus en plus d’applications dans le secteur de
la production industrielle. Reconnu comme l’un des plus grands
fabricants de solutions de connectivité de réseaux, harting a eu
le privilège de pouvoir mettre en oeuvre une solution d’automatisation utilisant la technologie Ethernet chez ce fabricant de
produits alimentaires en gros. La ligne de remplissage des sacs
de 25 kg semblait particulièrement adaptée à l’utilisation des
systèmes Automation IT d’harting pour optimiser les processus
de production et permettre au client, par ce moyen, de réaliser
des économies sur les coûts de production.
harting a analysé le temps écoulé entre l’enregistrement des
données et les corrections manuelles effectuées sur la ligne
15
Une mesure précise revêt une importance cruciale pour une entreprise
qui vend un produit en se basant sur le poids. HARTING a mis en place la
surveillance en temps réel dans les ateliers de production via Ethernet pour
économiser des coûts de main d’oeuvre et de déchets produit.
Illustration du commutateur installé dans la pièce.
d’ensachage. Il a alors été confirmé que le processus pouvait
être grandement amélioré à l’aide d’un contrôle en temps réel
effectué par Ethernet dans le secteur de la production. Avec le
souci de mettre en oeuvre une solution à long terme, harting a
recommandé une solution IP67 qui prenait en considération les
conditions sévères de l’environnement (grands volumes de poussière, humidité) dans lequel le commutateur devait être placé.
Il s’est révélé possible d’installer la solution Ethernet proposée
près de la ligne d’ensachage des sacs de 25 kg sans enceinte
spéciale, ni équipement de montage spécifique, ce qui a réduit
à la fois la durée et les coûts de l’installation.
La solution proposée comprenait un ensemble Automation IT
harting constitué d’un commutateur Ethernet IP67 doté de cinq
connexions, de connecteurs RJ45 Data 3A et de câbles Ethernet
industriels. Il était extrêmement important pour l’entreprise
agroalimentaire que tous les composants principaux puissent
être fournis directement par harting.
Commutateur Ethernet IP67, connecteur IP67 Data 3A
16
harting s’est également assuré que le service technique local
était disponible pour garantir une installation parfaite. Outre
l’installation de commutateurs harting, une assistance sup-
Configuration préliminaire
25 kg bag line
Echelle en ligne
Série RS 232
Rs 232 vers un convertisseur Ethernet
3A P/T
Machine 3
3A P/T
Machine 2
3A P/T
Commutateur
IP 67
Alimentation
électrique
PC
Port LAN réseau
d’entreprise
Architecture du système d’automatisation
plémentaire a été fournie pour l’installation de modules sérieEthernet afin d’utiliser les connexions série existantes de la ligne de conditionnement pour communiquer avec le commutateur
harting. harting a également fourni son aide pour installer le
logiciel tiers employé pour contrôler le processus de remplissage.
En définitive, le commutateur harting a été posé à proximité de
la connexion LAN qui servait à raccorder un PC au système de
gestion intégrée. En plus de la ligne d’ensachage existante, deux
autres raccordements sont encore disponibles pour intégrer de
nouvelles machines.
Résumé
L’entreprise agroalimentaire estime les économies potentielles
consécutives à l’installation du système Ethernet de l’ordre de
20 000 $ par an. Avec l’introduction de l’accès en temps réel aux
données de production, il est maintenant possible d’extrapoler
à tout moment les informations nécessaires pour paramétrer
la ligne de conditionnement et de transmettre ces données à la
direction de la production. Cette opération a eu pour résultat
une réduction des surplus de remplissage lors des changements
de produits et d’équipes. En outre, la connexion aux réseaux
informatiques autorise aujourd’hui un accès distant aux données
de production de l’entreprise. Puisque le bureau technique n’a
plus à traiter de problèmes de fabrication, il peut se concentrer
davantage sur des objectifs à long terme. Prenant en compte les
économies déjà réalisées et le retour sur investissement calculé,
la société envisage maintenant de mettre en oeuvre des systèmes
de contrôle Ethernet sur d’autres lignes de production.
RHONDA STRATTON
Marketing Communications Manager, North America
[email protected]
TONY GUERRA
Field Systems Engineer, Automation IT,
North America
[email protected]
ROB HANES
Director of Marketing, Industrial, North America
[email protected]
17
Jakub Vinčálek & Tomáš Ledvina
L’art de récolter les fruits de ses investissements
Utilisation de solutions Ethernet industrielles harting dans des systèmes de contrôle
de serres
Les agriculteurs modernes qui n’intègrent pas l’utilisation d’une
ou deux serres dans leurs activités de production se comptent sur
les doigts d’une main. Ces installations leur permettent de cultiver
des plantes qui ne survivraient pas si elles étaient exposées aux
conditions climatiques extérieures. Cependant, on aurait tort de
penser qu’un simple contrôle de la température interne et de l’humidité suffise à assurer l’environnement optimal d’une serre. En
réalité, les conditions internes d’une serre doivent être surveillées
en permanence par un système de contrôle dont la fiabilité doit aller
de pair avec la flexibilité.
Optimisation de la lumière, de l’air, du climat, du sol et de l’eau
Un bon système de contrôle de serre doit être capable de surveiller des
éléments comme la température et l’humidité de l’air, du sol, la durée
et l’intensité de l’exposition au soleil, l’éclairage artificiel utilisant des
lumières de longueurs d’ondes différentes, l’alimentation en eau et la
concentration en CO2 de l’air. Cet équipement permet de régler au mieux
ces variables selon le moment de la journée et le stade de croissance des
plantes. Le système commande les fonctions suivantes:
– Ouverture et fermeture des fenêtres
– Mise en marche/arrêt du chauffage
– Mise en marche/arrêt de la ventilation
– Orientation des stores
– Mise en marche/arrêt de l’éclairage artificiel
– Mise en marche/arrêt des systèmes d’arrosage
– Mise en marche/arrêt de l’humidificateur d’air
Une caractéristique importante d’un système de contrôle approprié est sa
possibilité d’offrir des informations en temps réel sur tous les éléments
représentant une menace pour la croissance des plantes ou le système
lui-même. Lorsqu’on atteint un seuil à partir duquel le système ne peut
18
10–15 millions de pousses croissent ensemble dans une serre de ferme de
taille moyenne.
Le système de contrôle fournit des informations en temps réel sur toutes les
variables d’environnement.
plus maintenir les conditions paramétrées, il doit automatiquement générer une alerte pour informer le personnel responsable.
Les alertes et les informations de cette nature ne sont pas uniquement consignées sur le réseau fixe, mais elles peuvent aussi être
transmises au moyen d’équipements de réseaux mobiles.
leurs expositions de plantes. Dans ce cas, un contrôle défectueux
des conditions climatiques peut provoquer la perte d’espèces rares. Les systèmes de contrôle sont donc tenus de résister à la
température, à l’eau, aux produits chimiques et aux effets des
machines, tout en étant capables de fonctionner avec une fiabilité
extrême.
Les solutions harting de la classe de protection IP67 se révèlent
idéales pour des applications dans les serres modernes. Ces produits d’infrastructure pour les applications Ethernet industrielles
fonctionnent avec une fiabilité exceptionnelle dans les conditions
ambiantes les plus sévères, comme celles décrites auparavant.
Les commutateurs administrables (mCon) et non administrables
(eCon) sont des composants parfaits pour la création d’architectures de systèmes réparties efficacement. Un câble unique peut
servir à transmettre les signaux de commande et alimenter les
éléments du système en électricité. Les câbles et connecteurs
de standard industriel offrent un niveau élevé de flexibilité
pour la conception du système de contrôle tout en étant simple à
maintenir. Ainsi, en choisissant les solutions harting pour leurs
serres, les utilisateurs savent qu’ils garantissent la sécurité de
leur investissement grâce à un système sur lequel ils peuvent
compter.
Conditions extrêmes
En raison de leur nature même, les conditions présentes à l’intérieur des serres forment un environnement hostile pour les
systèmes techniques. En conséquence, les systèmes et leurs éléments doivent être d’une conception particulièrement robuste.
L’humidité relative est souvent supérieure à 90 % et certaines
parties de l’installation peuvent même se trouver sous l’eau. La
température, l’humidité et l’eau ne sont pas les seuls éléments
pouvant détériorer le système. Dans beaucoup de cas, on utilise
des produits chimiques et des engrais pour nourrir et protéger
les plantes. De surcroît, l’utilisation de machines peut infliger
des dommages considérables sur les composants du système de
contrôle.
Les serres modernes peuvent être immenses. Aussi, les distances
séparant les capteurs, les éléments commandés et les unités centrales sont susceptibles de se compter en centaines de mètres. Au
printemps, entre 10 et 15 millions de jeunes plants peuvent être
cultivés dans une serre de taille moyenne. Un investissement
élevé est donc mis en danger si les conditions de croissance ne
sont pas optimales.
La fiabilité est le facteur déterminant
Les agriculteurs ne sont pas les seuls utilisateurs de serres. Les
jardins botaniques en utilisent également afin de reproduire les
conditions naturelles les plus proches possible de la réalité pour
Jakub Vinčálek
President
TENAX CZ s.r.o.
Prague, Czech Republic
Tomáš Ledvina
Product Manager, Czech Republic
[email protected]
19
t e c . N e w s 15 : C o o p é r at i o n i n t e r n at i o n a l e
Andreas Huhmann
Automation IT devient une réalité
Fonction et installation d’un réseau Ethernet ouvert intégré
harting Technology Group poursuit sa vision d’un réseau Ethernet ouvert et intégré s’étendant du bureau à la production.
Cette vision se réalise désormais sous la forme du concept «Automation IT». Ce concept s’appuie entièrement sur les standards Ethernet, en l’occurrence la norme IEEE 802.3. L’introduction de solutions réseaux telles que commutateurs, logiciel
de gestion, solutions de sécurité et de connectivité, utilisées aussi bien pour des applications de bureau que sur le site de
production, améliore et permet cette convergence. Cette vision se réalise : à l’avenir, Automation IT facilitera un Ethernet
universel qui simplifiera et accélèrera les traitements, créera de la transparence et réduira les coûts.
20
PushPull Variant 14 Based Installation
M12 pour E/S
Bâtiment Industriel
www
PushPull Variant 14 Based Installation
PushPull Variant
4 hybrid based
installation
M12 pour E/S
Capteur
Capteur
Messagerie Tél./Messagerie
Téléphonie
Vidéo
Conférence Web
Office IT
HMI
HMI
PushPull Variant
4 hybrid pour
équipements
intelligents
Machines
Site Industriel
Unified Communications
Automation Industrielle
Automation IT
Exigences pour un switch de type Automation IT
Automation IT réunis le réseau chargé d’automatiser l’usine et
les machines au réseau intégré de l’entreprise et le relie également à l’Internet. De nouvelles applications semblables à celles
déjà proposées aux entreprises – VOix sur IP, e-mail, vidéoconférence via Ethernet – seront bientôt mises en oeuvre jusqu’au
niveau des machines du site de production sans limitation par
l’usage du standard Ethernet. Les fournisseurs de systèmes
d’automatisation reconnaissent aussi les avantages d’un réseau
universel adapté à chaque type d’application sans exception. Ils
plébiscitent l’utilisation du standard Ethernet dans le domaine
de l’automatisation et savent que même le temps réel et la sécurité sont compatibles avec Ethernet.
Normes internationales pour les réseaux Ethernet
Aujourd’hui, les réseaux informatiques de bureau sont pratiquement tous des réseaux Ethernet, fixant ainsi une norme
universelle régissant les communications pour toutes les applications informatiques. A la fois les applications et Ethernet
n’ont cessé de se développer. Dans les années 1990, on attachait
de l’importance aux applications classiques de bureau telles
que les systèmes ERP et la messagerie. Pour améliorer l’efficacité de ces systèmes et intégrer des équipements terminaux
exigeant une forte bande passante dans le réseau, il a fallu
continuellement optimiser la performance de la transmission
des données. Les architectures de sécurité et le stockage central des données ont pris une importance grandissante. Les
fonctionnalités exécutées à l’origine de manière décentralisée
par des ordinateurs locaux ont été transférées vers le réseau.
21
Câblage
Switch
Câblage
Câblage
Switch
Switch
Ethernet pour bâtiment industriel
Ethernet pour installation de production
Ethernet pour machines
Aperçu des zones d‘utilisations
De plus, le réseau Ethernet a intégré à la fois les services de
voix et de vidéo, rendant nécessaires non seulement une nouvelle augmentation du débit mais aussi de nouvelles fonctions
réseau (prioritisation, qualité de service, etc.) En plus de transmettre des données, Ethernet avec PoE (Power over Ethernet)
est l’unique norme internationale qui se charge également de
fournir l’alimentation électrique des équipements et terminaux
connectés. Désormais, l’accent est mis sur l’intégration d’application d’automatisation permettant au réseau Ethernet d’être
aussi l’unique norme internationale dans ce domaine.
Composants réseaux pour Automation IT
Par le passé, l’environnement de bureau se caractérisait par des
stations réseau standardisées (PC) qui se connectaient toutes
à un serveur central avec à peu près les mêmes besoins. Cela
conduisit au développement du commutateur dont le principe
de base était de permettre une connexion point à point entre
chaque participant du réseau. Aujourd’hui, cependant, d’autres
fonctions du commutateur sont particulièrement importantes.
Les principales exigences sont :
– Gestion du réseau : la gestion centralisée rend nécessaire
l’intégration du protocole SNMP dans tous les composants
réseau actifs.
22
– Création de VLAN : Les commutateurs doivent traiter et filtrer les trames en fonction du marquage de VLAN (réseau
virtuel).
– Qualité de service : des fonctions telles que la prioritisation
sont nécessaires. Les commutateurs doivent pouvoir traiter
des files d’attente par niveau de priorité et transmettre les
trames sur une base sélective.
– Filtrage : en raison du mode de fonctionnement de certains
protocoles industriels ainsi que de l’intégration d’applications
multimédia, il est nécessaire de pouvoir contrôler les trafics
de type multicast ou broadcast. Des mécanismes tels que
l’IGMP snooping par exemple permettent un filtrage efficace
du trafic multicast.
– Redondance : le mécanisme RSTP défini dans la norme
IEEE 802 s’utilise de plus en plus dans des applications
industrielles.
Les composants réseau qui soutiennent les applications informatiques sont devenus des équipements ultra complexes. Les
réseaux deviennent intelligents. Des applications essentielles
sont transférées des serveurs ou systèmes de contrôle vers le
réseau lui-même. Réussir à administrer un réseau universel
sur le modèle d’Automation IT est possible à condition que les
caractéristiques de tous les composants réseau soient compa-
rables et compatibles. Cela est lié d’ une part à leurs fonctionnalités. Mais c’est surtout une question d’ interopérabilité.
Les développements technologiques des réseaux ne sont pas
initialement dédiés à l’automatisation mais ils y ont été adaptés. Alors que la norme IEEE 802.3 est le principal pilote des
exigences techniques relatives à la technologie des composants
réseau, l’ IEEE ne doit pas se laisser influencer par la création
d’une autre norme. Au contraire Il vaudrait mieux que les groupes de travail responsables d’ Ethernet continuent à développer
cette technologie.
Câblage pour automatisation
La norme concernant le câblage Ethernet dans le bureau a obtenu l’approbation générale. En terme de technologie des données,
la priorité accordée à la norme ISO/CEI 11801 est indéniable.
Le câblage générique qui servait à l’origine les technologies
de réseaux multiples en plus d’ Ethernet devient aujourd’hui
une technologie sur mesure pour Ethernet. Les catégories de
câblage sont donc communes à toutes les normes industrielles.
Une adaptation complète à l’environnement industriel a été instaurée avec la création de la norme ISO/CEI 24702 publiée fin
2006. Par conséquent, le système nerveux central de la technologie de l’information représenté par Ethernet est aujourd’hui
disponible dans le secteur industriel.
harting travaille actuellement aux adaptations d’installations
destinées aux usines, systèmes et machines. Il s’ agit de prendre en compte les conceptions différentes qui s’appliquent aux
installations de l’usine et des machines tout en maintenant une
totale transparence des données. Les adaptations apportées au
site de production entraînent la fusion des compétences actives
et passives. Il y a de bonnes raisons à cela qui proviennent
de cas d’utilisation renvoyant aux exigences des applications
elles-mêmes:
– En général, une pré-installation n’est pas requise dans la
mesure ou le câblage fait partie intégrante de la machine.
– La présence d’un équipement IP 67 signifie que le câblage
doit être compatible avec cet équipement.
– L’intégration de commutateurs dans les systèmes d’automatismes remplace les connexions en étoile. Un point d’ échange
centralisé pour les câbles, tel que le classique panneau de
raccordement utilisé dans les réseaux bureautiques, est en
pratique supprimé.
– Pour répondre aux besoins des topologies complexes adaptées
à la structure de l’usine, les commutateurs sont placés à des
endroits spécifiques. Leur emplacement est donc établi en
fonction de l’application.
Du câblage aux systèmes d’installation
Une communication sans obstacle est souvent comparée à un
câblage unique. Cependant, une communication cohérente et
globale est loin de ressembler à une série standardisée de câbles notamment parce que l’installation doit être adaptée pour
convenir à l’ application. Alors que les connecteurs IP 20, par
exemple, peuvent être facilement utilisés dans le bureau et les
armoires IT, leur utilisation dans les environnements industriels est impossible. Il est possible d’identifier trois secteurs
caractéristiques couvrant un large choix d’applications : les
bâtiments, l’usine et les machines. Chaque secteur formule ses
propres demandes, généralement différentes, sur le système
d’installation. Toutefois, ces différences ne doivent pas permettre d’exclure un système unique de gestion.
Automation IT permet aux utilisateurs d’être sûrs de mettre
en oeuvre un réseau ultraperformant pour leurs applications
industrielles. C’est là où Automation IT génère des bénéfices
: à savoir des économies de coûts liées à l’usage d’un réseau
universel et à une optimisation des opérations issue d’une communication accessible entre toutes les applications.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing
[email protected]
23
tec.News 15: Microcosme
24
Prof. Dr.-Ing. Peter Jehle, Stefan Seyffert & Detlef Tenhagen
Expansion de la mise en oeuvre de la technologie RFID
Un projet de coopération réunissant l‘Université Technique de Dresde et harting a permis de faire
fonctionner des transpondeurs et des lecteurs RFID dans l‘industrie de la construction.
Une technologie fondée sur un système UHF-RFID autorisera prochainement de nombreuses optimisations de coûts et des innovations dans l‘industrie de la construction. Ce projet né sous les auspices de l‘Institut du Management de la Construction de l‘Université Technique de Dresde visait l‘identification des différentes caractéristiques de performance et les améliorations pouvant
apporter des réductions de coûts supplémentaires pour les intégrer de manière fonctionnelle dans le système de production, de
façon à obtenir un rendement sur capital investi (RCI) notable. Les possibilités ne sont pas limitées uniquement aux processus de
l‘industrie de la construction, mais comprennent également des fonctionnalités de services dans le réseau de distribution ainsi que
des services complémentaires. De nouvelles exigences réglementaires en matière de documentation de la structure des bâtiments
ont également été prises en compte au cours de ce projet. Les technologies de communication déjà utilisées dans l‘industrie de la
construction, qu‘elles soient filaires ou sans fil, doivent également être prises en considération et mises en oeuvre.
Les tentatives d‘utilisation de transpondeurs RFID (Radio Frequency IDentification, identification par radiofréquence) dans
le génie civil et l‘industrie de la construction se sont souvent
soldées par des échecs trouvant leurs causes dans les conditions
fondamentales sous-jacentes. Par exemple, les transpondeurs
sont souvent entourés de matériaux qui absorbent les signaux. En
outre, il n‘existait pas, jusqu‘à maintenant, de normes uniformes
pour les interfaces des transpondeurs-lecteurs. En conséquence,
les systèmes disponibles sur le marché n‘étaient ni compatibles,
ni interchangeables. Cette situation a donné naissance à des solutions isolées caractérisées par des coûts de développement très
élevés et qui n‘étaient pas rentables pour les entreprises individuelles travaillant seules. D‘autres systèmes d‘identification n‘ont
pas réussi à trouver de place sur les chantiers. Les exigences
mécaniques très élevées, la salissure et les changements fréquents de position n‘ont pas oeuvré en faveur des codes-barres,
par exemple. Les réels progrès de la technologie des systèmes
RFID accomplis ces dernières années ont rendu possible leur
mise en oeuvre dans l‘industrie du bâtiment.
C‘est pour répondre précisément à ces problèmes qu‘interviennent les produits développés par harting pour la technologie
RFID. Leurs transpondeurs sont conçus pour une utilisation directe sur les surfaces métalliques et sur les conteneurs remplis
de liquide. De plus, leur lecteur de type IP65 comprend plusieurs
interfaces pour une utilisation fixe ou mobile.
Coopération
L‘objectif de l‘Institut du Management de la Construction de l‘Université Technique de Dresde pour ce projet de recherche est de
construire une approche décentralisée de l‘information par la
mise en place de composants «intelligents» (tels que des murs
en béton armé, des éléments préfabriqués ou des éléments de
maçonnerie). L‘Institut du Management de la Construction de la
TUD a invité harting à coopérer avec lui dans ce nouveau projet
de recherche.
La première phase du projet «Technologie RFID dans la construction», approuvée par le ministère fédéral allemand de la construction, associait également le constructeur de coffrages Hünnebeck
avec le groupe harting. L‘objectif de cette phase était de déterminer les avantages à attendre de cette technologie à chaque
étape du cycle de vie de la construction (planification, réalisation, fonctionnement et maintenance, ainsi que les changements
d‘utilisation, la modernisation et le redéveloppement, jusqu‘à la
démolition de la construction).
Une des idées essentielles du projet était de développer les conditions fondamentales pour l‘utilisation de la technologie RFID
dans les éléments de structure et de définir les exigences informatiques matérielles et logicielles. Ces analyses seront menées
en particulier dans la phase de fabrication des coffrages, car
les exigences les plus importantes pour le système global sont
attendues lors de cette phase. Les analyses seront effectuées avec
les systèmes de lecture et les transpondeurs fournis par harting,
qui seront fixés sur des éléments de structure de référence de
Hünnebeck. Les systèmes de lecture et les transpondeurs devront
alors démontrer qu‘ils sont adaptés à une utilisation sur les sites
de construction de référence.
Applications et possibilités d‘optimisation
La construction d‘une structure est un processus hautement complexe et unique. La plupart des processus optimisés de l‘indus25
quantité de matériaux présents sur le site de construction. L‘utilisation de «portails de lecteur» rend obsolète le contrôle manuel
des véhicules d‘approvisionnement, où il faut notamment charger
et décharger de grands éléments de coffrage, ce qui engendre des
coûts importants.
Sécurité apportée par un contrôle basé sur la
technologie RFID
Selon les statistiques des accidents professionnels, 71 % des
accidents d‘échafaudages peuvent être attribués aux éléments
eux-mêmes. Les planches d‘échafaudages sont, pour leur part,
responsables de 34 % des accidents (cause: usures, dommages ou
vétusté). En enregistrant automatiquement le cycle de vie d‘un
élément, on peut améliorer la gestion de la maintenance et la
documenter de manière fiable.
trie des matériaux de construction fixes réapparaissent sous une
forme similaire durant la phase de construction. Voici quelques
exemples d‘applications et de leurs potentiels d‘optimisation:
Documentation complète
La documentation complète et exhaustive des constructions joue
un rôle de plus en plus important. Il a été observé dans le passé
qu‘une grande quantité d‘informations et qu‘un nombre varié
d‘interfaces conduisaient à la perte d‘informations importantes.
Utilisation de la technologie RFID lors de la
séquence de construction
Des études menées par des scientifiques sur la main d‘oeuvre de
l‘industrie de construction ont montré que 30 à 50 % du temps de
mise en oeuvre d‘un projet n‘est pas productif et est consacré à
des activités comme la recherche, l‘identification, le déplacement
ou le transfert de matériaux. Les quantités réelles des matériaux
de construction mis en oeuvre sur le chantier diffèrent aussi
considérablement des quantités calculées. En marquant les éléments et les matériaux avec des transpondeurs RFID, la zone
de stockage peut être utilisée de manière optimale et le flux de
matériaux peut être amélioré de manière significative.
Contrôle d‘accès
Si l‘accès des véhicules de chantier est automatiquement
enregistré, les responsables du chantier disposent en permanence d‘une information réactualisée sur le type et la
Le nouveau système de lecteur HARTING RF800 pour toutes les applications RFID en IP65, adapté au déploiement dans l’industrie de la construction.
26
pour tous les acteurs impliqués. Des cahiers des charges définis
pour les matériels informatiques et logiciels et ciblés sur la situation réelle permettent à harting de développer des produits
RFID optimaux pour une large utilisation dans l‘industrie de la
construction.
Intégration du transpondeur RFID dans ce que l’on appelle un ciment à
mélanger sur place. Malgré un enfouissement total, le transpondeur peut
toujours être lu.
L‘utilisation de la technologie RFID permet l‘enregistrement des
cycles de vie sans perte d‘information, ce qui autorise, à son tour,
une certification complète de la qualité. Cette procédure exige des
produits RFID à l‘épreuve du temps, dont la durée de vie devra
dépasser une trentaine d‘années. Les possibilités d‘optimisation
présentées ici contribuent toutes directement ou indirectement à
l‘amélioration des coûts et des durées de construction, ainsi qu‘à
la sécurité et la qualité du travail.
Le RCI est un moteur inhérent de la technologie
Un des axes fondamentaux de cette analyse repose sur la rentabilité économique de ce système. L‘utilisation de la technologie
RFID est étroitement liée à la question du «rendement sur capital
investi» (RCI). Les analyses démontrent ce que les industries
des biens et de la logistique expriment depuis plusieurs années:
un système particulier utilisé par une seule des parties impliquées est rarement rentable. Étant donné le grand nombre des
différentes entreprises impliquées, notamment dans la phase de
construction, un système standardisé utilisable par toutes les
parties et permettant d‘optimiser les processus particuliers serait
manifestement plus économique et plus rentable. En utilisant des
protocoles de communication normalisés comme TCP\IP, harting
se concentre déjà sur les technologies d‘avenir en favorisant un
système de communication global pour toutes les parties impliquées.
En conséquence, la mise en oeuvre de la technologie RFID dans
le domaine de la construction pourrait améliorer de manière
décisive les possibilités concurrentielles internationales dans
l‘industrie de la construction. En fournissant la preuve que cette
technologie peut être également utilisée pour les éléments de
coffrage et d‘échafaudages tout en prenant en compte les diverses
conditions de base, des opportunités d‘optimisation se présentent
RFID avec harting – Situation présente et avenir
La technologie RFID est actuellement utilisée pour optimiser les processus de stockage, de gestion des produits et de
fabrication industrielle des biens. Le groupe harting Technology a fait la preuve de ses compétences dans le domaine
des microtechnologies. harting a reçu le très convoité Hermes Award 2006 pour son nouveau transpondeur passif
RFID UHF. Des systèmes de lecture intégrés permettent
la communication continue entre les transpondeurs et les
différents systèmes de contrôle sur place. Comme l‘illustre
ce projet, ces techniques peuvent également être employées
avec succès dans l‘industrie de la construction.
Pour l‘instant, ces systèmes font l‘objet d‘une utilisation sélective dans l‘industrie de la construction. Par exemple, de
grandes machines de terrassement sont équipées de transpondeurs RFID pour simplifier le contrôle technique de la
machine, pour traiter en ligne les erreurs, les pannes, les
dysfonctionnements et pour enregistrer automatiquement
une documentation complète sur le cycle de vie de la machine. L‘utilisation de la technologie RFID dans l‘optimisation
de l‘ensemble des processus impliqués dans la construction
n‘est pas encore une réalité, même aujourd‘hui.
Prof. Dr.-Ing. Peter Jehle
Technische Universität Dresden
Institute of Construction Management
Chair of Construction Methods
Stefan Seyffert
Technische Universität Dresden
Institute of Construction Management
DETLEF TENHAGEN
Manager Market & Technology Development
[email protected]
27
Jörg Hehlgans
Suivre le cycle de vie du produit
Plaque signalétique électronique avec RFID pour un stockage optimal des données
Dans de nombreux secteurs industriels ainsi que dans certains bâtiments publics comme les hôpitaux, un grand nombre
d’objets ou d’équipements divers fait l’objet d’une surveillance particulière et nécessite des contrôles constants. Ils doivent
en permanence répondre aux exigences et aux obligations auxquelles ils sont soumis. Par exemple, dans l’industrie alimentaire destinée aux êtres humains et aux animaux, les conteneurs en acier inoxydable sont nettoyés régulièrement afin de
respecter les normes d’hygiène strictes instaurées par les institutions européennes pour la protection des êtres humains
et des animaux. Ce n’est que lorsque les données sont stockées et mises à jour de manière continue qu’il est possible de
prouver que les conteneurs ont été nettoyés après chaque utilisation, conformément aux exigences, et d’atteindre un haut
niveau de sécurité dans les processus. Par exemple, une pompe de nettoyage qui véhicule des liquides à haute pression et
à haute température est soumise à des normes d’hygiène et doit subir une maintenance préventive régulière pour éviter les
pannes (Fig. 1).
Le RFID, une solution efficace
Comment fournir de manière efficace et économique des informations sur le cycle de vie des produits et des processus?
Les groupes harting Technology et Intellion AG ont
recours à des technologies de l’information de
pointe pour leur toute dernière innovation,
un système d’intégration basé sur un logiciel pour les composants RFID.
Pour le logiciel de cycle de vie, les
produits industriels sont insérés
dans un transpondeur inscriptible (puce de données). On
peut lire, mettre à jour et
conserver les données produit rapidement et de manière fiable à l’aide d’un
lecteur/graveur mobile.
Le transpondeur harting
RFID stocke toutes sortes
d’informations comme les
données constructeur et
produit pertinentes ainsi
que les informations relatives à la maintenance régulière. On utilise un terminal
manuel pour stocker et lire
les informations ainsi que pour
transférer les données dans la
28
Fig. 1: Pompe avec une plaque signalétique électronique
Fig. 2: Plaque signalétique électronique sur une boîte noire
base de données. Le logiciel de cycle de vie d’Intellion organise
la préparation des données, leur évaluation et leur documentation dans l’historique du produit.
Les vérifications étant effectuées simultanément pour garantir
le respect des processus définis, la technologie RFID accroît
également la sécurité du processus et permet de prouver l’exécution des processus certifiés dans les domaines où la sécurité est importante (par exemple dans l’industrie chimique ou
pharmaceutique).
Exemple de cycle de vie d’un produit
Le cycle de vie du produit débute lors de la préfabrication et se
poursuit jusqu’au recyclage (Fig. 4). L’utilisateur du logiciel de
cycle de vie détermine le mode de recherche des données. En
règle générale, harting et Intellion exécutent tout d’abord
une analyse et un modèle de processus pour assurer
une utilisation économique et compatible avec l’industrie. Cela implique la création d’un modèle de
données auquel l’outil logiciel est par la suite
adapté. Au même moment, la plate-forme logicielle comporte des interfaces ouvertes sur
les systèmes actuels ERP (ERP = enterprise
resource planning, planification des ressources de l’entreprise) afin de garantir
une liaison invisible avec les processus
d’entreprise de l’utilisateur. Une fois
achevées, ces étapes sont immédiatement suivies de la mise en place et de
l’intégration du système, généralement
divisées en plusieurs phases de projet.
Le logiciel est principalement utilisé
dans la production, la logistique et surtout dans le service après-vente puisque
la gestion, la maintenance et le service des
pièces de rechange, ainsi que la garantie,
permettent de réaliser des économies particulièrement intéressantes dans ces secteurs.
Le vainqueur du Hermès Award en action
Afin d’englober les diverses applications et cycles de processus, harting propose différents transpondeurs RFID. La version «HARfid TP 86 (HT)», en particulier, peut être utilisée à la
place d’une plaque signalétique conventionnelle. L’innovation
produit qui a remporté le Hermès Award en 2006 dispose d’une
forme plate, d’un boîtier hermétiquement scellé, d’une résistance aux températures élevées et d’une résistance du support
Fig. 3: Format «RS» comme étiquette électronique pour un ventilateur
29
Cycle de vie du produit
Production
Logistique
Installation,
assemblage, mise
en service
Maintenance et
réparation
Mise à jour,
reconditionnement,
retrofit
Destruction,
recyclage
Processus d’assistance
Gestion du surplus
Gestion des contrats, contrats de service
analyse, optimisation des opérations
Traitement des exceptions
Gestion des réclamations et des problèmes
Rappel
Traitement des garanties, garantie
Fig. 4: Cycle de vie général du produit
(Fig. 2). Le transpondeur peut être collé, riveté ou vissé au
produit fini (Fig. 2). Dans le cycle de vie du produit, on qualifie cette étape de «lancement» et on attribue au produit un
identifiant électronique et d’autres données maîtresses plus
spécifiques au produit. Par la suite, on peut stocker et lire de
nouvelles informations en fonction des évènements (Fig. 4).
Comme le produit peut changer de mains plusieurs fois au
cours de son cycle de distribution depuis le fabricant jusqu’à
l’utilisateur, les données sensibles ne doivent pas pouvoir être
consultées et modifiées par n’importe qui. Aussi le logiciel comprend-il un contrôle d’accès avec divers niveaux d’utilisateur
et mots de passe afin de prévenir une utilisation frauduleuse,
comme l’écriture ou la suppression non-autorisées. En outre,
on peut crypter les données afin que certaines informations ne
soient lisibles que par un groupe de personnes pré-défini.
Eviter l’utilisation frauduleuse
Une autre utilisation particulièrement avantageuse du logiciel
de cycle de vie est l’identification: en comparant le stockage
central des données et l’information décentralisée sur la plaque signalétique électronique, le technicien de maintenance
peut déterminer sur site si tous les processus ont été exécutés
30
correctement et complètement. En outre, on peut stocker dans
l’outil logiciel les contrôles de plausibilité, ce qui permet de voir
les manipulations impropres ou de générer des messages sur
le vol de produits enregistrés.
Résumé
Les fabricants et les utilisateurs de produits de haute qualité
peuvent utiliser des plaques signalétiques électroniques et le
logiciel de cycle de vie pour bénéficier d’une meilleure transparence des processus. Il est également possible de réaliser des
économies sur les coûts dans le domaine du service après-vente
ou d’éviter des frais d’assurance.
JÖRG HEHLGANS
Head of Marketing and Sales, Mitronics
[email protected]
Dr. Daniel Häfliger
Un capteur à large gamme
d‘intensité de courant basé sur
un module compact 3D-MID
La demande croissante dans le domaine du contrôle et de la surveillance de l‘alimentation entraîne le développement de systèmes de capteurs actuels, intelligents
et peu coûteux. Le nouveau capteur que nous présentons ici intègre la puce et la
ligne de courant d‘une sonde de Hall dans un dispositif d’interconnexion moulé
tridimensionnel (3D-molded interconnect device – 3D-MID) simple et compact.
Contrairement à un shunter traditionnel (baisse de la tension parcourant une résistance en série), une sonde de Hall mesure le courant électrique par l‘intermédiaire de
son champ magnétique. Ce procédé garantit la séparation galvanique entre le capteur
et les lignes de courant, ce qui protège le capteur des dommages dus aux surtensions.
Le capteur peut donc détecter des défauts sur les lignes de courant sans être lui-même
détruit. Une conception modulaire permet une adaptation flexible du capteur à une
gamme spécifique d‘intensité de courant. Le capteur est conçu pour un montage en
surface, ce qui permet une intégration flexible à une très large gamme de circuits
industriels imprimés sur cartes (PCB). Sa conception associe un faible encombrement
pour une grande densité d‘encapsulation avec une séparation galvanique appropriée
du capteur et des lignes de courant, prérequis essentiel dans les applications comme
le contrôle des moteurs.
31
5 mm
Fig. 1: Capteur de courant monté sur un tableau d’évaluation. Le capteur est
équipé de conducteurs pour 7.5 A. L’empreinte du capteur est de 37 mm2.
Le MID permet la multifonctionnalité sur un
substrat unique
Ces dernières années, le 3D-MID est devenu une technologie
largement reconnue pour la création de circuits en trois dimensions. Le MID est un procédé qui consiste à déposer des fils
électriques par un processus de métallisation sélective sur un
substrat thermoplastique moulé par injection. Ces fils électriques sont définis par une écriture directe au laser dans le
matériau polymère moulé. Les zones exposées aux radiations
du laser sont activées chimiquement et permettent le dépôt de
plusieurs couches métalliques de cuivre, de nickel et d‘or par
galvanisation autocatalytique. Lors du traitement au laser, le
substrat polymère est fixé sur un plan inclinable qui permet
une structuration tridimensionnelle complète sur toutes les
faces du matériau polymère. Le Groupe harting Technology a
développé depuis plusieurs années une grande connaissance
du processus 3D-MID. Cette technologie a déjà été mise en
oeuvre avec succès dans des capteurs de pression personnalisés et des transpondeurs RFID. harting est devenu un acteur
extrêmement compétent dans le développement des différents
capteurs MID.
–Il assure la connexion de la puce du capteur vers la carte du
client par le biais de points de soudure.
–Il offre des points d‘étalonnage pour la programmation de la
puce du capteur.
–Il contient les lignes de courant.
–Il assure la séparation galvanique entre le capteur et les lignes
de courant.
La puce de la sonde de Hall est collée directement sur le boîtier
polymère. Les contacts électriques de la puce du capteur sont
connectés aux fils électriques du MID par des fils d‘aluminium.
Le blindage électrique est intégré dans la métallisation, derrière la puce de la sonde de Hall. On aperçoit cependant les trois
points de contact ronds pour la programmation à proximité de la
puce du capteur. Il est possible de les utiliser pour étalonner la
puce du capteur après son montage sur le corps polymère.
Un petit format pour une très grande capacité d‘adaptation
Les lignes de courant sont fixées et alignées sur le corps polymère grâce aux entailles pratiquées dans le substrat à gauche
10 mm
8.6 mm
5 mm
La figure 1 montre un élément MID moulé et métallisé employé
pour le capteur. Le substrat concentre différentes fonctionnalités dans un espace réduit:
–Il accueille la puce semi-conductrice d‘une sonde de Hall avec
un circuit de programmation intégré (modèle CSA-1V de Sentron Melexis AG, Zug, Suisse).
–Il assure le blindage électrique de la puce du capteur.
32
Fig. 2: Concept pour les capteurs de courant de deuxième génération.
Paramètre
Symbole
Min.
Typ.
Max.
Unité
Remarques
Sensibilité
magnétique
Sm
270
300
330
V/T
T = 25 °C
Sensibilité
S
70
90
100
mV/A
T = 25 °C
Bruit
Vn
-
0.3
-
mV
Crête à crête, T = 25 °C
Tension résiduelle
Voff
-5
0
5
mV
Calibré, T = 25 °C
Erreur maximum
E
-
0.6
0.9
%
Généralisé
Ip=1.6 V, T = 25 °C
Temps de réponse
tR
-
1
6
μs
T = 25 °C
Tableau 1: Données techniques des essais provisoires
et à droite de la puce du capteur. Cette mise en place tridimensionnelle du capteur tient compte de l‘enroulement des lignes de
courant autour de la sonde de Hall. La figure 1 montre un prototype actuel de capteur monté sur une carte de circuits imprimés
et équipé de trois lignes de courant en forme de U. Le corps du
MID et les lignes de courant sont raccordés à la carte de circuits
imprimés par des soudures d‘étain sans plomb. Le câblage de la
carte de circuits imprimés raccorde en série les conducteurs en
forme de U de façon à former une bobine. Cette configuration expose plusieurs fois la puce de la sonde de Hall située sur le corps
du MID à un même courant, ce qui augmente l‘interaction entre
le champ magnétique et le capteur. Le boîtier du MID centre la
puce du capteur au milieu de la bobine du conducteur, là où le
champ magnétique est le plus intense. La conception tridimensionnelle des lignes de courant et le positionnement spatial très
précis de la puce de la sonde de Hall garantissent la sensibilité
optimale du capteur. De plus, le champ électromagnétique entourant les lignes de courant en bobine diminue rapidement lorsque
l‘on s‘éloigne du capteur. Ce fait est inhérent à toutes les bobines
et, dans le cas de ce capteur, il réduit l‘interférence entre les différents modules, permettant, par exemple, la mesure d‘un courant triphasé dans un espace confiné. La conception modulaire
du conducteur/boîtier permet une adaptation flexible du capteur
à une gamme particulière d‘intensité de courant. Les courants
les plus importants nécessitent généralement un diamètre plus
grand pour les lignes utilisées. Par conséquent, en installant des
conducteurs de différents diamètres sur le même boîtier, il est
possible de réaliser une gamme de capteurs personnalisés.
Un système de capteur concurrentiel
Le capteur est alimenté par une source de courant de 5 V facilement disponible. En raison de la linéarité élevée de la sonde
de Hall, ce dispositif peut être mis en place en boucle ouverte,
ce qui permet des économies d‘énergie considérables (plusieurs
centaines de mW), contrairement aux capteurs actuels fonctionnant sur le principe de la mesure de la résistance magnétique.
Le tableau 1 récapitule les performances du capteur déterminées
lors des essais préliminaires. Une erreur maximale de mesure
de 0,6 % a été déterminée en grandeur réelle (1,6 V). La puce du
capteur a montré qu‘elle n‘était pas altérée par les décharges
électriques (600 V à 5 Hz, 50 Hz et 500 Hz) subies par le circuit
primaire, prouvant l‘efficacité du blindage du champ électrique.
Une protection contre les champs magnétiques peut être mise en
place en couvrant le capteur avec une petite boîte fabriquée en
Mumétal. Les performances démontrées du prototype soutiennent très bien la comparaison avec d‘autres systèmes de capteurs
disponibles sur le marché.
Une large palette d‘applications
Les applications de ce capteur englobent le contrôle de l‘alimentation des réseaux jusqu‘à la détection de pannes dans les interrupteurs de sécurité. Son format compact et sa faible consommation permettent une intégration particulièrement facile dans
les appareils portables et mobiles. La figure 2 montre un prototype de seconde génération avec une conformité améliorée pour
l‘assemblage automatisé de carte de circuits électroniques. Ce
prototype offre une mise en oeuvre rentable pour de grands
volumes.
Le capteur harting remplit le vide qui existait entre les grands
appareils de haute précision et les systèmes plus petits, mais
moins précis. Les systèmes de haute précision manquent généralement d‘un haut niveau d‘intégration. Le 3D-MID offre ainsi
un dispositif hautement intégré avec un niveau de performance
élevé.
DR. daniel Häfliger
Project Manager, Mitronics
[email protected]
33
tec.News 15: Le monde de la technologie
Roger Danielsson & Dr. Andreas Starke
Attelage automatique
du nouveau «Pendolino»
De plus en plus fréquemment, les wagons et voitures individuels sont attelés à l’aide d’attelages automatiques pour constituer
le train, notamment dans le cas des UM (unités multiples). Ces attelages assurent deux fonctions: effectuer les fixations
mécaniques et établir toutes les connexions électriques.
Dans le cas particulier des trains à grande vitesse, les attelages automatiques sont cachés sous un capot actionné par une
commande hydraulique et doté d’un aérodynamisme optimisé
quand cette partie du train se trouve en tête de convoi. Le capot
comme l’attelage peuvent être commandés à distance à partir
de la cabine du conducteur, par une simple pression de bouton.
La présentation suivante est consacrée à un attelage de train
automatique tel que ceux utilisés dans la nouvelle génération
de «Pendolinos».
Fonction mécanique
Le nouveau Pendolino utilise un attelage Dellner de type *Latch
(*levier de verrouillage), avec tampon intégré. D’une longueur
totale approximative de 1,7 m, le tampon possède une course
d’environ 20 cm. Chacun des deux côtés de l’attelage mécanique est équipé d’un raccordement pour les connexions électriques. Sur le côté gauche et le côté droit se trouvent deux séries
de 98 contacts protégés des projections d’eau par un couvercle
qui s’ouvre et se ferme automatiquement lors de la procédure
d’attelage. 66 de ces contacts servent à connecter les lignes du
système à bus du train. L’interface est entièrement compatible
avec les systèmes mis en place jusqu’à aujourd’hui par l’entreprise ferroviaire TrenItalia. Certaines caractéristiques particulières comme le centrage
automatique ont été
mises en
34
oeuvre à la demande de l’entreprise italienne. Ce mécanisme
de centrage peut être désactivé sans outils, pour des opérations
de maintenance ou en cas de position faussée. Une combinaison
de commandes électriques et hydrauliques est utilisée pour
ouvrir et fermer le capot avant. Ce mécanisme est couplé
à la procédure d’attelage. Les deux systèmes peuvent aussi être sécurisés en étant dépendants
l’un de l’autre. Il est impossible de fermer
le capot par inadvertance lorsqu’il
se trouve en situation d’attelage.
Dans le cas d’une perte d’énergie ou d’une panne du
système hydraulique,
l’ensemble du système peut être
actionné
manuellement.
35
Les attelages automatiques peuvent être considérés comme des
éléments simples intégrés au train et pouvant absorber en une
seule fois une énergie d’impact maximale de 1 MJ. Cela correspond à l’énergie cinétique d’une voiture particulière d’un poids
total de 1,5 tonne lancée à une vitesse d’environ 130 km/h.
Le nouveau «Pendolino».
Source: Alstom Transport
Sécurité et fiabilité
Les impacts provoqués par la procédure normale de l’attelage
sont absorbés par un dispositif regroupant un amortisseur
hydraulique à gaz et un circlip. La conception de ce système
autorise une fonction d’amortissement de l’énergie répondant
aux futures exigences en matière de sécurité. En cas d’accident,
les têtes d’accouplement se détachent et l’unité de déformation
actionne ensuite le système d’amortisseurs frontaux Alstom.
Coupleur automatique pour train.
36
Source: Dellner
Outre la sécurité qu’apporte ce système aux passagers, sa
conception réduit les durées de réparation et d’immobilisation
en cas d’accident. Le traitement de l’amortissement de l’énergie
dans la zone d’attelage connaît des progrès continus. Ainsi,
le Pendolino a été soumis à des tests d’impacts à des vitesses
pouvant atteindre 70 km/h. Le fonctionnement de ce train a
été agréé pour l’Allemagne, l’Italie et la Suisse, en conformité
avec la directive européenne sur les trains à grande vitesse
(STI 96/48/CE).
Une interface électrique aux exigences
complexes
L’interface des lignes électriques passant par l’attelage – posées sous le plancher du train, constituant ainsi un élément
très critique du système – est effectuée par des connecteurs
harting adaptés aux applications ferroviaires. Par exemple,
pour réduire au maximum les baisses de
tension et les pertes de conduction sur toutes les interfaces du train, la résistance de
contact ohmique doit être réduite le plus
possible au niveau de chaque contact. La
différence entre une valeur de 2,5 ohms
et une valeur de 0,5 ohm pour cette résistance de contact est clairement perceptible dans des applications. De nombreuses
autres subtilités techniques définies dans
les normes industrielles doivent être prises
en considération. Par exemple, la norme
CEI 60352 contient des spécifications pour
les contacts sertis et la norme EN 61984
définit les exigences générales de sécurité
pour les connecteurs.
Aucune norme internationale
unique n’est encore en place
Il n’existe pas encore de norme internationale valable pour les connecteurs dans
le secteur ferroviaire. La seule norme
couvrant ce champ d’application et qui
prend en compte les exigences devenues
Connecteurs pour des connexions entre les trains
plus sévères des véhicules ferroviaires est la norme française
NFF 61030. Les connecteurs utilisés dans le Pendolino sont
conformes avec le cahier des charges de cette norme. Les principales caractéristiques pertinentes qui y sont détaillées sont
la résistance maximale de contact, la résistance maximale
de la connexion par sertissage, la stabilité mécanique de la
connexion par sertissage, les forces de rétention des contacts
en utilisation isolée, la résistance aux liquides corrosifs et, notamment, la définition des marges et des distances de glissement. Le fonctionnement et le remplacement des connecteurs
doivent être rapides et simples. Cette caractéristique n’est parfois pas compatible avec les exigences d’un niveau de sécurité
plus élevé ou de protection contre les conditions extérieures.
Les connecteurs d’interface doivent résister à des conditions
atmosphériques extrêmes comme les embruns, la chaleur ou
le froid. Le matériau utilisé pour les connecteurs est donc du
même alliage que celui choisi pour la construction des châssis
d’automobiles. Les perturbations causées par le système luimême ne doivent pas être négligées et doivent orienter le choix
des composants et des conceptions appropriées. On parle ici des
vibrations et des chocs, ainsi que des champs d’interférences
électromagnétiques. La norme NFF 61030 contient aussi un
cahier des charges pour ce domaine, qui est plus sévère que
ceux définis habituellement dans les normes industrielles.
Le Pendolino est équipé de connecteurs IP68 avec un blocage
sécurisé par vissage et comprenant 2 séries de 110 contacts.
Les lignes connectées ont une section de 0,5 mm2 à 4 mm2.
Afin de garantir une résistance minimale de contact au fil des
nombreuses années d’utilisation, ces connecteurs sont dotés de
contacts par sertissage avec des surfaces de contact plaquées
or. Quand l’équipement est neuf, la résistance de ces contacts
est égale à celle de contacts en argent, mais le placage or permet en outre d’obtenir une meilleure stabilité à long terme.
Les processus qui sous-tendent les systèmes et les composants
jouent un rôle sans cesse croissant dans l’industrie ferroviaire
moderne. De nos jours, personne ne peut se contenter de fournir un composant ou un équipement électronique uniquement
conforme à la norme EN50155. La traçabilité et le contrôle de
la qualité des processus de fabrication peuvent sauver la vie de
voyageurs. Dans le but de normaliser les processus de l’industrie ferroviaire au niveau international, et pour aller au-delà
des spécifications de la norme ISO 9001, le référentiel IRIS
(International Railway Industry Standard) a été créé à la fin
de l’année 2005 à l’initiative des principaux constructeurs ferroviaires européens. En avril 2006, harting a été le premier
fournisseur de composants du monde à obtenir la certification
IRIS.
roger danielsson
Sales Manager
Dellner Couplers AB
Falun, Sweden
DR. ANDREAS STARKE
Market Manager Transportation, Electric
[email protected]
37
Sam Chen, Liang Wang & Kevin Qi
Les avancées continues du métro
Des connecteurs harting accompagnent la mise en oeuvre de systèmes de propulsion
linéaire en Chine
L’économie chinoise est en plein boom. La démographie urbaine augmente en flèche et les rues sont congestionnées à cause
du nombre croissant d’automobiles. De plus en plus de Chinois découvrent les avantages d’un service de métro rapide et fiable
pour arriver à l’heure sur leurs lieux de destination. Plus de 20 lignes de métro s’étendant sur environ 2000 km sont en cours
de construction dans près d’une douzaine de villes principales dont Pékin, Shanghai, Canton et Nankin. Grâce à sa technologie à la pointe du progrès et à la qualité de ses produits, harting joue un rôle de premier ordre sur le marché des transports.
Un exemple en est donné avec la participation du groupe dans le projet «CSR Sifang Linear Motor Mass Transit».
CSR Sifang Locomotive & Rolling Stock Co. Ltd., un des plus
grands fabricants chinois de locomotives et matériels roulants,
a obtenu un contrat pour la fourniture de nouvelles rames de
métro des lignes 4 et 5 de Canton. Depuis le printemps 2006,
l’entreprise a déjà livré 75 trains comprenant 300 véhicules
équipés de systèmes de propulsion linéaire. Les essais sur les
deux premiers trains ont commencé à la fin de l’année 2005
sur la voie d’essais de CSR, à Qingdao. Ce stade étant achevé,
la Chine est maintenant devenue le troisième pays du monde
pour l’élaboration et la construction de systèmes de moteurs
linéaires pour métros.
Un train différent
CSR Sifang est le fournisseur principal de ce projet de métro
avec la responsabilité de sa conception et de sa production. Les
trains ont une longueur de 71 m, une largeur de 2,8 m et une
hauteur de 3,3 m. Ils comprennent quatre voitures possédant
leurs propres systèmes de propulsion. Leur vitesse maximale
atteint 90 km/h. Les caractéristiques spécifiques de ces systèmes de propulsion linéaire sont décrites ci-dessous.
–Principes de propulsion : pour entraîner les voitures motrices,
les moteurs utilisent les forces générées par les effets électromagnétiques existants entre le moteur et une plaque de
38
Faraday située au centre de la voie. Cette force de propulsion
n’est pas réduite par des forces de friction entre les roues et
les rails. Ainsi, les trains dotés de moteurs linéaires sont capables de gravir des pentes plus aiguës (70 ‰ au maximum,
à comparer aux 33 ‰ des trains classiques).
–Comportement dans les virages : grâce à la conception de
leurs bogies, ces trains peuvent aussi prendre des virages
très accentués (cercle de virage de 60 m), permettant ainsi
d’élargir les choix possibles dans la détermination des tracés
des lignes de métro et d’éviter les coûts gigantesques engendrés par la conversion des tunnels existants et la pose de
nouveaux câbles.
–Niveaux sonores : puisque la méthode de propulsion ne dépend pas de la friction entre les roues et les rails, les métros
équipés de moteurs linéaires sont beaucoup plus silencieux
que les trains traditionnels. En outre, les portes actionnées
par vérin offrent une étanchéité remarquable, ce qui diminue
le niveau sonore à l’intérieur des voitures.
–Hauteur réduite : la faible hauteur des trains de 3,3 m réduit le diamètre prévu pour les tunnels, dont les coûts de
construction sont par conséquent diminués.
Premières lignes de métro à Canton
Compte tenu de toutes ces caractéristiques, les trains à moteur
linéaire s’avèrent parfaits pour les applications de métros. Cette
technologie a déjà été employée à large échelle et avec grand
succès dans les métros de Kobé et d’Osaka au Japon.
Les lignes de métro 4 et 5 de Canton sont les premières à bénéficier de moteurs linéaires. La longueur totale de ces deux
lignes atteint 110 km. Elles améliorent les liaisons entre Canton
et la région du delta de la rivière des Perles, ce qui joue un
rôle primordial dans l’économie cantonaise en plein essor. Les
lignes 4 et 5 ont également été conçues en prévision des 16es
Jeux asiatiques que la Chine accueillera à Canton en 2010. La
ligne 4 a été achevée au cours du printemps 2006.
Concentration sur la fiabilité
La fiabilité de cette nouvelle technique est essentielle pour
l’avenir de CSR Sifang et la réussite de la mise en oeuvre de ce
projet sera déterminante pour garantir de nouvelles commandes. Pour ces raisons, CRS Sifang a recherché des partenaires
compétents et possédant l’expertise appropriée. Le choix de
produits adaptés aux applications prévues était d’une importance cruciale. En d’autres mots, il fallait sélectionner des produits
qui garantissaient la fiabilité que l’on exigeait de ces trains.
Les connecteurs électriques et électroniques harting suivants
ont donc été retenus pour ce projet.
–Connecteurs Han® K 3/2, boîtiers spéciaux HPR 24B : pour
les alimentations électriques étendues. Les connexions sont
réalisées avec un raccordement à vissage axial.
–Connecteurs Han® Modular, boîtiers spéciaux HPR 24B : pour
les circuits d’alimentation, de batterie et de raccordement à
la terre, ainsi que pour le contrôle automatique du trafic et
pour les signaux des équipements de vidéosurveillance. Les
connexions sont réalisées avec un raccordement à vissage
axial et par sertissage.
–Connecteurs Han® HC 650, boîtiers spéciaux HPR 24B :
éléments utilisés sur le rail conducteur de 1500 V. Les
connexions sont réalisées avec un raccordement à vis axial.
–Connecteurs Quintax, boîtiers spéciaux HPR 6B : pour
l’alimentation des antennes de réception. Dans ce cas, les
connexions sont serties.
–Connecteurs Han® Q 5/0, boîtiers spéciaux HPR 3A : mise
en oeuvre avec les capteurs. Là aussi, les connexions sont
serties.
CSR Sifang a choisi les connecteurs harting parce que ces
produits de qualité ont été largement utilisés et ont fait leurs
preuves dans les applications ferroviaires. De surcroît, l’entreprise chinoise a pu bénéficier du savoir-faire et de l’expérience
internationale du groupe harting pour la sélection d’équipements adaptés à des fonctions particulières.
SAM CHEN
Market Manager, Transportation, China
[email protected]
LIANG WANG
Regional Sales Manager, North Industrial, China
[email protected]
KEVIN QI
Sales Manager, Shandong Province Industrial, China
[email protected]
39
Dirk Peter Post & Dr. Andreas Starke
Plus de confort pour les
passagers du rail
Caractéristiques du Han® M12-à sertir dans
les systèmes d‘information aux passagers
Les applications utilisées dans les véhicules ferroviaires requièrent le transfert d‘importantes quantités de données par des
systèmes électriques. Les fonctions de ces données transmises
peuvent se regrouper approximativement en trois catégories
principales. La première catégorie regroupe les signaux de
commande et de relais nécessaires au fonctionnement du train,
comme l‘accélération, le freinage, l‘ouverture des portes, etc. Ces
fonctions sont le plus souvent liées à la sécurité. La deuxième
catégorie comprend les signaux qui transmettent des informations aux voyageurs, par exemple, l‘affichage de la destination
du train, les messages par haut-parleurs et éventuellement, la
vidéosurveillance. La troisième catégorie de fonctions est liée
au confort des passagers comme les projections vidéo ou l‘accès
Internet.
Parallèlement au développement de l‘ingénierie ferroviaire de ces
dernières années, ces trois types de technologies ont progressé
peu à peu. En fait, ce n‘est que très récemment que la troisième
catégorie, liée au confort des passagers, s‘est imposée dans l‘environnement des véhicules ferroviaires. Chacun de ces domaines
est marqué par un développement technologique continu. À titre
d‘exemple, aux premiers temps du chemin de fer, le mécanisme des
freins était actionné manuellement. Aujourd‘hui, les technologies
les plus récentes intègrent un système de commande à air comprimé entièrement électronique. Les derniers développements technologiques influencent la conception même des nouveaux trains qui
ne sont plus équipés de freins, les moteurs pouvant basculer entre
le mode entraînement et le mode freinage selon la situation.
40
Dans le secteur des connexions électriques, on remarque, dans
les trois domaines, des progrès notables qui vont dans le sens de
l‘augmentation des taux de transferts de données, de la diminution de l‘épaisseur des câbles, etc. Au cours de ces évolutions, et
particulièrement dans le domaine des systèmes d‘information
passager et de la vidéosurveillance, Ethernet a joué un rôle de
plus en plus important. Alors qu‘aujourd‘hui, la plupart des trains
européens sont équipés de systèmes analogiques de transmissions de données, les nouveaux
projets existants prévoient presque exclusivement des systèmes
d‘information passager basés
sur Ethernet. Les concepteurs
sont ainsi en mesure d‘intégrer
des composants électroniques
(chipsets) qui ont fait leurs preuves en bureautique.
Les composants utilisés dans les technologies ferroviaires doivent
également répondre à des exigences supplémentaires en terme de
protection contre les interférences magnétiques et les vibrations,
exigences décrites dans la norme EN 50 155. Les solutions existantes mettant en oeuvre des connecteurs à déplacement d‘isolant
(IDC) ne sont pas adaptées, puisque seules les connexions par
sertissage répondent au niveau élevé des exigences et des attentes relatives à ces produits. Des études de marché approfondies
ont révélé qu‘il n‘existait pas de
connecteur M12 utilisant le sertissage: il s‘agit d‘un avantage
compétitif d‘harting, qui mérite
d‘être exploité et développé.
Le HARAX M12-L pour Ethernet
offre toutes les caractéristiques
souhaitées: une configuration
séduisante et robuste, un boîtier
Les connexions utilisées sont
métallique et une conception
HARAX
M12-L
toutefois très différentes. Alors
qui a fait ses preuves avec la
que les applications bureautitechnologie IDC et qui de plus,
ques peuvent se satisfaire de câbles non blindés d‘une section a déjà pleinement conquis le public. En partant de ce modèle, les
AWG 22 à 26, les applications ferroviaires exigent presque tou- connexions IDC ont été remplacées par un système de sertissage.
jours des câbles blindés d‘une section AWG 20. Le connecteur Ces changements ont donné naissance à un nouveau connecteur
RJ45 est exclu pour la plupart de ces applications qui exigent M12 qui s‘est avéré beaucoup plus petit que son prédécesseur
des précautions élevées en matière de fiabilité et de sécurité. doté de raccordements IDC.
Quant à la connexion pour le raccordement, le sertissage est
la technologie la mieux adaptée. Cette préférence se retrouve Le format plus compact n‘affecte aucunement les fonctionnalités
dans de nombreuses normes. «harting a développé son nouveau du produit. Son maniement est simple, comme pour le connecteur
connecteur M12 en utilisant une technologie de terminaison par M12, et son utilisation ne nécessite aucun équipement particulier.
sertissage pour répondre aux différentes exigences et offrir un De simples outils classiques suffisent à sertir les contacts D-Sub.
produit adapté aux technologies ferroviaires.»
Le faible nombre d‘éléments constitutifs permet un assemblage
rapide et une facilité d‘installation.
Une résistance suffisante pour répondre à des
Regard vers l‘avenir
exigences croissantes
Les connecteurs M12 sont les plus indiqués pour les interfaces Dans le futur, les modèles utilisant le codage D ne resteront
de systèmes d‘information passager, comme nous l‘avons écrit pas les seuls disponibles. Un très fort intérêt a été noté pour
plus haut. La face d‘accouplement définie dans la norme CEI un connecteur d‘alimentation (femelle 4 pôles, codage A), ce qui
60 947-5-2 autorise un nombre sans cesse croissant d‘applica- pourrait conduire au développement d‘un modèle mâle 4 pôles
tions. Le codage D évite aussi de manière efficace toute confusion de codage A. La voie est donc ouverte pour une nouvelle famille
avec d‘autres systèmes de connecteurs.
de produits fabriqués par harting.
DIRK PETER POST
Product Manager, Electric
[email protected]
DR. ANDREAS STARKE
Market Manager Transportation, Electric
[email protected]
41
42
Peter Schäffeler & Michael Seele
Une meilleure fiabilité grâce à
con:card+
Les nouvelles spécifications du PCIMG (PCI Industrial Computer Manufacturing Group) ont fait l‘objet de nombreux débats jusqu‘à aujourd‘hui.
AdvancedTCA et MicroTCA avaient été développés à l‘origine pour être utilisés dans les infrastructures de télécommunications. On visait principalement
une grande efficacité, une grande flexibilité et une fiabilité élevée. La fiabilité
devient un enjeu de plus en plus important compte tenu du fait que l‘intérêt
de MicroTCA pour les applications industrielles n‘a cessé de se développer au
cours des derniers mois. Le nouveau label de qualité con:card+ offre aux utilisateurs de MicroTCA et AdvancedTCA une fiabilité de connexion AdvancedMC
considérablement améliorée.
Le PICMG
Le PICMG est un consortium d‘environ 450 entreprises. Son objectif est de développer des architectures ouvertes et normalisées. Les avantages de cette normalisation dont bénéficient les développeurs et les utilisateurs des systèmes résident
dans une diminution des coûts grâce à la production de volumes importants, à
une large sélection de composants fabriqués par de nombreux fabricants et à la
réduction du temps de mise sur le marché de nouvelles applications.
Les trois groupes principaux des spécifications PICMG sont les fonds de panier
passifs ISA/PCI, la norme CompactPCI et AdvancedTCA. AdvancedTCA (en abrégé:
ATCA) se consacre aux spécifications d‘une disponibilité maximale qui se pré-
43
sentent dans les infrastructures des systèmes
de télécommunications,
pour les applications
liées aux cartes porteuses. En plus d‘un taux
de transfert de données
cumulées élevé sur le
fond de panier, pouvant
atteindre 12,5 Gbits/s,
AdvancedTCA permet
une grande disponibilité, une maintenance simple et un
concept d‘application flexible.
Le PICMG a développé la norme AdvancedMC (Advanced Mezzanine Card) de manière à rendre le système encore plus flexible. Les modules AdvancedMC sont de petites cartes qui sont
connectées en parallèle sur une carte porteuse (sous la forme
d‘une carte-fille ATCA) comme applications mezzanines. La
carte porteuse comporte uniquement des fonctions de gestion,
les opérations réelles sont effectuées par les modules AdvancedMC.
MicroTCA est basé sur le principe de l‘enfichage direct des
modules AdvancedMC sur le fond de panier. Le but est de développer des systèmes plus petits et plus flexibles indépendamment des cartes porteuses et de l‘ATCA. MicroTCA vise
des applications plus petites qui ne nécessitent pas une grande
puissance de calcul et pour lesquelles la réduction des coûts
est un enjeu principal.
Modules AdvancedMC pour différentes applications.
44
Types de connecteurs
Un connecteur de cartes a été défini pour l‘utilisation des modules AdvancedMC en ATCA, pour raccorder les modules à la
carte porteuse. Le PICMG n‘a pas défini de connecteur particulier, ni spécifié l‘encombrement du connecteur sur la carte,
ni même le type de connexion. Puisque les spécifications autorisent différentes conceptions pour les modules AdvancedMC,
quatre types de connecteurs ont été définis:
–Type B
(connecteur de module simple avec 85 contacts)
–Type B+
(connecteur de module double avec 170 contacts)
–Type AB
(connecteur de module simple à deux logements intégrant
chacun 85 contacts)
–Type A+B+
(connecteur de module double à deux logements intégrant
chacun 170 contacts)
Cependant, MicroTCA offre une seule version de connecteur
AdvancedMC. Contrairement à AdvancedTCA, le module est enfiché directement sur le fond de panier. Le connecteur est donc
simple. Les spécifications définissent trois types de connexion
sur les cartes de circuits imprimés: la technique d‘insertion en
force, le montage en surface et le montage par compression.
La technique de l‘enfichage direct utilisée aujourd‘hui dans les
infrastructures de télécommunications se rencontrait auparavant uniquement dans les environnements bureautiques
étendus. Mais aujourd‘hui, l‘intérêt
des industries pour l‘utilisation de
MicroTCA dans les applications industrielles est en plein développement.
Fabricants de connecteurs reconnus
sur le marché, le groupe harting Technology Group et ept GmbH & Co. KG
ont compris que le développement de
la miniaturisation ainsi que son utilisation dans les environnements industriels et les applications extérieures
impliquaient des risques significatifs
pouvant compromettre la sécurité des
connexions électriques pour la durée
de vie du produit et leur branchement
sécurisé. La demande d‘une disponi-
bilité des systèmes à 99,999 % ne peut pas être garantie avec
les modèles actuels de connecteurs de cartes.
Le label de qualité con:card+
ept et harting ont travaillé ensemble pour améliorer les connecteurs AdvancedMC déjà disponibles pour augmenter leur fiabilité de contact de manière radicale. L‘objectif principal de
cette coopération était de transformer les défis techniques
représentés par une connexion par enfichage direct en une
solution fiable, et de présenter le plus rapidement possible une
solution technique pouvant répondre aux exigences des clients.
Le résultat de cette collaboration est la nouvelle génération de
connecteurs AdvancedMC présentée officiellement à electronica 2006 à Munich sous le label de qualité «con:card+». Ce
label de qualité décrit cinq caractéristiques qui améliorent de
manière significative la fiabilité de la connexion.
GuideSpring
Le «GuideSpring» (ressort de guidage) est l‘élément clé du nouveau connecteur con:card+. Il peut augmenter la sécurité du
raccordement du système jusqu‘à 60 %. La légère inclinaison du
contact du connecteur AdvancedMC est problématique. À cause
de cette légère inclinaison de 0,75 mm seulement, les spécifications AMC.0 exigent des tolérances très faibles pour les cartes,
et ces exigences ne peuvent pas toujours être satisfaites avec
les productions en série totalement automatisées d‘aujourd‘hui.
L‘industrie des cartes de circuits imprimés atteint donc ses
limites lorsqu‘elle utilise une production rentable. Le connecteur équipé de GuideSpring compense
les écarts de tolérance de la carte au
moyen d‘un positionnement défini.
Ceci permet un fonctionnement fiable
des systèmes même si les cartes sont
produites en série de manière rentable.
La norme AMC.0 garantit, même dans
le pire des scénarios, que le contact
est au moins partiellement placé sur
le point de contact doré, ce qui n‘est
cependant pas suffisant puisqu‘une
simple carte dont les tolérances sont
un peu plus grandes que celles autorisées peut provoquer une panne directe ou indirecte du système. La largeur
de la languette de contact du module
AdvancedMC est cruciale. Le logement du connecteur standard
est conçu pour une carte avec une largeur maximale. Si on
insère une carte avec une largeur minimale, ceci entraîne du
jeu entre la carte et le connecteur.
Le logement des connecteurs con:card+ est variable. Grâce au
nouveau GuideSpring, le module AdvancedMC est toujours
pressé contre la paroi opposée du connecteur. Si cette paroi
est déplacée quelque peu vers le milieu, l‘intervalle entre la
position réelle et la position optimale du module et du connecteur est réduite jusqu‘à 60 %. Un module doté d‘une largeur nominale entre exactement au milieu du connecteur, sans aucun
écart. À l‘aide du GuideSpring, le contact est placé presque
entièrement sur le point de contact doré, même dans le pire
des scénarios.
Le PICMG requiert une compatibilité complète avec l‘environnement industriel et ceci durant 200 cycles de raccordement,
ainsi qu‘un test au gaz selon le cahier des charges de Telcordia
(Bellcore). Ceci représente un défi formidable pour la connexion
à enfichage direct. C‘est pour cette raison que la deuxième
caractéristique des connecteurs con:card+ est constituée par
une surface de contact très lisse afin de minimiser l‘usure du
point de contact doré lors du branchement.
Cependant, la carte provoque également une très grande usure des contacts du connecteur. Cette usure est causée par les
bords acérés du contact doré et par le matériau FR4 très ru-
De petits systèmes MicroTCA peuvent être construits en forme de cube.
45
Sans ressort de guidage
Largeur maximale (65.1 mm)*
Largeur nominale (65.0 mm)*
Max. 0.025
Largeur minimale (64.9 mm)*
Max. 0.075
Max. 0.125
Connecteur
AdvancedMC
* Taille nominale: largeur du logement du connecteur = 65.15 mm
Avec ressort de guidage
Largeur maximale (65.1 mm)
= Lecteur de carte de circuits imprimés
Largeur nominale (65.0 mm)
Max. 0.050
Largeur minimale (64.9 mm)
0
Max. 0.050
Le ressort de guidage accroît la fiabilité d’accouplement de plus de 60 %.
gueux de la carte. La troisième caractéristique des connecteurs
con:card+ est l‘utilisation par ept and harting d‘une surface
de contact palladium/nickel (PdNi) dorée au trempé. Ainsi, la
résistance à l‘usure est augmentée de 30 % comparée à celle
d‘une surface en or. En outre, même en très fine couche, la surface PdNi offre un revêtement de haute qualité et très résistant
à la corrosion qui répond aux exigences les plus élevées en
matière de connexion, bien mieux que l‘or pur.
Compte tenu de la miniaturisation et de la densité de contact
qui en résulte, les connecteurs AdvancedMC ne possèdent
qu‘un seul point de contact. Les systèmes conventionnels de
Sans ressort de guidage
Avec ressort de guidage
0.1525
Pastille d’or
contact
0.2275
raccordement avec des connecteurs mâles et femelles possèdent deux points de contact par contact. Selon les spécifications
AMC.0, l‘épaisseur du module AdvancedMC peut varier entre
1,44 mm et 1,76 mm. Cela indique une très grande échelle
de fluctuations. Quatrième caractéristique con:card+: harting
et ept utilisent un alliage spécial pour les contacts avec une
contrainte de relâche très basse: le matériau du contact est
capable de comprimer le point de contact doré avec une force
suffisante durant toute sa durée de vie. Ceci s‘avère particulièrement important puisqu‘une résistance très élevée aux vibrations est une exigence essentielle dans les environnements
industriels.
0.100
0.175
Le ressort de guidage améliore le contact de la pastille d’or.
46
Connecteur électrique pour MicroTCA.
La technique d‘insertion en force
Comme nous l‘avons mentionné précédemment, trois types de
connexions différentes ont été spécifiés pour les connecteurs
AdvancedMC alors que toutes les techniques peuvent être utilisées pour ATCA. La technique d‘insertion en force, le montage
en surface et le montage par compression se concurrencent sur
le marché. Avec les connecteurs con:card+, ept et harting utilisent la technique d‘insertion en force qui a fait ses preuves.
La cinquième caractéristique con:card+ offre des avantages
déterminants en termes de stabilité mécanique. La technique
d‘insertion en force crée une connexion mécanique étanche au
gaz, résistante à la corrosion et faiblement ohmique entre la
broche et les trous métallisés de la carte de circuits imprimés.
Ce branchement reste fiable et stable, même s‘il est soumis à de
grands efforts mécaniques et thermiques, tels que les vibrations,
les courbures et les changements de température fréquents. Les
mesures ont confirmé que les 12,5 Gbps exigés sont facilement
atteints.
Cependant, et en particulier dans ces situations extrêmes, des
composants larges tels que le connecteur MicroTCA monté en
surface ou par compression peuvent facilement perdre le contact
et causer des pannes. En électrotechnique, la valeur d‘intensité
de défaillance (FIT) indique la fiabilité. À cet égard, la technique
d‘insertion en force offre la valeur la plus basse, qui est de dix à
trente fois meilleure que celles d‘un branchement par montage
en surface. Ceci a un effet significatif sur la moyenne des temps
de bon fonctionnement (MTBF) du système global.
Le traitement des connecteurs par insertion en force peut être
intégré de manière fluide dans le processus de production des
systèmes et s‘avère donc très économique. L‘utilisation d‘outils
d‘insertion en force permet d‘insérer plusieurs connecteurs en
même temps, sans opérations manuelles supplémentaires (par
exemple, la fixation de vis). À la différence de la soudure, la carte
de circuits imprimés n‘est pas soumise à un effort thermique.
En utilisant des outils spéciaux pour la réparation, il est possible de remplacer jusqu‘à trois fois les connecteurs. Le logement
de raccordement de la carte de circuits imprimés est très peu
déformé lors de la procédure d‘insertion en force.
Alimentation conjuguée
Outre l‘alimentation conjuguée habituelle, l‘idée originale derrière la coopération entre harting et ept a été la production mécanique et électrique de connecteurs de conception similaire.
De cette manière, ils sont interchangeables et plus spécialement
dans le domaine de l‘intégrité du signal. con:card+ a apporté
à l‘utilisateur des avantages tirés d‘un niveau de coopération
encore inégalé. Grâce à un choix soigneusement réfléchi des
matériaux, aux qualités et aux conceptions des surfaces qui ont
complété les normes, les deux entreprises ont établi un niveau
de qualité bien défini sous le label de qualité con:card+.
Outre les connecteurs de signaux pour ATCA et MicroTCA, la
coopération entre les deux entreprises, qui comprenait le développement et le marketing, a permis la production de connecteurs d‘alimentation qui ont également été présentés pour la
première fois à electronica 2006. La production et la vente des
connecteurs de signaux et d‘alimentation sont traitées indépendamment par les deux entreprises.
PETER SCHÄFFELER
Director Product Marketing
ept GmbH & Co. KG
La carte connecteur + le connecteur pour ATCA et MicroTCA.
MICHAEL SEELE
Global Product Manager
Metric connectors, Electronics
[email protected]
47
t e c . N e w s 15 : S ta n da r d s i n t e r n at i o n au x
Toshiyuki Tanaka & Markus Gfeller
Amélioration des performances des systèmes
VMEbus au Japon grâce au connecteur har-bus® 64
Afin de ne pas être dépassé par les vitesses de transmission de données qui augmentent continuellement et pour satisfaire
les demandes de la clientèle qui évoluent rapidement dans le domaine des composants électroniques, il est essentiel de se
conformer strictement aux normes et de proposer un approvisionnement en produits totalement fiable. Lorsque plusieurs
fournisseurs sont en situation concurrentielle, un fabricant doit impérativement prouver que ses produits ne font pas que
reproduire les performances antérieures, mais qu‘ils permettent également une nouvelle augmentation de la vitesse ainsi
que des mises à jour simples du système. Le connecteur harting har-bus® 64 répond totalement à ces critères.
Extension du VMEbus
Le VME64x est un nouveau standard lancé en 1994 et conçu
comme une extension du VMEbus original. Son objectif est
d‘améliorer les performances des équipements et d‘augmenter la vitesse de transfert de données. En comparaison avec le
VMEbus (Versatile Module Euroboard) qui est un bus data
32 bits, le VME64x double sa capacité de transfert avec 64 bits.
Comme pour les logiciels où la rétrocompatibilité va de soi, la nouvelle génération des équipements VME est conçue pour accueillir
des cartes filles produites par un grand nombre de fabricants.
L‘objectif est en même temps de transmettre un grand nombre de
nouveaux signaux en parallèle.
Le concept adopté par la VSO (VITA Standards Organization;
VITA = VMEbus International Trade Association) permet d‘obtenir
trois ou cinq rangées dans le connecteur femelle du fond de panier.
Les connecteurs cinq rangées peuvent également être branchés
dans les connecteurs femelles à trois rangées.
Modèle de connecteur
har-bus® 64 trois rangées DIN forme C
cinq rangées pour VME64x
48
tâches qui ne nécessitent pas de rangées de contacts supplémentaires.
Outre l‘augmentation de la vitesse de transfert de données, une
caractéristique spécifique du VME64x réside dans sa meilleure
capacité à supporter les effets des fortes vibrations induites par le
bus PCI Compact et les connecteurs 2 mm Hard Metric, qui ont été
beaucoup utilisés ces dernières années. Pour toutes ces raisons,
le standard VME64x est devenu la norme au Japon pour différents
clients du secteur public, dont les administrations de la défense,
de transport ferroviaire et des finances publiques.
Application VME64x
Lors du développement de nouveaux systèmes, des châssis et des
fonds de panier sont requis pour évaluer les nouveaux modules.
Ceci peut entraîner des coûts financiers et de temps très importants. Cependant, un nouveau produit de SRC, leader au Japon dans
la fabrication de systèmes de composants standardisés, résout ces
problèmes avec un cadre de montage très simple. Les éléments de
Les connecteurs trois rangées ont été complétés par
deux rangées de contacts
permettant le branchement
de produits à trois ou cinq
rangées. La rétrocompatibilité qui en résulte permet aux
utilisateurs de s‘équiper progressivement de produits aux
performances plus élevées
tout en continuant d‘utiliser
des cartes existantes pour des
Rack VME64x pour vibrations importantes sans tension
Carte d’extension VME64x
base comprennent une alimentation ATX ainsi qu‘un fond de panier
VME64x. Un ventilateur de refroidissement est également proposé en
option, le module du système est donc prêt à un emploi immédiat.
SRC Corporation
SRC Corporation produit une large gamme de modules
standardisés, de systèmes de montage, de fonds de panier et de cartes d‘extension pour différents systèmes
de bus normalisés, dont VME, VME64x, Compact PCI
ainsi que les systèmes au format Eurocard. Le marché
principal de SRC Corporation est le marché japonais,
où l‘entreprise est à même de répondre de manière
flexible à la demande de ce marché en complète évolution. En outre, SRC développe, fabrique et distribue
des composants et des systèmes pour l‘industrie de
l‘équipement (http://www.src-corp.co.jp).
En utilisant une carte d‘extension, les cartes filles peuvent être intégrées à l‘extérieur du cadre, ce qui simplifie le débogage et l‘inspection finale du
module. Grâce à ses pilotes (ABT, FCT), le fond de panier VME64x est parfaitement
adapté au transfert de données à haute vitesse.
Comme les connecteurs à cinq rangées VME64x sont compatibles avec les connecteurs à trois rangées, les caractéristiques de la norme VME sont conservées, même
après un passage au VME64x. Le nouveau modèle de composant peut être utilisé
avec les cartes de modules de type VMEbus ou VME64x. La stabilité et la fiabilité
qui ont caractérisé la norme VMEbus pendant des années sont également garanties
avec la norme VME64x. Il est notamment possible d‘utiliser toutes les cartes filles
à haute vitesse pour le transfert de données et les processeurs.
Le har-bus 64 en action
En tenant compte du taux de transfert de données élevé et des exigences de qualité,
SRC a opté pour des connecteurs har-bus 64 de harting. Le har-bus 64 est parfait
pour les connexions E/S ainsi que pour les mises à jour du système. Le connecteur
améliore très efficacement les conditions des signaux. Le module peut donc atteindre des vitesses de transfert de données élevées sans compromettre la fiabilité de
transmission des données.
toshiyuki tanaka
Director Sales Department
SRC Corporation
Japan
Markus Gfeller
Managing Director & CFO, Japan
[email protected]
49
Zhong Wang
Étanche et robuste
Solution extérieure Han pour les
applications en télécommunications
Datang Mobile propose des stations de base radio de type mini
noeud B TD-SCDMA pour le secteur des télécommunications.
Ces stations de base se prêtent tout particulièrement à la couverture intérieure ainsi qu’à l’amélioration à la fois des zones
de silence et de la fourniture de ce qu’on appelle les points
d’accès sans fil (également externes). Le mini noeud B offre
de nombreux avantages, tels qu’une faible consommation et
une installation simple.
50
Omni-Macro
Noeud B
Omni-Macro
Noeud B
Route
RNC
Province
Mini
Noeud B
Route
Omni-Macro
Noeud B
Omni-Macro
Noeud B
Campagne
Mini
Noeud B
Route/Voie ferrée
Site touristique
Utilisation de Mini Noeud B
Mini noeud B pour applications extérieures
Afin de répondre aux exigences élevées en matière de résistance aux intempéries et d’étanchéité, en particulier en période
de pluie, Datang Mobile et harting ont travaillé en collaboration pour revoir le design de la solution extérieure mini noeud
B existante. L’objectif était d’éviter la pénétration de vapeur
d’eau.
Nouvelle solution extérieure
Afin d’améliorer à la fois l’étanchéité et la robustesse mécanique du produit, harting a remplacé le boîtier de distribution en
métal utilisé jusqu’à présent par un presse-étoupe fileté multi
seal pour protéger deux câbles DB9 et un câble DB37, et un
boîtier Han 48B, modifié afin de créer une surface de contact
plate entre la base du coffret et le boîtier 48B. Ce changement
entraîne une nouvelle réduction des coûts d’installation dans
ce domaine.
Trois petites ouvertures D-sub à la surface et un presse-étoupe
multi seal garantissent la connexion du câble. De plus, une
broche de scellage devrait être utilisée dans l’éventualité où
les trois câbles D-Sub ne doivent pas être tous utilisés simultanément. Avec la solution extérieure harting, le mini noeud B
au nouveau design répond désormais à la classe de protection
IP65/67. Dans le même temps, cette solution intelligente est
également plus robuste et est conforme aux exigences techniques officielles en Chine en matière d’équipement extérieur.
Sélection des pièces harting utilisées:
– Montage cloison Han 48B
– Capot Han 48B
– Presse étoupe multi seal
– Broche de scellage
– Trou d’interconnexion de panneau RJ45
– Capuchon protecteur
Datang Mobile
Datang Mobile Communications Equipment Co., Ltd (Datang
Mobile), fondé en février 2002 à Pékin, est l’un des principaux
membres de Datang Telecom Technology and Industry Group.
Outre le siège de la société à Pékin, la société possède une
filiale à Shangai et une succursale à Xi’an. Sa force innovatrice et ses objectifs de croissance à long terme permettent à
Datang Mobile de se consacrer à la recherche et au développement dans le domaine des télécommunications mobiles, en
particulier à la TD-SCDMA, une norme internationale mise au
point en Chine pour les télécommunications mobiles de troisième génération.
Zhong Wang
Technical Support Manager/Telecom China
[email protected]
51
t e c . N e w s 15 : A p p l i cat i o n s i n t e r n at i o n a l e s
Fumitsugo Kikuchi & Nobumasa Yamamoto
Transmission de données
avec multiplexeur ultra-compact
Pour des raisons de sécurité, le populaire système TDM (multiplexage
par répartition dans le
temps) est encore souvent utilisé pour les
technologies de télécommunications dans
les domaines de l’électricité, de la technologie
ferroviaire et des systèmes de prévention des sinistres. La Corporation Japonaise Nitto
Tsushinki a mis au point le multiplexeur ultra-compact pour
les utilisateurs de cette technologie. Ce système est capable
de multiplexer les signaux audio analogiques et les signaux
numériques jusqu’à un maximum de 24/30 canaux et de les
transmettre comme de les recevoir via soit une interface électrique soit une interface optique (T1/E1)
Ce multiplexeur consiste en un montage principal et en unités
de canal devant être intégrés dans un système 19 pouces. Les
signaux audio et la saisie des données via l’interface du canal
sont multiplexés et sortent via l’interface T1/E1. Il est possible
d’utiliser soit un câble de cuivre soit un câble à fibre optique
comme ligne de transmission à la sortie T1/E1. Ce système
est adapté à la fois au SDH (synchronous digital hierarchy)
(50Mbps~10Gbps) et aux applications Gigabit Ethernet.
La plus sophistiquée des technologies
Il existe cinq interfaces différentes pour l’unité de canal: une
interface audio 4W (OD), une interface UR 64K (64K UR), une
interface terminale nationale (OCU), une interface pour le téléphone (LC) et une interface pour l’unité de changement (COT).
Chaque unité de canal a deux logements pour les tableaux à
doubles canaux, ce qui signifie qu’il est possible d’étendre un
dispositif par étapes de quatre canaux. Le générateur de signaux d’horloge est soit généré en interne soit fourni via la
ligne de transmission 1.5 M ou depuis l’extérieur (64 kHz).
52
Le dispositif propose des tableaux d’alimentation qui fournissent la tension d’alimentation DC/AC. Elle répond aux réglementations CEM standard (CEM: compatibilité électromagnétique)
et à la directive RoHS (restriction de l’utilisation de certaines
substances dangereuses dans les équipements électriques et
électroniques)
Utilisation des connecteurs harting
Le multiplexeur comprend des connecteurs harting qui répondent aux exigences de la CEM, permettent un branchement et
un remplacement sûr et facile, tout en étant d’une grande qualité et d’un bon rapport qualité prix. Autre point en faveur de
harting, la société propose également, si besoin, des connecteurs personnalisés sur commande.
Corporation Nitto Tsushinki
Depuis sa création en 1952, la Corporation Nitto
Tsushinki s’est fait une réputation d’expert en fabrication et en mise au point de systèmes électroniques. Elle
accorde une importance toute particulière au développement continu et à la qualité de ses produits, qu’elle
ne considère pas seulement comme un défi technologique mais avant tout comme une obligation envers la
société. Nitto Tsushinki propose des produits pour les
applications de sécurité dans les solutions d’entreprise
(www.nittotsushinki.co.jp).
Fumitsugu Kikuchi
Manager, Research and Development
Nitto Tsushinki Corporation
Japan
Nobumasa Yamamoto
Product Marketing & Application, Japan
[email protected]
53
t e c . N e w s 1 5 : L e m o n d e d e l’a u t o m a t i s m e
Paul Atkinson
HARTING Integrated Solutions «Un fonctionnement
global avec une présence locale»
harting Integrated Solutions résout ce mystère en expliquant son principal modèle
opératoire – «Une présence mondiale uniforme»
Le monde rétrécit, c’est le leitmotiv du milieu des affaires
d’aujourd’hui. Le commerce international, les entreprises fonctionnant dans tous les points du globe et la mobilité croissante
provoquent des mutations dans la manière de penser l’entreprise et dans les stratégies industrielles. Cette mutation est certes
légitime, cependant harting Integrated Solutions (HIS) a opté
pour une approche des infrastructures de production basée sur
les «régions» pour mettre en oeuvre la fabrication de fonds de
panier et les solutions d’assemblage intégrées du groupe.
harting a construit des sites de production sur trois continents,
l’Amérique, l’Asie et l’Europe, avec pour objectif de fournir à ces
marchés des produits délocalisés et de disposer d’un personnel
familiarisé avec les conditions locales, assurant ainsi une forte
proximité avec la clientèle.
Cette approche est renforcée par une concentration volontariste
sur des «solutions adaptées au client» et l’offre de solutions technologiques couvrant un large spectre de secteurs industriels. Le
principe de «proximité auprès de la clientèle» n’est réalisable
qu’avec une production efficace.
Réseau privé virtuel
Avec ses installations d’Elgin (États-Unis), de Northampton
(Royaume-Uni) et de Zhuhai (dans la région industrielle du sud
de la Chine), harting réalise une «présence mondiale uniforme»
avec des activités d’investissement communes et en s’assurant
54
que les mêmes biens d’équipement sont employés sur les trois
sites de production.
L’interconnexion de ces équipements par un réseau privé virtuel
(RPV) joue également un rôle déterminant. Ce réseau «d’harmonisation» permet le partage de fichiers, une assistance pour les
diagnostics de dysfonctionnements et l’accès distant 24/24 h aux
systèmes de programmation de tous les processus principaux de
fabrication.
Ce modèle inclut également les normes des biens de production,
des processus, des procédures opératoires et les normes de travail.
L’ensemble définit le principe d’une méthodologie de production
harmonisée, «la présence mondiale uniforme».
Un grand client international commandant la livraison d’un même
produit en différents lieux constitue un exemple typique d’application concrète de ce principe. À partir de trois sites de production
séparés, harting est en mesure de fournir des produits similaires
utilisant des codes articles semblables, fabriqués avec les mêmes
normes, en employant des procédures et des machines identiques.
Le groupe répond ainsi à l’exigence d’une «norme commune de
fabrication» à travers le monde.
actifs des cartes filles, elle assure la distribution du courant et
sert de plaque de masse.
Micro TCA carte de fond de panier : conçue, testée pour l’intégrité du signal
et assemblée par HIS.
Pool technologique
Maître d’oeuvre des infrastructures des trois sites, harting utilise
bien évidemment les ressources provenant du pool technologique du groupe, de la conception des connecteurs et des fonds de
panier au contrôle de l’intégrité des signaux dans l’ensemble du
système, en passant par les différentes techniques d’assemblage
et les solutions complexes de contrôle requises.
La palette des technologies de production présentes sur les trois
sites inclut la gamme CPM harting de machines automatiques
et semi-automatiques d’insertion en force des composants, des
lignes de montage en surface (avec refusion en phase vapeur,
équipements PIHIR et des bancs d’essai automatisés [ATE]), des
méthodes de tests réparties et des machines robotisées de contrôle des fonds de panier. Toutes les procédures de fabrication sont
conformes avec la norme de travail IPC610 reconnue au niveau
international.
Des fonds de paniers fonctionnant à des vitesses élevées
Les fonds de panier fonctionnant à des vitesses élevées ont longtemps fait partie des rêves des concepteurs. Des vitesses de transmission de données en série atteignant 12,5 Go/s sont devenues
aujourd’hui réalité grâce au développement de l’enveloppe de
cuivre. Cette technique nécessite une conception particulière
incluant des matériaux spéciaux pour les cartes de circuits imprimés, des empilages contrôlés de cartes, un routage des signaux
par paires différentielles et des impédances équilibrées.
L’architecture du fond de panier doit être multifonctionnelle : elle
fournit une voie de transmission des données entre les circuits
Dans un environnement contrôlé par la technologie, les fonds
de panier doivent être conçus pour satisfaire les exigences industrielles de vitesses plus élevées et une intégrité de signal
améliorée. Ils doivent répondre également aux besoins accrus de
puissance électrique et permettre sa répartition entre les composants. Les assemblages d’un nombre plus élevé de cartes, avec des
surfaces plus grandes, des zones de raccordement plus denses et
plus complexes nécessitent un très grand nombre de techniques
de fabrication issus de différents secteurs industriels. harting
utilise les compétences fondamentales du groupe en matière d’interconnexion pour concevoir et développer des fonds de panier
répondant aux enjeux présentés par ses clients.
Les structures porteuses
Les vitesses de transmission des signaux ne sont pas les seuls
éléments déterminants. Le facteur du délai de commercialisation est souvent crucial pour le lancement réussi d’un produit.
Pour remplir cet objectif dans des situations réelles en temps
réel, harting fait appel à des services localisés et porte son attention sur la flexibilité qui peut répondre aux mutations dans
les conceptions de produits, les quantités des demandes et les
processus associés.
Un service d’approvisionnement international et en réseau offre
à ses clients le meilleur rapport prix/performances. Ce concept
harmonise les activités d’achat à partir des trois sites selon le
principe stratégique du «coût total de possession».
Le concept d’extension des marchés locaux de manière internationale est essentiel pour le principe «d’un seul interlocuteur pour le
client» cher à harting. Le groupe a étendu la portée de ce principe
à la fabrication localisée de fonds de panier.
Alors, le monde industriel est-il en train de rétrécir? C’est fort
possible, mais la technologie rend indispensables des solutions
d’expansion et d’innovation.
Paul Atkinson
Operations Director, HIS
[email protected]
55
Domenico Fioravera & Rosario Pinio
Intégration de connecteurs pour cartes CMS
sur une chaîne de montage de composants
entièrement automatisée
L‘Italie est le deuxième fabricant mondial de machines pour textiles et ses produits incarnent l‘avant-garde de cette technologie. Comme pour d‘autres secteurs, le marché italien pour ces machines connaît une période de mutation résultant d‘une
part, des nouvelles possibilités de production des pays dont les économies bénéficient d‘une croissance rapide et d‘autre part,
de la délocalisation vers les régions dont le coût de la main-d‘oeuvre est moindre. Les constructeurs de ces machines sont
tenus de défendre leur position dans un environnement concurrentiel difficile. À cet égard, la suprématie technologique joue
un rôle essentiel. Cette mutation implique non seulement les installations techniques, mais aussi les fournisseurs.
56
meilleure sécurité de fabrication sont des conditions primordiales pour l‘optimisation des processus d‘assemblage. harting a
assisté ROJ à toutes les étapes de cette mutation technologique.
Pour conserver sa position dans un environnement concurrentiel difficile, ROJ envisage de transférer la technologie acquise
lors de cette collaboration à d‘autres produits.
Métier à tapis : Les dispositifs de commande sont contrôlés par un
équipement ROJ. Selon le modèle, on peut installer plus de 13000 dispositifs
de commande par machine.
Depuis le début des années 80, harting a occupé une place importante sur ce marché et les constructeurs de machines pour
textiles tiennent cette entreprise pour un partenaire fiable et
compétent dans le domaine des connecteurs. Les connecteurs
électroniques industriels harting sont employés dans une large
gamme de machines comme les machines à tricoter, les machines à tisser manuelles et mécaniques, ainsi que dans d‘autres
applications. ROJ, fondé en 1965, est l‘un des plus grands fabricants d‘équipements et d‘accessoires pour machines à tisser.
L‘entreprise a intégré le groupe Van de Wiele en 2000. Le début
des années 80 a vu la naissance d‘une collaboration fructueuse
entre ROJ et harting.
Problèmes et solutions
Un projet audacieux confié récemment aux ingénieurs de ROJ
devrait leur permettre de conforter la position et l‘image de
l‘entreprise sur le marché. Auparavant, lors de la production
de certains composants, les connecteurs étaient posés à une
étape de fabrication différente (positionnement et soudure).
Afin de renforcer sa position sur un marché confronté à une
concurrence acharnée de la part des pays dont le coût de la
main-d‘oeuvre est réduit, ROJ a dû développer l‘efficacité de
ses propres processus de production. Pour parvenir à une automatisation complète de la production, ROJ avait besoin d‘un
connecteur adapté.
Les connecteurs CMS (composant monté en surface) et la technologie PIHIR (pin in hole intrusive reflow) sont essentiels pour
l‘automatisation de l‘assemblage des composants. Des temps
d‘exécution réduits, des flux de matériaux simplifiés et une
Application
d’une pâte à souder
Application
d’une pâte à souder
Positionnement automatique
des composants en surface
Positionnement automatique
de tous les composants
Soudure de ré-écoulement
Soudure de ré-écoulement
Positionnement manuel des
composants dissemblables
Soudure manuelle
Contrôle de qualité
Contrôle visuel automatique
de qualité
Âgé
Nouveau
Nouvel assemblage ROJ après l’introduction de la technologie PIHIR comparé
à l’ancienne procédure.
Domenico Fioravera
Production Manager
ROJ Srl
Biella, Italy
Rosario Pinio
Marketing Manager Electronic Division, Italy
[email protected]
57
Gerd Weking
Normalisation du câblage générique
Dans nos constructions modernes, l’infrastructure informatique est tout aussi importante que les systèmes de chauffage,
d’éclairage ou les réseaux électriques. En conséquence, leur normalisation a été, et reste, un aspect essentiel de l’ingénierie
architecturale. Les infrastructures IT assurent en effet l’ensemble des fonctions de communication jusqu’au lieu de travail
ou même jusqu’au poste de travail particulier.
Une étape primordiale pour la standardisation de ces infrastructures a été franchie avec la fusion des activités de normalisation des
technologies de l’information de l’ISO (Organisation internationale
de normalisation) et de la CEI (Commission électrotechnique internationale) en un comité commun, l’ISO/CEI JTC1 (Joint Technical
Committee 1) – Technologies de l’information – en 1987, suivie de
la création du sous-comité technique SC 25 – Interconnexion des
équipements informatiques. Dès sa fondation, l’objectif de travail
de ce sous-comité a été le développement de normes pour le câblage
générique destiné aux installations domestiques, professionnelles
et industrielles. Dans ce contexte, le terme «générique» signifie
que le système de câblage est défini par des paramètres physiques de transfert tels que l’affaiblissement du signal, le brouillage
entre voies et le facteur d’adaptation et que tous les protocoles
de transmission sont pris en charge dans les limites de la bande
passante. Issue de leurs travaux, la première édition de la norme
ISO/CEI 11801 – Technologies de l’information -- Câblage générique des locaux d’utilisateurs – a été publiée en 1995. Elle a été
révisée et la seconde édition augmentée a été publiée en 2002.
Cette norme traite également du câblage optique, mais nous n’en
discuterons pas dans cet article.
Le travail accompli lors des cinq dernières années a été consacré à
la fois au développement vertical (pour des exigences techniques
plus élevées, notamment des fréquences de transmission plus hautes) et au développement horizontal, comme les nouvelles technologies destinées à la conception de bâtiments ou l’habitat intelligent.
Ces deux aspects seront développés dans cet article.
58
Le câblage générique dans les bâtiments industriels
La norme ISO/CEI 24702 – Technologie de l’information – Câblage
générique – Locaux industriels – a été développée sur la base des
travaux antérieurs et parallèles du CENELEC en Europe et du TIA
aux États-Unis. Cette norme couvre deux systèmes différents:
–Les câbles blindés (STP, paire torsadée blindée), les plus couramment utilisés en Europe
–Les câbles non blindés (UTP, paire torsadée non blindée) du marché américain
harting a participé activement à l’élaboration de la norme
ISO/CEI 24702, car le câblage générique aboutit, par définition, à
des prises de télécommunications (TO), c’est-à-dire les raccordements sur lesquels sont branchés les systèmes d’automatisation
industrielle, les ordinateurs ou les téléphones. La prise harting
PushPull a été normalisée comme prise de télécommunication
générique dans la norme ISO/CEI 24702. Elle avait déjà été normalisée selon la norme de connecteurs CEI 61076-3-106, comme
variante 4. La norme ISO/CEI 24702 se réfère donc à la variante 4
de cette norme de connecteurs.
Améliorations techniques de la norme ISO/CEI 24702
Les cahiers des charges pour la transmission et la structure générale du câblage industriel se fondent sur la norme ISO/CEI 11801,
mais les progrès suivants méritent d’être mentionnés:
–La distance maximale de distribution des services de communication est de 10 000 m, au lieu des 2000 m de la norme
ISO/CEI 11801.
–Des structures modifiées pour le câblage hiérarchique
–Des options de mises en oeuvre
–Des catégories d’environnements ont été définies pour les
constructions industrielles dans les tables MICE.
Que signifie MICE ?
MICE est l’acronyme de Mechanical (caractéristiques mécaniques)
Ingress (indice de protection, IP) Climatic and Chemical (environnement) Electromagnetic (comportement électromagnétique).
–M1 I1 C1 E1 correspond ainsi à un environnement classique de
bureaux, tel qu’il est défini dans la norme ISO/CEI 11801.
–M2 I2 C2 E2 correspond à l’environnement industriel d’un atelier
ordinaire.
–M3 I3 C3 E3 définit des conditions environnementales difficiles
telles qu’on les rencontre dans les industries lourdes.
Pour saisir la philosophie sous-jacente des catégories MICE, il peut
être utile de comprendre ce qu’elles ne sont pas. La classification
MICE ne prétend pas prendre en compte tous les environnements
industriels possibles. Ceci implique que l’ingénieur de planification est encore obligé de définir les caractéristiques adaptées à son
projet. Les valeurs des tables MICE indiquées dans la norme ISO/
IEC 24702 ne sont pas des critères pour des essais de certification
de câbles ou de connecteurs. Elles ne constituent pas non plus un
cahier des charges pour le câblage installé. Ainsi, une liaison de
transmission peut partir d’une zone climatisée et arriver sur une
machine soumise à de fortes vibrations et des champs puissants
d’interférences électromagnétiques. Cependant, les tables MICE
fournissent des valeurs utiles aux concepteurs et planificateurs
de câblage industriel lors des phases de conception technique. Ces
professionnels ne doivent pas néanmoins perdre de vue que:
–Les critères ne correspondent pas strictement à des zones
de catégories 1, 2 ou 3 si ces zones sont soumises à de fortes
charges mécaniques, à des influences climatiques faibles et à
des charges électromagnétiques très fréquentes, par exemple:
M3 I1 C1 E 1.
–L’ingénieur de planification est incité à utiliser des mesures palliatives ou des techniques d’isolation pour protéger les zones exposées du câblage. À cette fin, deux approches sont possibles:
–Protéger/couvrir les zones critiques du câble ou du connecteur
(technique palliative)
–Isoler la source des conditions critiques (chaleur, vibration,
champ électromagnétique ou utiliser un tracé d’installation
moins exposé)
–Il faut considérer des caractéristiques plus élevées pour des composants comme les connecteurs et les câbles en fonction des
points soulevés ci-dessus pour obtenir les meilleures pratiques
en matière d’installation tout en prenant en compte l’investissement et la qualité du service IT.
Coordination internationale
La normalisation internationale se construit sur la base de consensus entre toutes les parties concernées, mais du fait d’intérêts
divergents, il est parfois difficile de parvenir à un accord. Lors du
développement de la norme ISO/IEC 24702, il existait plusieurs
avis différents sur les critères MICE et sur le choix d’un connecteur TO générique. Le choix définitif entre les quatre connecteurs
sélectionnés a été effectué au moyen d’un processus international
de consultations qui ont été menées au niveau des comités nationaux participants. Les résultats de cette sélection ont été ensuite
acceptés par tous les comités nationaux, si bien que le projet final
de la norme (FDIS) ISO/CEI 24702 a été adopté à l’unanimité.
L’habitat intelligent et la convergence des réseaux
Les termes «habitat intelligent», «domotique» ou «smart home»
regroupent une série d’approches technologiques concernant les
modes de vie et de travail du présent et de l’avenir. Aujourd’hui
même, il est possible de concevoir presque tous les types de système d’automatisation imaginables pour la maison, pour lesquels
des groupes d’intérêts et des consortiums préparent les caractéristiques techniques répondant aux besoins de leurs marchés.
À l’heure actuelle, la norme européenne EN 50090 est le standard
ouvert pour les systèmes électroniques destinés aux foyers domestiques et aux bâtiments (HBES). Les plus grandes entreprises
soutiennent cette norme européenne et participent aux travaux
de groupes d’intérêts pour assurer l’interopérabilité des équipements fournis par les fabricants impliqués. L’interopérabilité est
59
généralement attestée par un certificat et un label. Un nombre
considérable de composants et d’équipements compatibles a été
élaboré en conformité avec la norme EN 50090. Une collaboration regroupant Batibus (chauffage, ventilation et climatisation),
EHS (European Home System – électroménagers blancs) et EIB
(European Installation Bus) sous l’égide de Konnex Association a
apporté des orientations précieuses à ce processus.
D’autres sociétés Européennes ont rejoint le consortium américain
LonMark qui déclare représenter une marque internationale de
premier plan pour des dispositifs de commande ouverts et compatibles, tels que des systèmes de contrôle d’accès, des contrôleurs
de manoeuvre d’ascenseurs, des systèmes de gestion d’énergie, de
protection contre l’incendie, de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), de contrôle de l’éclairage, de mesure et de sécurité qui
sont tous basés sur la norme ANSI/CEA-709. En Chine, un groupe
de travail constitué par le Ministère de l’Industrie de l’information
travaille actuellement sur le protocole ITopHome pour les systèmes électroniques domestiques. Au Japon, des travaux sont en
cours sur un réseau domestique visant les économies d’énergie.
Ces projets sont développés sous l’appellation ECHONET (Energy
Conservation and Homecare NETwork).
La coopération internationale est indispensable
La normalisation internationale et l’interopérabilité des systèmes
et des composants domotiques sont encore une utopie bien loin de
se concrétiser. Ceci s’explique par des développements parallèles dans différentes régions du monde, mais aussi partiellement
par la volonté des industriels à limiter les projets conformes aux
normes internationales. Néanmoins, la normalisation internationale et l’interopérabilité sont déterminantes pour la réussite
des solutions présentes et futures afin d’obtenir l’acceptation des
60
produits par le marché et les volumes nécessaires à leurs rentabilités. Des organisations de normalisation internationales, l’ISO,
le CEI et l’UIT (Union internationale des télécommunications), se
sont réunies à Genève en février 2006 pour échanger leurs points
de vue sur la normalisation internationale dans le domaine de
la domotique. Le comité ISO/CEI JTC 1 a donné pour mission à
son sous-comité SC25 de mener ce processus et de favoriser la
coopération entre les principales organisations de normalisation
et les consortiums industriels. L’objectif est d’élaborer, en liaison
avec ces organisations, des normes-cadres pour les réseaux domestiques pour assurer l’interopérabilité entre des solutions
aujourd’hui isolées.
Une fréquence de transmission plus élevée et
l’alimentation par Ethernet
Cette partie aborde les aspects verticaux des travaux du sous-comité ISO/IEC JTC1 SC25. L’alimentation par Ethernet (en anglais,
Power over Ethernet – PoE) décrit la possibilité d’alimenter des
périphériques de communication au moyen des lignes de transmission de données.
Situation de la normalisation du câblage générique
jusqu’au standard 10GBaseT
Le câblage générique devrait prendre en charge les caractéristiques techniques les plus élevées. Le standard IEEE 802.3an
(10 GBaseT), rendu public en juin 2006, est le sujet prédominant
et le plus stimulant des débats du groupe de travail ISO/IEC
JTC 1 SC 25 WG3 de ce moment. Ce standard prévoit une fréquence
pouvant atteindre 500 MHz pour le câblage.
Pour les bâtiments existants dotés de câblages aux performances inférieures, on élabore actuellement des recommandations
expliquant les conditions devant permettre la prise en charge du
10GBaseT de manière fiable. Ces travaux seront publiés sous forme
d’un Rapport technique avec la référence ISO/IEC TR 24750. Pour
les nouvelles installations, une annexe à la norme ISO/CEI 11801
est en cours d’élaboration. Elle définira les nouvelles catégories
EA pour 500 MHz et FA pour 1000 MHz. Cette annexe continuera
probablement à appuyer l’approche par composants, ce qui signifie
que les canaux de transmission par câbles et connecteurs de la
catégorie 6A devront se conformer aux critères de transmission
de la catégorie EA.
Des connecteurs conformes à la norme CEI 60603-741 et -7-51 pour la catégorie 6A
Les caractéristiques de la bande passante de 250 à 500 MHz font
encore l’objet de discussions. Les caractéristiques critiques de
transmission pour les connecteurs sont le facteur d’adaptation,
le brouillage entre voies et la diaphonie exogène, c’est-à-dire les
interférences électromagnétiques causées par des sources extérieures.
L’objet des débats actuels est de déterminer s’il faut extrapoler
les valeurs de limitations du brouillage entre voies entre 250 et
500 MHz ou si les caractéristiques des connecteurs doivent être
réduites à cette bande passante. Les valeurs suivantes sont en
cours de discussions pour 500 MHz:
Valeur à 500 MHz
Paradiaphonie
Facteur
d’adaptation
Cat. 6 extrapolée linéairement
40 dB
10 dB
Cat. 6 extrapolée négativement (relâchement)
TIA 568-B.2-10
34 dB
14 dB
Cat. 6 avec extrapolation négative
(relâchement), autres experts
38 dB
16 dB
Base de discussion
Alimentation par Ethernet (PoE)
L’alimentation par Ethernet (PoE) constitue une possibilité d’alimenter des périphériques IT au moyen des lignes de transmission
de données à paires torsadées. Dans ce cas, l’alimentation passe
par les fils non exploités du câble de communication ou alors le
courant transite par les quatre paires de fils torsadés en s’ajoutant
aux signaux de données. L’alimentation en électricité peut être intégrée dans les périphériques actifs du réseau, comme un commutateur, ou par le biais d’un équipement d’alimentation électrique
(PSE). Jusqu’à maintenant, le standard IEEE 803.2af définissait
une puissance maximale de 15,4 W pour une tension par équipe-
ment limitée à 48 V, mais les derniers développements du standard
IEEE 803.2at (PoE plus) autorisent une puissance de 30 W et des
puissances plus importantes encore sont en cours de discussion.
L’augmentation de la température des faisceaux de câbles installés
représente un risque certain. Jusque-là, la norme ISO/CEI 11801
définit une limite supérieure de température à 60 °C pour les câbles, y compris le chauffage du courant. Les experts du groupe
de travail ISO/IEC JTC1 SC25/WG3 se préoccupent du fait que le
dépassement de la température limite dans des installations existantes peut provoquer des dégâts matériels ou des pannes, voire
des incendies. On ne peut donc accepter aucune augmentation des
caractéristiques techniques des anciennes installations. Le groupe
de travail prépare un guide de câblage qui accompagnera les travaux de l’IEEE et qui informera des conditions devant permettre
la prise en charge de PoE plus par le câblage existant.
L’augmentation du courant PoE à 420 mA pourrait également endommager les connecteurs si ces derniers sont souvent débranchés
en étant sous tension. En conséquence, le sous-comité ISO/CEI
JTC1 SC25 recommande au groupe d’étude IEEE PoE plus de préciser clairement dans leur documentation que le débranchement
sous tension n’est pas autorisé. Les experts en connecteurs du
sous-comité CEI SC 48B travaillent actuellement sur un Rapport
technique pour le comité ISO/CEI JTC1 et qui doit fournir des recommandations pour le débranchement sous tension.
Résumé
Le développement de systèmes de câblages génériques pour les
infrastructures des constructions modernes connaît des progrès
réguliers. Jusqu’à maintenant, l’industrie du cuivre a toujours
réussi à repousser les limites de leur matériau pour obtenir des
fréquences encore plus élevées. Ainsi, le secteur du câblage optique est resté relativement réduit. Le «sans fil», qui connaît un
essor évident, prendra en charge une proportion importante du
câblage IT actuel dans un avenir prévisible, mais ne le remplacera
pas totalement.
Dans le domaine de l’habitat intelligent, les différents standards
techniques doivent converger pour encourager la concurrence internationale sur une plateforme commune. Enfin, pour les applications industrielles, la norme publiée ISO/CEI 24702 doit être approuvée et publiée sous la dénomination EN 50173-1 et EN 50173-3
pour l’Europe et ANSI/TIA/EIA-1005 pour les États-Unis.
Gerd Weking
General Manager Intellectual Property and
International Standardization
[email protected]
61
Thomas Wolting
Topologie BUS pour le transfert d‘alimentation
Les développeurs de machine et d‘installation progressent dans la mise en oeuvre décentralisée des fonctions des appareils grâce
à des interfaces normalisées. L‘objectif est d‘intégrer une technologie d‘installation aux coûts optimisés pour la distribution de
l‘énergie et par conséquent, d‘optimiser une technologie d‘installation qui s‘est développée durant de nombreuses années. Il
existe aujourd‘hui plusieurs solutions disponibles pour la distribution d‘énergie qui devront être développées dans le futur.
Le câblage traditionnel est caractérisé par le montage point à Un élément essentiel de cette nouvelle technologie de câblage est
point des transmissions de signaux et d‘énergie. En pratique, cela un système de bus d‘alimentation qui permet le raccordement de
signifie que chaque moteur est raccordé à un câble d‘alimentation plusieurs « consommateurs » sur une seule ligne de câblage, en
à partir de l‘armoire de commande. Toutes les bornes de raccor- conformité avec l‘ensemble des normes nationales et internatiodement des capteurs et des dispositifs de commande, comme les nales en vigueur. Cette innovation repose évidemment sur des
contacteurs de proximité ou les vannes, sont égaleinterfaces existantes et normalisées. Le connecteur
ment raccordées en parallèle.
Han® compact et robuste répond aux exigences
La mise en place des composants de bus série
relatives au nombre de pôles, à la tension et
pour le raccordement des capteurs et des
à l‘intensité de courant transmissible. La
dispositifs de commande a marqué une
norme ISO 23570 a normalisé les connecétape clé dans les progrès techniques
teurs dans ce domaine.
qu‘a connus le domaine des circuits
En principe, on peut distinguer deux
électroniques. De nouveaux concepts
types de connexions dans ce concept
d‘installation pour la transmission des
d‘installation:
données ont apporté aux utilisateurs des
– Une distribution du bus d‘alimentation
avantages évidents en matière de câblage.
sur une ligne de câblage non coupée, où
Les composants existants pour la réception
sont branchés les fils individuels.
Han-Power S Métal pour les conducteurs
ou l‘émission de signaux de commande sont
–
Une
ligne d‘alimentation complètement racde 7 x 6.0 mm2 et de 5 x 10 mm2.
disponibles dans une très large gamme de classes
cordable permettant le branchement électrique
de protection, d‘IP 20 à IP 68. En revanche, les vingt
rapide d‘une machine et de modules d‘installation.
dernières années n‘ont vu presque aucun changement dans l‘ali- Les conditions de base sont principalement les mêmes pour les
mentation électrique des moteurs plus petits (ne dépassant pas deux types: utilisation d‘une ligne électrique industrielle stan2,2 kW). Le plus souvent, les moteurs sont encore alimentés avec dard de 230/400 V en conformité avec la VDE ou de 600 V selon
un câble indépendant provenant de l‘armoire de commande.
UL, pour un maximum de sept conducteurs, avec des fils de section minimale de 4 mm2, connexion avec outils standard. Sur la
Une structure décentralisée
base de ces spécifications, harting a créé une nouvelle gamme:
Quand des convertisseurs de fréquence sont installés de manière la série Han-Power®.
centralisée, des câbles spécifiques dotés d‘un blindage optimisé
et complexe sont nécessaires pour répondre aux exigences techni- La série Han-Power®
ques. Les coûts considérables et les exigences importantes en es- Comme les séries de produits standards, les produits de la noupace de l‘ingénierie des installations, telle qu‘elle s‘est développée velle gamme Han-Power répondent à toutes les spécifications
ces dernières années, renforce la tendance vers une ingénierie particulières.
décentralisée, par exemple, pour la manipulation des matériaux.
Des unités de commandes intelligentes des moteurs sont replacées Han-Power® S
directement auprès de la machine ou sur le trajet du convoyeur. Le concept d‘installation décentralisée fournit déjà un premier
Grâce à ses produits, le groupe harting Technology accompagne connecteur pour l‘armoire de commande qui est optimisé pour
cette évolution de l‘ingénierie des installations.
cette application particulière. La ligne électrique utilisée, pré-
62
cablée en 5 X 6 mm2 et 2 X 2,5 mm2, plus terre, est raccordée Cette installation innovante bénéficiant d‘une manipulation opau connecteur Han® Q 4/2 et passe d‘une zone IP 20 à une zone timisée et de l‘augmentation de la section des câbles utilisables
IP 65. L‘insert protégé au toucher (safe-to-touch) est nécessaire apporte des avantages supplémentaires. Pour la première fois, le
pour des tensions supérieures pouvant atteindre 40 A.
connecteur Han-Power® S Metal permet l‘alimentation électrique
Le connecteur Han Q 4/2 équipé des contacts Han C que l‘on et le branchement de conducteurs dont la section peut atteindre
connaît déjà, peut être utilisé pour des applications utilisant des 10 mm2.
conducteurs d‘une section de 2,5 mm2 à 6 mm2. La ligne d‘ali- Le concept d‘installation décrit a été mis en oeuvre dans un très
mentation est posée sans tenir compte de l‘unité de commande large éventail d‘installations de production et de centres de logisdécentralisée du moteur. Le branchement est effectué avec un tique récemment construits ou modifiés, utilisant des composants
Han-Power S de manière à ce que la ligne de courant ne soit pas décentralisés. Des tests de fonctionnement des connecteurs ont
interrompue.
été menés à leur emplacement définitif, quand le système a été
On retire la gaine du câble d‘alimentation sur une longueur d‘en- complètement installé.
viron 15 cm et le câble est introduit dans le Han-Power S. Les fils
qui sont encore complètement entourés par l‘isolation, sont alors Han-Power® T
distribués dans le dispositif de connexion qui traAvant de construire des lignes de production, une atverse l‘isolation. Un contact optimal et la sépatention particulière doit être portée au concept
ration de l‘isolation du toron sont assurés par
d‘installation: Comment seront transportés et
des vis. Les bornes de raccordement IDC
installés les modules individuels pour que
sont mises en place uniquement avec le
l‘installation électrique préalablement
courant de phase se dirigeant vers le «
testée puisse être conservée?
consommateur » décentralisé. La techEn effet, l‘installation électrique doit
nologie de contact HARAX® assurera la
être conservée en état de manière à béstabilité à long terme de l‘installation
néficier des tests de fonctionnement et
(voir CEI 60947-7-1). En outre, le contact
à éliminer les erreurs de câblage dans
doit être garanti dans des conditions exun système déjà contrôlé. La ligne d‘alitrêmes, telles que des courants de courtmentation est posée en utilisant des câbles
Han-Power T Q 5/0: la connexion d’interface prêts à l‘usage dotés de connecteurs. Le brancircuit de plusieurs kA.
compacte pour la distribution d’énergie.
Les différents systèmes de convoyeurs nécessichement est effectué avec un Han-Power T et les
tent de nouveaux concepts qui peuvent être développés
connecteurs appropriés à l‘application. Le branchement
pour des applications particulières (dans l‘industrie automobile, vers le « consommateur » est également effectué à l‘aide d‘un
l‘installation des aéroports et des centres de logistique générale). connecteur pour fournir la plus grande fiabilité et la plus grande
La section des câbles est un critère important pour minimiser flexibilité possible. L‘unité de commande décentralisée du moteur
les baisses de tension dans les lignes électriques pour toutes les est raccordée à un connecteur Han Q 4/2 par un conducteur dont
applications dans lesquelles les marchandises sont transportées la section peut atteindre 6,0 mm2. Pour des niveaux de courants
sur une distance supérieure à 100 m.
inférieurs, on peut utiliser un Han-Power T avec un connecteur
Les applications mises en oeuvre jusqu‘ici sont principalement Han® Q 5/0. L‘utilisation de ces connecteurs permet d‘effectuer
équipées de Han-Power S Q 4/2. Des appareils installés dans un rapidement des modifications tout en réduisant le temps d‘arrêt de
centre de logistique aéroportuaire peuvent être câblés rapidement la ligne de production. Les éléments supplémentaires du système
et de manière fiable avec un conducteur dont la section peut at- sont branchés simplement et rapidement dans les composants déjà
teindre 6,0 mm2 et répondre fidèlement aux spécifications de la installés.
manipulation des bagages.
Une version métallique du connecteur constitue la réponse optimale pour les applications dans lesquelles la stabilité mécanique
THOMAS WOLTING
contre les impacts est une exigence supplémentaire. Cette solution
Product Manager Han® Industrial Connector, Electric
de système innovant et universel accompagne l‘utilisateur lors de
[email protected]
l‘installation et de la maintenance du système.
63
Thomas Heckmann
Le Han® Q 2/0 propose de
nouvelles options en matière
d‘alimentation électrique –
Une solution de connectivité
pour l‘énergie solaire
La gamme des Han® 3A, les plus petits modèles de connecteurs pour usage intensif, offre un formidable champ d‘applications. Les connecteurs traditionnels en
cuivre n‘ont cessé de se perfectionner et leurs fonctionnalités ont su s‘adapter aux
applications pour fibres optiques. Les solutions hybrides intégrant la transmission
de courant électrique et de signaux par le biais d‘interfaces standard telles que le
RJ45, l‘USB ou le SC ont ainsi été accueillies très favorablement sur de nombreux
marchés. Ces connecteurs sont devenus courants dans une grande palette d‘applications grâce à leur conception compacte et robuste ainsi qu‘à leur possibilité d‘intégration dans des capots et des boîtiers adaptés à différents environnements.
Jusqu‘à aujourd‘hui, une intensité de courant maximale de 16 A semblait suffisante
pour la transmission d‘énergie. Cependant, le domaine de l‘alimentation électrique décentralisée en récente évolution requiert des connecteurs électriques en simple phase
ou à deux pôles conçus pour des courants pouvant atteindre 40 A. Le groupe harting
Technology dispose aujourd‘hui d‘une solution compacte répondant aux besoins en
connectique de l‘alimentation électrique décentralisée: le Han Q2/0.
64
Convertisseurs
Un autre exemple d‘application potentielle du Han Q 2/0 est
constitué par les convertisseurs employés dans les systèmes
photovoltaïques. Ces convertisseurs reçoivent le courant continu (DC) des modules photovoltaïques et les convertissent en
courant alternatif (AC). Les connecteurs électriques situés à la
sortie du convertisseur doivent supporter le processus de production, les fonctions d‘installation et de maintenance. L‘utilisation de connecteurs industriels permet des essais des fonctions
finales plug-and-play au cours de leur fabrication.
Le nouveau membre de la famille Han-3A : Han Q 2/0
Les énergies renouvelables
Dans le domaine des énergies renouvelables, ces alimentations
électriques décentralisées innovantes sont largement utilisées
dans les systèmes photovoltaïques (PV). Les systèmes PV, qui
produisent de l‘énergie électrique à partir de la lumière du
soleil, sont généralement raccordés au réseau national pour
l‘alimenter en électricité. Cependant, le nombre de systèmes
PV autonomes fonctionnant en des points éloignés du réseau
électrique s‘accroît de manière importante. Ce phénomène ne
concerne pas uniquement les pays dotés d‘infrastructures peu
développées. Cette méthode écologiquement durable de production d‘énergie sans apport extérieur est de plus en plus utilisée
dans les systèmes d‘éclairage et de signalisation, de même que
partiellement dans les nouvelles infrastructures de télécommunication. Le connecteur Han Q2/0 pouvant être associé aux
capots et boîtiers de la gamme étendue 3A, il est parfaitement
adapté à de nombreuses applications dans des environnements
différents.
Vue en coupe d’un raccordement axial à vis
La technologie de raccordement de ces connecteurs doit être
simple et sécurisée. La technologie de raccordement conçue
pour l‘assemblage sur place permet une mise en oeuvre pratique lors de l‘installation des convertisseurs. Le connecteur
Han Q2/0 utilise quant à lui une technologie de raccordement
axial par vissage, ce qui garantit une connexion sécurisée et
fiable. Si on le compare au raccordement par sertissage, ce type
de raccordement s‘avère plus fiable et a fait ses preuves dans
des machines telles que les autorails, où les connecteurs sont
exposés aux chocs et aux vibrations.
L‘avantage du raccordement axial par vissage réside dans son
contact extrêmement compact qui, contrairement à la technique du sertissage, ne nécessite aucun outil spécial pour raccorder le conducteur au contact. Ces connecteurs peuvent équiper
des calibres de fils de 4 à 6 mm2 exigés aujourd‘hui pour les
derniers systèmes de transmission d‘énergie.
De nouvelles options
La configuration de contact «2+T» est complétée par un système
de codage qui empêche une erreur de raccordement lorsqu‘on
utilise plusieurs connecteurs. Le connecteur Q2/0 est conforme
aux dernières normes de protection des broches pour les appareils d‘accumulation d‘énergie comme les batteries, tels qu‘ils
sont utilisés avec les systèmes photovoltaïques. Conçue pour
résister à des tensions pouvant atteindre 850 V, cette solution
de connectivité offre de nouvelles possibilités pour l‘alimentation en électricité et la distribution d‘énergie.
THOMAS HECKMANN
Market Manager Renewable Energy, Electric
[email protected]
65
Jürgen Bösch & Frank Teepe
Robuste et inoxydable
Han®-INOX:
nouvelle gamme de boîtiers en acier inoxydable pour les connecteurs industriels
L‘acier inoxydable, l‘un des matériaux les plus robustes et résistants sur le marché, est utilisé depuis des décennies dans
de nombreux domaines de notre vie quotidienne et a trouvé également plusieurs débouchés industriels. Outre ses qualités
techniques, les consommateurs apprécient généralement sa qualité de finition. Dans le domaine industriel, cependant, ce
sont ses qualités pratiques qui prévalent. Avec Han-INOX, le groupe harting Technology met sur le marché une nouvelle
gamme de boîtiers fabriqués en acier inoxydable de haute qualité.
L‘acier inoxydable dans l‘industrie
L‘acier inoxydable, appelé également INOX, est un alliage à
base d‘acier contenant un minimum de 10,5 % de chrome et un
maximum de 1,2 % de carbone. INOX est l‘abréviation du mot
« inoxydable », désignant la propriété de ce qui «ne peut être
oxydé» ou «rouillé».
La résistance de l‘acier inoxydable à la corrosion est expliquée
par une réaction chimique entre le chrome et l‘oxygène contenu dans l‘air ou dans l‘eau. Cette réaction crée une couche de
surface extrêmement mince et dotée d‘une résistance chimique passive qui agit comme une barrière entre l‘alliage et son
environnement. Cette couche passive est imperméable et ne
66
peut être dissoute. Lorsqu‘elle est détériorée, elle se reconstitue
d‘elle-même sous l‘effet de l‘oxygène.
Le chrome joue un rôle majeur dans la formation et la conservation de cette couche passive. D‘autres éléments chimiques
comme le molybdène et le nickel peuvent générer la formation d‘une couche passive. Cependant, ils sont incapables de
recréer par eux-mêmes les propriétés particulières des aciers
inoxydables.
Les aciers inoxydables résistent à de nombreux agents agressifs
et ne nécessitent aucune autre protection de surface. Ils sont
utilisés communément dans l‘industrie chimique, l‘industrie
agroalimentaire et dans les technologies environnementales.
Série de logements en acier inoxydable Han® INOX
La nouvelle gamme de boîtiers
La nouvelle gamme de boîtiers Han-INOX fabriquée par harting
à partir d‘acier inoxydable de haute qualité offre aux utilisateurs fiabilité et sécurité face aux agents environnementaux
agressifs, indépendamment de leur utilisation dans une installation réseau générique ou spécifique d‘un système.
Ces nouveaux boîtiers harting Han-INOX ont été développés
en premier lieu pour répondre à des demandes spécifiques des
clients, en prenant en compte des conditions particulières d‘utilisation. Les premiers produits disponibles de cette nouvelle
gamme ont donc adopté les tailles Han 10B et Han 3A.
Qu‘il s‘agisse tout particulièrement d‘environnements confrontés à des contaminations rapides ou de zones où l‘hygiène
constitue la priorité fondamentale, tous les composants des
machines doivent répondre à des critères spécifiques. Leurs
boîtiers ne doivent pas offrir d‘ouvertures inutiles, des trous
borgnes ou des évidements. De plus, les surfaces doivent être
les plus lisses possibles pour empêcher la formation de dépôt
de salissure et faciliter leur nettoyage. Ces critères s‘appliquent
d‘abord et avant tout à l‘industrie agroalimentaire, mais sont
également valables dans l‘industrie de l‘emballage.
harting a développé des produits adaptés à ces critères élaborés. Dans le cas du Han 10B, par exemple, les vis internes de
fixation du boîtier ainsi que la forme arrondie de l‘ensemble du
connecteur garantissent un nettoyage simple et sans résidus.
La multiplicité des combinaisons des boîtiers Han-INOX avec
les inserts harting standards couvre une large gamme d‘uti-
lisations potentielles. Les applications déjà citées dans les industries agroalimentaires et de l‘emballage n‘en constituent
qu‘un seul aspect.
En association avec le système Han Modular, la voie est maintenant tracée vers une large palette d‘applications potentielles
qui va des détecteurs et des dispositifs de commande propriétaires (par exemple, les capteurs, les interrupteurs de position,
les servocommandes) jusqu‘aux systèmes de contrôle situés au
niveau des réseaux centralisés (communications par systèmes
à bus).
L‘utilisation d‘aciers inoxydables résistants à la corrosion est
d‘une importance primordiale pour tous les éléments devant se
conformer aux normes de fiabilité et de sécurité les plus strictes. Outre les domaines déjà cités, ces nouveaux connecteurs
trouveront leurs applications dans d‘autres domaines typiques
incluant l‘industrie aérospatiale, les transports, la construction
navale, l‘industrie minière, les industries et les constructions
sur littoral et sur mer.
JüRGEN BÖSCH
Product Manager, Electric
[email protected]
Frank Teepe
Market Manager, Electric
[email protected]
67
Thomas Heimann
Gagner la première place en innovant
Une force d‘innovation améliorée par une évaluation systématique
des indicateurs et des facteurs de réussite
Si une entreprise désire conforter et accroître les réussites sur son marché, elle
doit améliorer continuellement ses produits et ses technologies. Cela implique
qu‘elle crée en son sein les conditions optimales pour susciter la plus grande
créativité possible. L‘importance croissante des petites et moyennes entreprises (PME) démontre que l‘inventivité n‘est pas un argument de
vente réservé aux seules grandes sociétés. C‘est dans ce contexte
qu‘a été lancé le projet InnoKMU qui évalue le potentiel créatif
des PME et initie les mesures nécessaires à son amélioration.
harting est l‘un des initiateurs et parties prenantes de ce projet,
qui est financé par le ministère fédéral allemand
pour l‘éducation et la recherche (BMBF). Les évaluations menées au cours de cette action permettent
aux participants de pointer leurs forces et leurs faiblesses, de mesurer l‘avance d‘autres partenaires
tels que des clients ou des banques et d‘établir des
comparaisons.
68
Quels sont les leviers à prendre en considération pour accroître les profits et la croissance ?
Accroître l’innovation
Réduire les coûts
De nouveaux marchés grâce à
l’internationalisation
Se focaliser sur les compétences clé
Gestion active des prix
Accroître la productivité du capital
De nouveaux segments de marché
grâce à une croissance organique
De nouveaux segments de marché grâce à de
nouvelles acquisitions/de nouveaux partenaires
2
Faible
impact
3
4
5
Impact
très fort
Source: étude ADL, Fraunhofer IAO, IAT Université de Stuttgart
Fig. 1: Accroître l’innovation
Méthode
La complexité de la mise en oeuvre d‘une innovation dépasse
généralement le simple cadre technique. Pour mener une analyse spécifique, l‘innovation dans sa globalité doit être visible
dans plusieurs secteurs de l‘entreprise. Le projet évalue neuf
domaines de la culture de l‘innovation au sein des entreprises
(cf. Fig. 2). Des facteurs de réussite déterminants (CSF – critical success factors) ont été définis pour chaque domaine. Ces
facteurs, qui peuvent être établis par les entreprises, ont un impact particulièrement fort sur la réussite des projets novateurs.
Ils sont transformés ensuite en variables mesurables qui sont
obtenues par le calcul de paramètres qualitatifs et quantitatifs.
Ils doivent, en effet, être représentés sur une même échelle si
l‘on veut comparer entre elles les valeurs spécifiques de différentes entreprises. La base de cette comparaison est formée de
points de référence pour lesquels sont déterminées des valeurs
comparatives spécifiques à l‘industrie comportant des paramètres adaptés à leurs secteurs d‘activité.
Ces différents paramètres sont représentés dans un modèle de
référence (Fig. 3) pour en faciliter l‘interprétation. Ce modèle
permet en second lieu de déduire des mesures pour l‘amélioration de la force d‘innovation.
Étude de cas
harting offre un cas pratique d‘application de ce projet avec un
MID à deux composants. Un MID (dispositif d’interconnexion
moulé) est une carte de circuits imprimés moulée par injection
qui peut être fabriquée selon différentes méthodes. Le moulage
par injection à deux composants (2K-MID) est particulièrement
adapté à une fabrication économique. Le MID est constitué de
deux matériaux plastiques différents. Une couche conductrice
destinée à la transmission des signaux est ensuite appliquée
sur un de ces matériaux par un processus chimique (Fig. 4). La
méthode 2K-MID est répandue, mais la miniaturisation continue des composants requiert des structures de plus en plus
Culture de l’innovation
Stratégie
de
l’innovation
Compétences
&
savoir-faire
Procédure
Produit
&
service
Marché
Structure
&
réseau
Technologie
Gestion de projets
Fraunhofer IAO, IAT Université de Stuttgart
Fig. 2: Zones d’évaluation des innovations
69
fines. harting a réussi à réduire les structures des conducteurs de leur taille habituelle de 600 µm à 200 µm. Jusqu‘à
aujourd‘hui, il était impossible de fabriquer des composants
d‘une telle complexité à cette échelle. Au niveau technologique, le développement systématique des méthodes de production existantes et des stratégies de création d‘outils pour les
composants ont été déterminants pour atteindre ces objectifs.
L‘analyse a montré que les progrès technologiques étaient un
facteur de réussite, tout comme l‘existence d‘une culture positive de l‘innovation, encadrée par une gestion interne des progrès organisée et proactive (pour la définition des produits, la
technologie de montage et de connexion, la commercialisation et la livraison, ainsi que pour la certification
Index
des composants et des processus). L‘analyse a révélé
également l‘implication des fabricants de machines
Stratégie
d‘usinage par étincelage, des fabricants de matières
plastiques et d‘une entreprise d‘électrodéposition au
cours de cette opération de développement.
Compétence
Résultat de l’auto-évaluation
Stratégie
Compétences & savoir-faire
Gestion de projets
Culture de l’innovation
Technologie
Client
Produit
Service
Structures & réseaux
Procédures
Degré de maturité
Degré de maturité 1
Débutant
En cours
Innovant
Il existe une stratégie
d’innovation, dérivée
de la stratégie de
l’entreprise
Lien cohérent entre la
stratégie d’innovation
et les catégories
correspondantes
Mise en place et
poursuite cohérentes
de la stratégie
d’innovation
…
…
…
Technologie
Produit & service
Gestion de projets
Degré de maturité 3: innovant
Degré de maturité 2: en cours
Degré de maturité 1: débutant
Excellence de l’innovation
Résumé
Grâce à la miniaturisation des 2K-MID, harting a assuré son avance sur le marché. L‘entreprise est maintenant en mesure de proposer à ses clients non seulement une technologie de fabrication adaptée, mais
aussi son expertise dans le domaine de l‘optimisation
des produits et une assistance au développement.
L‘analyse a révélé différents indicateurs de réussite et
initié les premières étapes de l‘amélioration du potentiel d‘innovation de l‘entreprise.
Définition des kits de mesure
> Utilisation de méthodes en fonction des
domaines à améliorer
> Recommandations de la conception pour
atteindre le niveau suivant
Fig. 3: Modèle de maturité
Fig. 4: moulage MID à injection à 2 composants
70
THOMAS HEIMANN
Project Manager, Applied Technologies
[email protected]
Oktay Yalcin & Sven Holtgrewe
Le succès commun a commencé au Bosphore
Istanbul est une ville qui embrasse deux continents et qui
est traversée par le Bosphore, une ville où l’Orient rencontre
l’Occident. Un nombre incalculable de monuments témoigne
de l’histoire singulière d’Istanbul (autrefois Constantinople)
à la croisée idéologique entre la culture chrétienne et la
culture musulmane. Istanbul est fière de posséder des sites
renommés et uniques: d’abord et avant tout, Hagia Sophia,
une basilique chrétienne devenue plus tard une mosquée,
puis un musée imposant depuis 1932. Face à l’Hagia Sophia
se trouve la Mosquée Bleue, un des chefs-d’oeuvre les plus
importants de l’architecture musulmane.
71
(projet GAP prévoyant la construction de barrages et de centrales électriques, des installations d’électrification, des systèmes
d’irrigation, des industries agroalimentaires, des routes, des
équipements de télécommunications).
Malgré les fluctuations du PIB de la Turquie entre les années 80
et 90, il affiche cependant une moyenne d’environ 5 %. Compte
tenu de l’accroissement de la population qui est encore de 1,52 %,
cette croissance s’est avérée insuffisante pour réduire l’écart du
revenu par habitant comparé à celui des autres pays de l’OCDE.
En 2001, une crise économique et financière dramatique a donné
lieu à la pire récession connue depuis 1945. Le Fonds monétaire
international (FMI) a lancé des réformes qui, malgré une politique fiscale nécessairement très stricte, ont été récompensées par
une croissance continue (presque 10 % en 2004, 7,6 % en 2006 et
7,5 % durant le premier semestre 2006). Le revenu par habitant
s’est accru de manière importante, ce qui a pu être également
attribué à la force récente de la monnaie turque.
Hagia Sophia
Cependant, Istanbul est loin d’être uniquement un musée à ciel
ouvert impressionnant. La métropole, avec ses onze millions
d’habitants, est le coeur économique et culturel du pays. Elle
est le point de rencontre entre tradition et modernité, une ville
d’une diversité extraordinaire. Les touristes peuvent s’immerger
et se perdre dans ses bazars et ses marchés merveilleusement
bigarrés, où le temps semble figé et, le soir même, fréquenter des
discothèques qui n’ont rien à envier aux clubs des cités cosmopolites comme Berlin ou Londres.
Une croissance industrielle rapide
La Turquie est aujourd’hui perçue de plus en plus comme un pays
industriel qui se développe très rapidement. L’ouest de la Turquie,
principalement, connaît un boom industriel dans les domaines
du textile, de l’automobile, de la chimie, de l’électronique et de
la construction de machines. Dans cette région, l’industrie représente déjà approximativement 30 % du produit intérieur brut
(PIB). La plus grande part du PIB (environ 60 %) provient du secteur des services et ce chiffre continue d’augmenter. L’est et le
sud-est de la Turquie ont des infrastructures moins développées
et sont restés, en conséquence, des régions à prédominance agricole. Des mesures globales de développement ont été mises en
oeuvre dans le sud-est du pays depuis le milieu des années 80
72
Un partenaire sur le terrain
En 2000, harting a commencé à mesurer la valeur du marché
turc et a décidé de rechercher un partenaire commercial local à
Istanbul. Une année plus tard, harting et GÖKHAN ELEKTRIK
Malzemeleri San.ve Tic.Ltd.Sti signaient un accord de coopération. GÖKHAN ELEKTRIK fournit différents marchés en équipements et composants électriques et électroniques depuis 1987.
Cette société offre également à ses clients une assistance technique, ses entrepôts délocalisés et une équipe très qualifiée. Son
siège social se trouve à Perpa Elektrokent et l’entreprise possède
une filiale à Karaköy pour proposer ses services directement aux
clients locaux et prospecter une nouvelle clientèle. Perpa Elektrokent est un centre industriel qui s’est ouvert officiellement en
1989. Plus de 4 500 entreprises y ont installé leur siège social et
200 000 personnes, en moyenne, s’y rendent quotidiennement
pour travailler. Le site propose tous les types de produits électriques destinés à l’industrie et la construction. Il possède 38 km
de routes internes donnant accès aux différentes entreprises
présentes. Perpa Elektrokent est considéré comme le centre de
ressources principal pour toutes les «demandes» électriques en
Turquie.
harting et GÖKHAN ELEKTRIK ont renforcé leur coopération
au cours des dernières années. L’accent a été mis sur des présentations conjointes à des foires commerciales et des visites
communes aux clients, garantissant que la conception des produits harting était en phase avec les exigences de la clientèle.
Perpa
Cette collaboration a un certain nombre de réussites à son actif:
deux des applications réalisées conjointement sont détaillées ciaprès.
Usinage de tôles métalliques avec une infrastructure harting
BAYKAL est un fabricant turc de machines à usiner les tôles
métalliques telles que des presses-plieuses, des coupeuses et
des machines à poinçonner. L’entreprise a été fondée en 1950
et emploie aujourd’hui environ 600 personnes travaillant dans
trois usines qui représentent une surface totale de production
de 60 000 m2. BAYKAL utilise les produits harting dans de
nombreux secteurs d’application: des connecteurs harting, par
exemple, raccordent les pédales de commande aux consoles des
machines.
Transport ferroviaire utilisant des connecteurs harting
TÜVASAS, fabricant turc de wagons de marchandises, emploie
environ 1100 ouvriers et 400 employés de bureau et cadres. L’entreprise répare et assure l’entretien de véhicules ferroviaires,
de véhicules ferroviaires suburbains pour les courtes et moyennes distances, des trains électriques, des voitures-restaurants,
etc. Les voitures de la dernière génération (TVS 2000) sont très
confortables et à la pointe de la technologie. Elles sont dotées
de bogies et atteignent des vitesses de croisière de 200 km/h.
On y trouve très fréquemment des systèmes automatiques de
fermeture des portes, l’air conditionné, des sièges économiques,
des équipements sonores modulaires, etc. TÜVASAS va bientôt
démarrer la construction de véhicules ferroviaires de lignes à
voie étroite, de voitures de métro et de tramway destinés aux
transports publics locaux.
Entreprise en pleine expansion, TÜVASAS investit dans l’excellence de sa qualité, dans l’efficacité de ses services et travaille
pour des sociétés qui exigent une expertise dans le transport ferroviaire. TÜVASAS avait besoin d’un connecteur très solide, de la
classe de protection IP68, qu’elle devait placer sous les véhicules
ferroviaires. Après une étude approfondie, harting lui a recommandé le boîtier de connecteur HPR et le module de connexion
à vissage axial pour une utilisation adaptée au convertisseur du
courant nominal indiqué.
La Turquie – pays partenaire de la foire de Hanovre 2007
L’Allemagne constitue le partenaire commercial le plus important
de la Turquie et les relations entre les deux pays ne cessent de
se développer. Les différentes possibilités de coopération bilatérale ouvrent des perspectives extraordinaires pour les deux
marchés et leurs croissances économiques. Elles peuvent aussi
donner une nouvelle impulsion à l’économie mondiale. Pour ces
raisons, la Turquie a été choisie comme pays partenaire pour la
foire de Hanovre 2007. Ces raisons justifient également le développement et l’expansion de la coopération entre harting et
GÖKHAN ELEKTRIK.
Oktay Yalcin
Sales Engineer
Gökhan Elektrik
Istanbul, Turkey
Baykal presse plieuse CNC
Sven Holtgrewe
Director Business Development, Electric
HARTING Technology Group
[email protected]
73
Jens Wandelt & Horst Blomenkamp
Infrastructures de communication dans la
nouvelle usine harting à Zhuhai
74
Zhuhai se situe au sud de la République Populaire de Chine
dans la province de Guangdong, directement sur la baie de
l’ancienne colonie portugaise de Macao, à proximité des grandes villes chinoises Canton et Shenzhen. Zhuhai, une petite
ville à l’origine, a commencé à se développer en 1979 et doit
sa croissance fulgurante à sa situation dans l’une des quatre
zones économiques spéciales instaurées en Chine. En 2002, la
population de la région de Zhuhai a atteint 1,2 millions d’habitants. La ville côtière, qualifiée de « Ville Romantique » est une
destination de vacances très prisée, mais accueille également
la population active à proximité de Hong Kong qui effectue régulièrement la traversée maritime d’environ 60 minutes pour
y passer le week-end. En 1998, harting a créé une filiale à
Zhuhai, où 150 employés fabriquent toute une gamme de produits harting. Des exemples typiques comprennent certaines
séries Han, la famille des har-bus et les MiniCoax.
Un nouveau bâtiment dans le parc industriel
Pour répondre à la demande croissante de capacité de production
et à la difficulté à étendre ses locaux actuels à Zhuhai, harting
construit une nouvelle usine dans le parc industriel « Zhuhai
Hi-tech Innovation Coast ». Plusieurs entreprises célèbres se sont
déjà établies sur ce site de 2,88 km2 à proximité de l’université
de Zhuhai. Les infrastructures y sont excellentes, par exemple,
des fibres optiques pour le réseau téléphonique constituent la
norme. Les coupures d’électricité dues à une trop faible capacité
de production appartiennent ici à un passé révolu.
Dans une première phase, la nouvelle usine comprendra un bâtiment de production sur trois niveaux, avec une surface au sol de
plus de 4 500 m2 et un entrepôt en deux étages d’une superficie
de 2 700 m2. Les bureaux administratifs se situent dans la partie
avant du bâtiment principal de production. Il est possible d’ajouter une unité de production supplémentaire à l’usine.
Au cours de l’année financière à venir, harting projette de porter
le nombre d’employés de Zhuhai à environ 230, ce qui entraînera naturellement une augmentation du nombre d’utilisateurs
de l’informatique. En plus des fonctions traditionnelles, comme
la messagerie électronique, Internet et le partage de fichiers, le
nombre d’utilisateurs du système d’ERP (Enterprise Resource
Planning, planification des ressources d’entreprise) ainsi que des
applications de DAO connaîtra une augmentation similaire.
Connexion WAN à la maison mère
Afin de garantir une exécution rapide et efficace des processus
d’entreprise, toutes les filiales harting à travers le monde sont
reliées entre elles et avec la maison mère en Allemagne via un
réseau étendu (WAN). Les usines sont reliées grâce à la technologie de réseau privé virtuel (VPN) la plus récente. Protéger
le réseau des attaques extérieures et des intrusions ou interceptions non autorisées constitue une priorité de premier ordre,
complétée par des mesures de haute sécurité sur les terminaux
des utilisateurs.
harting exploite un centre informatique redonder à Espelkamp
d’où les principales applications de l’entreprise sont accessibles
mondialement. Elles comprennent la messagerie électronique et
Internet, le système d’information sur les produits, le système de
reporting, la gestion des relations client et un système de développement DAO inter-usine. Cette organisation qui assure le stockage centralisé des dossiers avec comme options, la sauvegarde
et l’archivage automatiques, permet également une utilisation
efficace et rentabilisée des ressources sur toute la largeur de la
bande. Même à une époque où les réseaux professionnels reposent sur des connexions de large bande passante de type ADSL,
la bande passante demeure un facteur décisif en matière de coût.
Une gestion spécifique et efficace de la bande passante est essentielle si tous les utilisateurs doivent bénéficier d’un temps de
réponse acceptable de la part des applications.
Tout en un seul câble à Zhuhai
La disposition des infrastructures informatiques à l’usine
harting en Chine repose sur un principe qui résume toutes les
communications électroniques futures: « tout en un seul câble ».
Derrière ce slogan se cache une stratégie qui n’utilise qu’un seul
système de câblage pour couvrir toutes les applications. Même
aujourd’hui, établir au minimum deux infrastructures de communication reste une pratique courante: la première est généralement un système de câblage de télécommunication conventionnel pour relier les téléphones, les télécopieurs, les systèmes des
portes d’entrées, etc. On installe ensuite en parallèle un système
de câblage informatique séparé pour relier les PC, imprimantes,
etc. Tandis que dans les zones de production, on installe généralement un troisième système pour les bus de terrain fréquemment utilisés pour diriger les usines et les machines, L’approche
harting, et pas seulement à Zhuhai, consiste à n’utiliser qu’une
75
Modèle d’usine HARTING à Zhuhai.
seule infrastructure pour effectuer ces trois tâches. Si l’on suit le
modèle OSI, cela consiste à sélectionner un mode de transmission
compatible avec ces trois types d’utilisation. Non seulement les
connexions normalisées réduisent les coûts, mais elles permettent également l’intégration des trois domaines.
Dans le domaine informatique, Ethernet prévaut dans le monde
entier comme la technologie de transmission choisie pour le
système OSI Layer 2. La topologie en anneau (Token ring) et le
réseau FDDI ont été relégués au passé. Les réseaux à 10 Mbit/s
du début ont été développés pour aboutir aux réseaux totalement
commutés à 1Gbit/s. Actuellement, la plupart des PC et ordinateurs portables comportent dans leurs équipements de série une
carte réseau avec une capacité de transmission Ethernet Gbits.
Grâce à la croissance effrénée d’Internet, le protocole IP (Internet
Protocol) est devenu le protocole réseau le plus utilisé.
Les trois domaines ci-dessous:
– applications de bureau classiques (de la messagerie électronique au CAD/PLM)
– télécommunications conventionnelles
– applications industrielles (ERP, automatisation)
peuvent être desservis par un réseau Ethernet à l’aide du protocole IP.
Afin de mettre en place une infrastructure normalisée de ce type
dans la nouvelle usine de Zhuhai, il était question de sélectionner
76
le système de câblage approprié et les composants adaptés. Le câblage sur le pourtour, à proximité des systèmes des utilisateurs,
repose sur des câbles Cat6. Toutefois, en raison de la taille du
bâtiment, la limite de 100 mètres de câbles en cuivre sera rapidement atteinte, aussi les diverses zones de l’usine sont reliées
par une épine dorsale en fibre optique. Grâce aux fibres optiques multi-modes, on peut couvrir des distances supérieures à
550 mètres avec un débit de 1Gbit/s.
On utilise également des composants compatibles Cat6 pour la
connexion. Dans un environnement de fabrication harting, on
emploie des produits comme le RJ45 Industrial Outlet Push/pull.
Les composants actifs dans les espaces de bureau sont fournis
par Cisco, tandis que les commutateurs harting sont utilisés aux
étages de production. Dans un premier temps, on a opté pour les
commutateurs mCon3100-A 10-port avec une protection IP30.
A Zhuhai, les fonctions de télécommunication au sens traditionnel
du terme sont fournies par Cisco CallManager 4.2, qui exploite
deux serveurs redondants. Les interfaces pour les services de télécommunications externes sont mises en place via des portails.
Les télécopieurs classiques sont reliés via des adaptateurs de
terminal et sont fournit aux utilisateurs des téléphones IP Séries
7970G et 7912G. A ces moyens de communications est ajouté
également une solution de fax électronique relié au système de
messagerie électronique.
Le réseau est conçu pour réaliser les objectifs et performances
souhaités et s’étend dans une configuration en étoile à partir de
la salle centrale du serveur. Tous les systèmes locaux importants
sont installés dans la salle du serveur avec les connexions vers
les fournisseurs externes (Internet/téléphonie).
Des règles de sécurité strictement définies s’appliquent à tous les
sites harting. A Zhuhai ces règles sont déterminées par certaines
considérations spéciales qui s’appliquent à un réseau convergent.
En principe, les trois secteurs, le bureau, les télécommunications
et la production, sont desservis et séparés par leur propre LAN
virtuel (VLAN). Comme ces secteurs restent séparés logiquement
les uns des autres sur Layer 2, tout le trafic entre eux transite par
les commutateurs centraux Layer 3. Par exemple, cela signifie
que l’on ne peut accéder à une usine de production sécurisée qu’à
partir d’un PC particulier. Les autres systèmes ne peuvent pas se
connecter à cette usine via le réseau.
Efficacité améliorée grâce à la solution de communication unifiée de Cisco
En ce qui concerne les composants VoIP, il faut respecter certaines exigences supplémentaires afin de garantir la qualité de service du réseau. Contrairement aux communications de données
conventionnelles, les communications en temps réel comme les
appels vocaux, sont particulièrement sujettes aux décalages, grésillements et pertes de paquets. D’autre part, les utilisateurs des
systèmes de communication vocale attendent la qualité de service
à laquelle ils sont habitués (qualité RNIS). Pour utiliser une solution VoIP dans un LAN, il est essentiel que le réseau soit complètement inter-connectable. Même si nous parlons d’un réseau
hautement performant de 100 Mbit/s, il est envisageable d’ajouter
des éléments améliorant la qualité de service qui contribuent à la
stabilité et à la qualité de l’environnement. harting a opté pour
une solution homogène qui comprend des commutateurs Cisco
et des téléphones IP, ce qui simplifie la mise en place d’un LAN
virtuel vocal, avec une priorité adaptée. Les commutateurs sont
« asservis » pour donner en permanence la priorité au traitement
des paquets du LAN virtuel vocal.
L’avenir de la communication
Dans le domaine de la communication vocale, VoIP est devenu
la norme reconnue des nouveaux systèmes. A l’avenir, les systèmes de télécommunication traditionnels ne joueront qu’un rôle
subsidiaire. En plus de choisir entre un système central traditionnel ou VoIP, la tendance dans le domaine des technologies
de transmission opte pour le protocole IP plutôt que pour le réseau de télécommunication. La proportion de communication IP
est également en croissance constante pour les communications
transatlantiques. Cette tendance est évidente dans le marché des
entreprises où celles-ci tentent de réaliser des économies sur
toutes leurs communications internes grâce au VoIP. La situation
est identique dans le domaine des solutions de vidéo-conférence.
Les vidéo-conférences font désormais partie du quotidien des
bureaux grâce aux logiciels faciles à utiliser qui permettent au
personnel de les intégrer facilement et efficacement à leur journée de travail.
Une infrastructure en réseau convergent basée sur des composants stables constitue les fondements de toutes ces nouvelles
opportunités. Intégrer une solution VoIP à une messagerie client
comme MS Outlook permet aux utilisateurs de téléphoner directement à partir des coordonnées stockées. Le temps passé à
mettre à jour les répertoires téléphoniques et les listes de numérotation rapide est désormais révolu. Une intégration directe
dans le système CRM permet, par exemple, au personnel de vente
de visionner les détails des commandes affichées au moment où
un client appelle. Les systèmes de messagerie simples et rapides
deviennent également une autre option de communication très
prisée.
Les opportunités offertes par une infrastructure en réseau
convergent doivent toujours être envisagées en fonction des
exigences correspondantes. Pour une entreprise internationale
comme harting, une gestion stricte de la bande passante est
essentielle. L’utilisation d’applications en temps réel comme les
77
Bureau
Edgeswitch
Fax / Téléphone analogique
classique
E-Fax
Cisco ATA 186
Cat 2960
China
Telecom
PSTN
Portail
Imprimante avec
adaptateur Ethernet
Gestionnaire d’appel 1
mCon3100A
Commutateur de
distribution
Routeur
Pare-feu
Ordinateur
Ordinateur
Commutateur de
distribution
IP-Phone
CNC
Internet
Routeur
Gestionnaire d’appel 2
Serveur CAD
Serveur
de fichiers
Topologie du réseau de la nouvelle usine de Zhuhai
applications vocales et la vidéo conférence à différents endroits
requiert un investissement dans des liens de transmission appropriés et une stratégie de qualité de service cohérente. Tout
particulièrement lorsque les locaux sont éloignés les uns des
autres, les décalages jouent un rôle majeur. Là encore, les coûts et
les bénéfices doivent être examinés avec une grande attention.
Conclusion
La convergence entre les réseaux vocaux et de données est déjà
bien avancée. Le système VoIP a trouvé sa place dans les systèmes de téléphonie classiques. De nouveaux modèles d’affaires
et de services se sont établis. Les plate-formes et les standards
ouverts ont apporté davantage de concurrence et ont accéléré le
développement de meilleurs produits à moindre coût. Ethernet et
le protocole IP sont apparus comme vainqueurs. Dans le domaine
des applications industrielles où les solutions autonomes prévalent encore, cette convergence n’en est qu’à ses balbutiements.
Les utilisateurs tout comme les fabricants sont encore réticents
à l’idée d’ouvrir leurs systèmes séparés, préférant à la place s’en
tenir aux solutions individuelles. En fin de compte, la valeur ajoutée par la convergence du réseau prévaudra et dans le cas d’une
intégration de la voix aux réseaux informatiques, la sécurité et la
stabilité des nouvelles solutions seront les facteurs déterminants.
78
Enfin, l’infrastructure nécessaire aux applications de bureau,
au multimédia et à l’Ethernet industriel sera construite sur une
plate-forme unique qui n’est autre que Automation IT.
harting met en place cette approche futuriste à Zhuhai avec
une solution uniforme qui s’étend du bureau à la production.
Le concept a été présenté conjointement avec le partenaire de
harting, Cisco Systems, lors de la Foire de Hanovre 2006. Il est
mis en place dans la nouvelle usine de Zhuhai en parallèle avec
les technologies de pointe afin de démontrer les capacités de
l’équipement et du partenariat. Avec le statut de leader de Cisco
dans le domaine de l’intégration de la voix et des données, combiné aux solutions industrielles réputées de harting, l’Automation
IT devient une réalité.
JENS WANDELT
Project Manager IT-Infrastructure Zhuhai and Sibiu
[email protected]
HORST BLOMENKAMP
Manager IT-Infrastructure
[email protected]
Pa r t i c i pat i o n h a r t i n g au x s a lo n s p r o f e s s i o n n e l s 2 0 0 7
Participation harting aux
salons professionnels 2007
16.04. – 20.04.
Allemagne, Hanovre, Hannover Messe
16.04. – 20.04.
Etats-Unis, Détroit, SAE Show
17.04. – 19.04.
Angleterre, Birmingham, Traffex 07
19.04. – 22.04.
Corée, Séoul, Expo Comm
23.04. – 27.04.
Brésil, Sao Paulo, FIEE
24.04. – 27.04.
Ukraine, Kiew, ELCOM 2007
16.05. – 19.05.
Corée, Changwon, KOFAS
21.05. – 24.05.
Chine, Guangzhou, Chinaplas
22.05. – 25.05.
République Tchèque, Nitra, MSV NITRA 2007
07.06. – 09.06.
Japon, Yokohama,
Exhibition on Sensing via Image Information
12.06. – 14.06.
France, Lille, SIFER
19.06. – 22.06.
Singapoure, Singapoure, Communic Asia
28.06. – 30.06.
Chine, Beijing, Wind Power Asia
04.07. – 07.07.
Vietnam, Ho Chin Minh, MTA Vietnam
18.07. – 21.07.
Malaisie, Kuala Lumpur, Industrial Automation
04.09. – 06.09.
Finlande, Helsinki, ELKOM 2007
04.09. – 07.09.
Suisse, Basel, GO-Ineltec
05.09. – 08.09.
Russie, Nizhniy Tagil, Magistral
12.09. – 14.09.
Inde, Delhi, ELCOMP
18.09. – 22.09.
Allemagne, Husum, HusumWind 07
24.09. – 26.09.
Angleterre, Birmingham, PPMA
01.10. – 05.10.
République Tchèque, Brno, MSV 2007
27.11. – 29.11.
Allemagne, Nuremberg, SPS/IPC/DRIVES
79
Austria
HARTING Ges. m. b. H.
Deutschstraße 3, A-1230 Wien
Phone +431/6162121; Fax +431/6162121-21
E-Mail: [email protected]
Belgium
HARTING N.V./S.A.
Z.3 Doornveld 23, B-1731 Zellik
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Brazil
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CEP 04360-001 - São Paulo - SP - Brazil
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Internet: www.HARTING.com.br
China
Zhuhai HARTING Limited, Shanghai Branch
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Internet: www.HARTING.cz
Finland
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Poland
Hong Kong
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