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22 N° 5 • Mai 2008 Le Service Lecteur Instantané sur le web @ www.pei-france.com voir page 28
20 Ans
Dans la mesure, tout commence par les capteurs. Autre
observation triviale, plus la mesure est traitée loin du
capteur, plus elle est dégradée. Du coup, on a toujours
cherché à rapprocher le traitement au plus près
du capteur. Les progrès continus de l'intégration dans
l'électronique et la mécanique, voire des deux à la fois
(avec les concepts de la mécatronique et des MEMS) ont
permis d'aller de l'avant. C'est sans doute dans les capteurs
de vision industrielle que l'évolution est la plus spectaculaire.
Il y a 20 ans, les signaux de base fournis par
les caméras étaient traités par des cartes qui embarquaient
des hordes de microprocesseurs, et les fiches de spécification
vantaient des nombres toujours plus impressionnants
de MIPS (millions d'instructions par seconde)...Pour
symboliser le chemin parcouru, il suffit de voir
les nouveaux noms que Cognex (le leader mondial en
vision industrielle) a attribué à ses différentes divisions.
Ainsi, l'activité cartes graphiques pour caméras est
désormais intégrée dans la division... "Vision Software",
Service Lecteur 16045, @ www.pei-france.com
Du capteur au système
Grâce aux techniques numériques, les capteurs de process
embarquent de plus en plus de choses. Ils sont capables de réaliser
plusieurs mesures à la fois. Quant à exécuter des fonctions
de régulation et d'automatismes, c'est possible... en théorie.
donc une division "logiciel" !. Ce n'est pas que les
cartes "frame grabber" ont disparu (loin s'en faut)
mais elles s'effacent progressivement au profit des caméras
intégrées qui se chargent de tout. Et tout cela dans
des tailles très réduites, de quelques centimètres de côté.
En fait, les caméras intégrées existent depuis longtemps
mais elles sont longtemps restées relativement
encombrantes (on les dénommait d'ailleurs "système de
vision intégré" ou "automate de vision").
Plus généralement, c'est tous les capteurs qui ont gagné
en intégration. Il n'y a pas si longtemps, le conditionnement
du signal (filtrage, mise à l'échelle) se faisait
à l'extérieur (ça existe encore pour les capteurs tels
que les jauges de contrainte ou certains capteurs de vibrations).
Aujourd'hui, il est (presque) systématiquement
intégré. De plus, les capteurs embarquent des fonctions
numériques, pour le paramétrage, le diagnostic et (désormais)
la transmission sur les bus de terrain.
Ces caméras
IR de Cedip
effectuent
l’acquisition
et l’analyse
d’images sur
des évènements
très rapides.
Commercialisé par TH Industrie, ce capteur d'humidité
relative et de température de Sensirion regroupe sur
la même puce de silicium : les éléments sensoriels,
le convertisseur A/N et l'interface numérique.
Les capteurs de process sont également devenus
multi-paramètres. Certains capteurs de pression mesurent
par exemple la température en plus de la pression.
Les débitmètres Coriolis donnent, en plus du débit
masse, la température et la densité du fluide. Avec
un seul capteur, on peut désormais faire ce que l'on
faisait avant avec deux, voire trois. Le capteur devient
"système"...
On s'est souvent posé la question d'aller plus loin et
d'embarquer des fonctions de régulation à bord
des capteurs. Dans les années 80, aux débuts des transmetteurs
numériques, l'Américain Moore avait sorti
un capteur intégrant un régulateur PID mais cette
annonce était restée sans lendemain. Avec l'arrivée
du bus de terrain Fieldbus Foundation (FF), on
pouvait imaginer que l'idée de Moore allait revenir
à la mode car FF permet d'embarquer des blocs de
fonction exécutables, et notamment des PID. Emerson
Process Management, le leader mondial dans les
capteurs de process, semblait vouloir aller dans cette
voie lorsqu'il a annoncé son concept PlantWeb :
lors de la présentation officielle de PlantWeb, la
société avait présenté une architecture entièrement
déportée, dans laquelle tous les contrôleurs étaient
embarqués dans les équipements de terrain (vannes,
capteurs). Encore une promesse non tenue ! En cause,
la vitesse trop limitée des bus de terrain de process
actuels. En cause également, la sécurité de fonctionnement
(que se passe-t-il si un élément de la chaîne
est défaillant ?) et le poids des habitudes (le bus
de terrain est mal accepté dans le process, alors déporter
le traitement dans les capteurs, il ne faut
Se configurant d’un simple pointer et cliquer de souris,
le système de vision de Cognex exécute de nombreuses
fonctions dont le comptage, la mesure, la comparaison,
… sur les objets présents dans l’image.
pas trop y penser...). Il y a quelques exceptions, malgré
tout. On trouve des régulateurs PID embarqués
à bord des vannes et il est donc possible de réaliser
des boucles locales (par exemple une fonction de régulation
de niveau sur un réservoir). Même chose pour
les asservissements de moteurs: les variateurs de vitesse
actuels embarquent couramment des fonctions
d'automatismes, évitant d'avoir à utiliser un automate
programmable séparé. Dans les deux cas, la
fonction d'automatisme est dans l'actionneur, pas dans
le capteur, et on reste limité à des boucles locales.
Les architectures totalement décentralisées attendront...