LES MONITEURS INDUSTRIELS
POUR LE PILOTAGE ET
LE SUIVI DES PROCESSUS
DE PRODUCTION DEPUIS
UNE SALLE DE CONTRÔLE
OU DIRECTEMENT SUR
LE PLATEAU SONT EN
PLEINE TRANSFORMATION.
DÉSORMAIS ILS EMBARQUENT
DES COUCHES LOGICIELLES
QUI LEUR PERMETTENT
D’AFFICHER DES APPLICATIONS
COMPLEXES EXÉCUTÉES À
DISTANCE, EN S’INSPIRANT DES
TECHNOLOGIES ISSUES DU WEB.
A l’origine, les écrans étaient reliés aux
automates au travers d’une liaison
câblée. point-à-point supportée au
moyen de ports de communication série
de type RS-232, RS-422 ou RS-485. Si elle
apporte d’indéniables garanties en
matière de fiabilité, une telle solution
présente un désavantage de taille : il est
difficile de mutualiser les équipements
sans alourdir l’infrastructure, sans
complexifier son évolution ultérieure et
dans une moindre mesure, sa
maintenance.
La tendance a donc évolué ces dernières
années en reliant les automates, les
postes de contrôle et les écrans de
commande à des réseaux de
communication câblés au standard
Ethernet (Lan) voire parfois, au travers de
liaisons sans-fil de type WLan (IEEE
802.11a/b/g/n). si les réseaux Ethernet
peuvent véhiculer localement des
paquets d’information issus des
protocoles de communication
hétérogènes, ils peuvent aussi encapsuler
ces données dans des trames routables
avec TCP/IP. Partant, la distance entre le
moniteur, la station de travail et le
serveur informatique peut aujourd’hui
s’affranchir des distances.
Cette modernisation significative au
niveau des méthodes d’interconnexion,
s’accompagne d’une évolution au moins
aussi importante au niveau des écrans
servant d’interface entre l’homme et ses
machines. Désormais, les moniteurs
intègrent des micrologiciels
extrêmement sophistiqués qui s’exécutent directement sur la carte
informatique dont ils sont équipés et où
réside de plus en plus fréquemment, ce
qu’on appelle un client-léger.
Venue de l’informatique, la virtualisation
est la dernière tendance à se répandre
dans les grandes entreprises possédant
de nombreux sites de production. Un
voire plusieurs serveurs jouant le rôle
d’hôtes peuvent héberger des dizaines
de machines virtuelles. Chacune de ces dernières représente un serveur
d’applications, une station de travail ou
même, un automate sur base PC, autant
d’éléments constitutifs du système de
contrôle des processus. Ces entreprises y
gagnent une agilité nouvelle qui leur
permet d’adapter les capacités de
production de chaque site en fonction
des réalités de la demande. Elles peuvent
aussi plus facilement déployer leurs
capacités opérationnelles sur une
nouvelle installation avec l’assurance que
les standards de qualité et les bonnes
pratiques qui constituent leur biencommun, seront automatiquement
respectés.
UNE FENÊTRE SUR LE RÉEL
Des moniteurs de plus en plus larges
sont utilisés en lieu et place des
terminaux opérateurs qui étaient
précédemment installés directement sur
les machines ou montés sur châssis au plus près des équipements
opérationnels. Le recours à une
connexion en réseau de type Ethernet
permet de déployer un moniteur
presque n’importe où sur un site et
autorise même son déplacement
ultérieur. Cette souplesse dans la mise
en relation avec les ressources permet
dans le même temps, de servir de point
d’entrée sur des applications
sophistiquées et pointues s’exécutant
sur des serveurs situés sur le réseau
informatique local ou… à l’autre bout du
monde. Il en découle des exigences
nouvelles comme des affichages à haute
résolution calés sur les standards
informatiques (ex. : 1920 x 1080 pixels),
des capacités de réaction aux
commandes tactiles adaptées à
l’environnement opérationnel
(compatibilité avec le port de gants de
protection, résistance aux ambiances
humides voire corrosives, etc.), des
présentations extérieures conformes aux
normes du secteur visé (boîtier en inox
dans la pharmaceutique ou l’agroalimentaire, connexions spécialement
protégées dans les zones classées
ATEX, etc.) et enfin, des exigences qui
s’inscrivent dans les bonnes pratiques
comme une faible consommation
énergétique.
Toutes ces caractéristiques matérielles
revêtent bien sûr une grande importance
pour les opérateurs, tout spécialement
lorsque celles-ci répondent à des normes
qui participent de leur sécurité. Alors que
les prérequis physiques vont spécialiser
l’équipement aux conditions rencontrées
sur certaines installations industrielles et
donc réduire en quelque sorte son
domaine d’application, l’intégration de
fonctions lui apportant une certaine
intelligence, vont au contraire élargir
considérablement ses possibilités
d’utilisation.
L’INTELLIGENCE DES SYSTÈMES
EN CROISSANCE
Pour qu’un écran soit en mesure
d’afficher des informations (textes,
tableaux, jauges, graphiques, etc.)
provenant éventuellement de différentes
sources et de différentes applications, il
est indispensable que ce dernier dispose
d’un logiciel lui permettant de signaler
aux sources distantes ce que sont, ses
capacités matérielles (disponibilité,
dernières représente un serveur
d’applications, une station de travail ou
même, un automate sur base PC, autant
d’éléments constitutifs du système de
contrôle des processus. Ces entreprises y
gagnent une agilité nouvelle qui leur
permet d’adapter les capacités de
production de chaque site en fonction
des réalités de la demande. Elles peuvent
aussi plus facilement déployer leurs
capacités opérationnelles sur une
nouvelle installation avec l’assurance que
les standards de qualité et les bonnes
pratiques qui constituent leur biencommun, seront automatiquement
respectés.
UNE FENÊTRE SUR LE RÉEL
Des moniteurs de plus en plus larges
sont utilisés en lieu et place des
terminaux opérateurs qui étaient
précédemment installés directement sur
les machines ou montés sur châssis au
résolution, périphériques d’entrée, etc.).
Mais il faut aussi que ledit logiciel
propose un cadre formel pour
l’exploitation des informations reçues par
le moniteur, c’est-à-dire essentiellement,
une manière de les disposer sur l’écran.
Pour que l’horizon de la fenêtre ne soit
pas étriqué, il est primordial que le client
s’appuie sur un modèle aussi ouvert que
possible, supporté par de nombreux
acteurs et qui dispose d’une large
communauté d’utilisateurs. Il faut enfin,
qu’un tel client puisse s’exécuter sur des
configurations matérielles simples et
relativement peu puissantes ; c’est
pourquoi on parle le plus souvent de thin
client ou en français, de client-léger.
Un client-léger est un logiciel qui
nécessite moins de puissance de
traitement que celle délivrée par un
ordinateur personnel même d’entrée de
gamme. Un client-léger est un dispositif
d’entrée et de sortie simple qui s’en
remet à la puissance de calcul
embarquée dans le système (PC, station
de travail, automate, etc.) qui lui sert de
serveur pour la gestion et le traitement
de données ainsi que pour leur stockage.
Les IHM équipées d’un client-léger,
offrent plus de fiabilité et plus de
sécurité. Elles ne nécessitent qu’une
maintenance réduite et consomment
généralement beaucoup moins d’énergie
qu’un poste de travail classique, ce qui
réduit sensiblement le coût global de
possession (TCO).
On fait entrer dans la catégorie des
clients-légers, les terminaux embarquant
un logiciel permettant de tirer parti à
distance d’un bureau virtuel tel que celui
d’un serveur Windows ou Linux au
travers d’un protocole d’affichage. Dans
les systèmes dérivés d’Unix tels que Linux
Debian, Red Hat ou FreeBSD, le serveur
d’interface X/Window est une fonction
intrinsèque.
Pour les applications s’exécutant sous
Windows, il faut dans l’idéal, disposer un
terminal supportant le protocole RDP
(Remote Desktop Protocol). Une telle
IHM devra en outre, intégrer une couche
logicielle lui permettant de reproduire les
composants d’interface nécessaires à
l’affichage des données et au pilotage de
l’application. Il existe donc différents
clients-légers supportant les applications s’exécutant sous Windows parmi lesquelles on peut
notamment citer Citrix XenApp et Citrix XenDesktop ou
encore VMware View.
Les saisies et les commandes de l’utilisateur entrées depuis
l’IHM sont envoyées vers le poste de travail virtuel (serveur,
station de travail, poste de commande, PLC, etc.) pour leur
traitement tandis que le client-léger embarqué affiche les
résultats que ce dernier lui retourne. Les dernières
technologies de virtualisation associée à des fonctions de
contextualisation intégrées aux applications savent s’appuyer
sur des technologies comme le streaming pour distribuer des
séquences audio ou vidéo aux opérateurs.
Une opération de rechargement de machines, le contrôle d’un
dispositif ou une opération de maintenance programmée peut
être associée à l’affichage d’une séquence vidéo qui servira de
guide pas-à-pas avec pause en attente de validation à chaque
étape cruciale. L’IHM n’est ainsi plus seulement le dispositif de
suivi et de contrôle-commande que nous connaissons depuis
des années mais elle se mue en un véritable relais des bonnes
pratiques et participe au respect des procédures internes.
Microsoft a multiplié les plateformes dédiant des systèmes à
différentes familles d’équipements tout en assurant la promotion
de nouvelles solutions sans qu’une vraie stratégie soit toujours
bien lisible pour les utilisateurs. C’est ainsi qu’on trouve dans
différentes familles d’équipements industriels reposant sur des
déclinaisons de systèmes, tous estampillés Microsoft comme
Windows CE, Windows Embedded 7 et Windows 10 IoT, qui ne
garantissent pas la compatibilité applicative.
LA NAVIGATEUR HTTP/HTML,
CLIENT LÉGER UNIVERSEL
C’est désormais l’interface Web/HTML5 qui est le champion
toute-catégorie de l’affichage des données délivrée à distance
par un serveur.
Si au départ HTML (HyperText Markup Language) n’est qu’un
moyen de codifier la présentation des données sur un écran,
HTML5 associe un ensemble de technologies issues du World
Wide Web comme les feuilles de style en cascade en version
CSS3 et le langage JavaScript, permettant de créer des
programmes à partir d’objets logiciels.
On peut alors délivrer des informations vers une IHM en ayant
recours à des pages HTML dynamiques générées à la volée par
le serveur. Il faut donc que cette dernière intègre un navigateur
Web ainsi qu’une machine virtuelle Java, lui permettant
d’exécuter les scripts qui sont intégrés dans les pages HTML.
Cette association permet d’effectuer des tâches complexes
comme des mises en forme conditionnelles, la création d’objets
graphiques en fonction des données collectées sur les machines
ou reçues du serveur, la lecture de contenus enrichis (rich
content) comme des séquences multimédias (vidéos,
animations, etc.).
Il est même possible de s’appuyer sur ces seules ressources
numériques pour encapsuler les écrans et les éléments
d’interface issus d’une application s’exécutant sous Windows. De
cette manière, le couple HTML5/Java peut se tr
nsformer en
client-léger Windows-RDP… l’inverse en revanche, n’est pas
nécessairement vrai.
Thierry PIGOT
