Beaucoup d'efforts pour rien!

Les frais d'installation dans les applications avec des systèmes de traitement d'images sont énormes et dans de nombreux cas, absolument inutiles. Cet article explique les raisons de cette situation et explore les moyens d’éviter ce piège des coûts.

Pression sur les marges ! Les constructeurs suisses de machines et d'installations en particulier devraient bien connaître ce terme. Alors que le franc suisse cotait encore à 1,60 euro en 2012, la monnaie alpine a atteint pour la première fois la parité durant l'été 2022. Une évolution douloureuse pour le secteur orienté vers l'exportation. Afin de maintenir leur compétitivité sur le marché mondial, celle-ci doit souvent vendre ses solutions avec un bénéfice faible, voire nul.

Un ou deux exercices financiers de ce type peuvent être acceptables. Or, si ces pressions s’installent dans la durée, comme c’est le cas avec un franc suisse durablement fort, même les entreprises les plus solides atteignent un jour leurs limites. Mais que faire pour demeurer compétitifs?

Traitement d'images avec des coûts d'installations complexes

La réponse est claire, il faut réduire les coûts ! Mais comment ? Les approches adoptées jusqu'à présent se ressemblent beaucoup et ne sont surtout pas durables. Soit les acteurs concernés transfèrent leur production à l’étranger, soit ils cherchent à obtenir des réductions de prix auprès de leurs fournisseurs. Mais que faire lorsque ces leviers sont à bout de souffle ? C'est pourquoi Felix Kottmann de Murrelektronik AG à Beringen favorise une autre approche : « Un concept d'installation moderne intervient dans tous les secteurs et réduit immédiatement les coûts de travail et de matériel».

Un domaine que l'ingénieur commercial système considère comme particulièrement prédestiné est le traitement d'images. La raison: Ici, le nombre de caméras installées est directement lié à la cadence et à la précision requise. Si le champ de vision et les caractéristiques du produit à contrôler augmentent, il faut des caméras supplémentaires pour maintenir une cadence constante.

Tous ceux qui ont déjà dû réaliser un schéma savent ce que cela signifie dans la pratique. Chaque système de traitement d'images supplémentaire augmente sa complexité, car douze lignes partent de chaque caméra vers l'armoire électrique. Il n'est donc pas étonnant que les schémas correspondants occupent rapidement 30 pages ou plus. Le schéma électrique le plus volumineux que Felix Kottmann ait eu entre les mains jusqu'à présent comportait 37 pages pour 64 caméras.

Le piège des coûts du traitement d'images

Les dépenses commencent donc dès la planification et la documentation. Mais c'est surtout pour l'électricien que la tâche est ardue, car il doit dénuder douze fils pour chaque caméra et les poser dans l'armoire électrique. Dans l'exemple cité avec 64 caméras, cela représente 768 borniers.

Le plus curieux ! Sur ces douze pôles que l'installateur pose dans l'armoire électrique, seuls quatre fils sont nécessaires dans 90% des applications : Le plus et le moins pour l'alimentation en tension ainsi qu'un fil pour le signal de déclenchement et un autre fil comme contact de retour ou pour le signal du codeur. Les autres pôles sont réservés à des fonctions qui ne sont nécessaires que dans quelques cas spéciaux. Dans certaines applications, seuls deux fils suffisent même pour l'alimentation en tension, car la communication IP s'effectue via un switch.

«On tire donc au moins huit lignes à travers l'installation, alors qu'elles ne sont pas nécessaires», explique Felix Kottmann. Malheureusement, il ne suffit pas non plus de les mettre à la terre. Comme ces fils transmettent d'autres informations comme l'interface sérielle (RS232), chaque fil doit être rétréci et posé proprement dans le canal de câbles ou sur une borne de support sans potentiel. Si l'installateur omet cette étape, il risque un court-circuit ou pire encore.

Pour l'application susmentionnée avec 64 caméras, il y a donc beaucoup de travail pour rien! Sur les profilés chapeau se trouvent 512 bornes dont la seule fonction est d'alimenter proprement les fils non utilisés. A cela s'ajoutent les coûts plus élevés d'une armoire de commande plus grande et des centaines de mètres de câbles en cuivre qui ne sont pas non plus nécessaires. De plus, les câbles à douze pôles compliquent par la suite le service et l'entretien, car ils sont plus difficiles à manipuler.

Réduction du temps de travail et des coûts de matériel

Mais comment se fait-il que des câbles à douze pôles soient tirés depuis des années comme si de rien n'était à travers les machines et les installations, alors que deux tiers des broches ne sont pas du tout nécessaires? La réponse à cette question est aussi simple que décevante: Personne n'y a pensé jusqu'à présent! Cela commence par les fabricants de caméras qui ne proposent pas de concepts d'installation durables à leurs utilisateurs. Ces derniers achètent les caméras, reçoivent un câble de raccordement à douze pôles et, avec un peu de chance, un connecteur M12 correspondant avec une extrémité ouverte - mais c'est tout!

Il serait facile d'accuser les fabricants de caméras d'être responsables de la surabondance de goulottes de câbles et d'armoires électriques remplies de blocs de jonction sans fonction. Mais le fait est que les fabricants de connecteurs n'ont pas non plus reconnu ce lien jusqu'à présent. « C'est pourquoi la prise de conscience que 75 pour cent des signaux ne sont pas nécessaires est le véritable game-changer pour les constructeurs de machines et d'installations », est convaincu Felix Kottmann.

Et ce game-changer, Murrelektronik le présente depuis peu sous la forme d'un câble de connexion à quatre pôles pour les systèmes de traitement d'images, développé en collaboration avec Cognex. L'utilisateur n'a plus qu'à tirer quatre câbles au lieu de douze à travers le champ et à les poser dans l'armoire électrique. Cela réduit le temps d'installation d'un facteur trois, de plus les coûts des composants matériels sont massivement réduits. Il ne faut qu'un tiers des blocs de jonction et, bien sûr, un câble de raccordement à quatre pôles ne coûte qu'une fraction de celui à douze pôles. Autre avantage: En renonçant à tout ce qui est superflu, les machines et les installations sont plus légères et plus minces, peuvent être emballées plus rapidement, transportées à moindre coût et réinstallées plus rapidement par la suite.

Dernière étape vers Zero Cabinet

En combinaison avec le commutateur hybride, le câble à quatre pôles offre d'ailleurs un potentiel d'économie encore plus important. Le câble de connexion (7490-40507-xxxyyy) permet de prélever directement la puissance, les déclencheurs et les encodeurs via le commutateur hybride. Juste à côté se trouve un port Gigabit Ethernet codé en X, qui permet l'intégration dans le réseau supérieur. Grâce à sa conception IP67, le switch hybride peut être placé sur le terrain à proximité directe des caméras. Cela permet de supprimer d'un coup plusieurs centaines de mètres de câbles de données coûteux. Le commutateur hybride permet ainsi de passer de l'armoire de commande à l'approche « Zero Cabinet », explique Felix Kottmann.

Cela est possible parce que le switch hybride, en tant que switch administrable à part entière, intègre toutes les fonctions (de sécurité) nécessaires aux concepts d'automatisation modernes. Le serveur web intégré permet ainsi d'effectuer divers réglages, des LED signalant entre autres la puissance et la connectivité. "En outre, on peut voir quelle caméra est en train de transmettre des données. C'est particulièrement pratique lors de la mise en service", s'enthousiasme l'expert en automatisation. Il illustre cela par un exemple: “Avec le commutateur, les caméras peuvent être redémarrées, commandées ou configurées pour des inspections à tout moment via le serveur web. Cela fait gagner énormément de temps!”

Cette interaction réduit également le temps nécessaire en cas de panne. Dans l'application susmentionnée, que se passe-t-il avec les 64 caméras en cas de panne? «On connaît certes l'adresse IP, mais cela n'aide pas lorsque les caméras sont installées de manière compacte dans l'espace», sait Felix Kottmann et ajoute: "Le commutateur hybride permet de regrouper les caméras. En cas de problème, il suffit de faire clignoter le port concerné sur le switch hybride pour localiser l'erreur sans problème et rapidement".

Pour Felix Kottmann, cette dernière étape vers Zero Cabinet est donc aussi l'étape importante et décisive vers plus de marge: "Il n'est pas nécessaire d'avoir fait des études de gestion d'entreprise pour reconnaître le potentiel d'économie. Deux tiers de dépenses en moins pour l'installation et les coûts de matériel se répercutent au final positivement sur le bilan".