Communication temps réel

Les Systèmes d'Information industriels disposent généralement d'équipements et d'installations avec des niveaux d'automations parfois très hétérogènes. Certains ont des rapidités d'exécution très élevées, de l'ordre de la milliseconde, quand d'autres sont plus lents, à la seconde. Pour autant, ils peuvent tous être considérés comme exécutant des actions dites "temps réel".

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SCADA Panorama

Au niveau d’un SI (Système d'Information), l'expression "temps réel" n’a donc pas la même signification qu’au niveau d’une installation automatisée. Les enjeux sont différents mais la supervision doit toujours faire converger dans un même système les flux de communication des machines et les capacités humaines d'analyse pour la prise de décision de l'opérateur.

Dès lors qu’on introduit l’humain dans la chaine de traitement, il devient le maillon le plus lent mais c’est aussi le maillon clé. Il intervient quand les traitements automatisés et les procédures ne peuvent déterminer le bon comportement. C’est lui qui commande le système avec son expérience et son intelligence. Il est donc important qu’il puisse avoir une information juste et pertinente pour prendre, au plus vite, la meilleure décision. La traçabilité des données est donc un enjeu majeur. L’horodatage des données à la source permet alors d’établir clairement la causalité des évènements. Un bref historique des mesures permet de mieux comprendre l’évolution du système.

L’infrastructure réseau

Dans un environnement temps réel, la rapidité de transmission de données est cruciale. Pour cela il arrive même aujourd’hui que certains réseaux soient autant importants que les process supervisés eux-mêmes. Ils sont donc eux aussi monitorés avec la même attention. Le support de communication se doit d’être performant : longueur de l’installation, nombre d’équipements connectés, volumétrie du débit, taux d’erreurs, latence des trames, robustesse et fiabilité de l’infrastructure, le tout rapporté au coût d’acquisition, d’installation et de maintenance.

Les infrastructures réseaux pour les installations de communication temps réel suivent de plus en plus le standard Ethernet (TCP/IP), en particulier entre les automates et le SI Industriel. En effet, celui-ci répond parfaitement à tous les critères de performance. La couche physique est assurée par des fibres optiques garantissant des débits conséquents, une insensibilité aux parasites électro-magnétiques à des tarifs de plus en plus attractifs et elle peut être facilement redondée. Les protocoles de haut niveaux circulant sur TCP/IP sont nombreux et permettent donc de choisir le plus adapté aux équipements et installations cibles.

Les protocoles de communication

Les protocoles de communication industriels récents misent sur l’interopérabilité, l’intelligence et la polyvalence. Ils sont le plus souvent sécurisés. Plus besoin de VLAN ou VPN en interne. Ils s’appuient souvent sur des web services sécurisés (configuration des ports, gestion des certificats…) issus du monde de l’IT. Ils permettent non seulement l’échange de données mais aussi le passage d’instructions (comme l’acquittement d’une alarme) ou d’exécution de procédures (modification d’un calendrier horaire). Cependant, un système moderne de supervision doit également avoir une gestion native des protocoles de communications automates plus traditionnels (OT). C’est aussi à ce niveau que se joue la convergence OT / IT.

Les équipements

Les Systèmes d’Information Industriels et de supervision / télégestion dialoguent directement avec des sous-systèmes automates. Cependant il existe un grand nombre de constructeurs et des gammes entières de matériels communicants plus ou moins spécialisés chez chacun d’eux. Aujourd’hui les fabricants orientent leurs gammes d’automates vers des protocoles de haut niveau, proposant de nombreux services (découverte, notification, alarmes…), ouverts, extensibles et non propriétaires.