Nouvelle électronique

L'European Business Review estime que depuis la pandémie de Covid, les entreprises ont accru leur recours à l'automatisation non seulement pour exécuter des tâches complexes plus rapidement et en continu, mais dans certains cas, c'est la seule méthode disponible car l'accès au lieu de travail pour les travailleurs humains était restreint.

L'industrie a connu de grands progrès dans l'automatisation au cours du siècle dernier. Cela fait 110 ans qu'Henry Ford a introduit la chaîne de montage mobile dans son usine après avoir visité une usine d'emballage de viande où il a vu le processus. Le fait d'avoir des travailleurs stationnaires et de produire des pièces de véhicules plutôt que de se déplacer le long de la ligne pour assembler un seul modèle T a accéléré la productivité en 1913.

Le modèle d'assemblage a été largement adopté et les industries de tous les secteurs n'ont jamais regardé en arrière. L'introduction de la robotique et des lignes de production motorisées a non seulement accéléré le rythme de production, mais a également soulagé le personnel des tâches de routine ou des tâches de levage lourd.

L'ajout d'intelligence aux processus et opérations robotiques est un secteur qui se développe également pour construire des systèmes de production flexibles, évolutifs et réactifs. Deloitte estime que le secteur de l'automatisation intelligente croît à un TCAC de 40,6 % et atteindra 25,66 milliards de dollars d'ici 2027. Cela comprend l'automatisation des processus robotiques (RPA) utilisant l'apprentissage automatique, ainsi que des équipements pour automatiser les tâches manuelles répétitives.

Nourriture en mouvement

L'inspection de la qualité des aliments est une grande partie de cette automatisation. Advantech a développé le système d'inférence AI MIC-710AIX basé sur l'ordinateur embarqué Jetson Xavier NX de NVIDIA. La conception compacte et sans ventilateur prend en charge l'apprentissage en profondeur et est utilisée pour le tri et la classification optiques alimentés par l'IA.

Les systèmes informatiques embarqués constituent le trieur optique IA utilisé par exemple par les producteurs de café pour inspecter les grains de café vert avant torréfaction. L'automatisation de ce processus pour détecter la décoloration, la fermentation, la moisissure, les dommages causés par les insectes et les coquilles ébréchées ou brisées avant la torréfaction peut accélérer la production et réduire le risque d'erreur.

Le trieur optique AI d'Advantech est basé sur les systèmes d'inférence AI MIC-710AIX basés sur le NVIDIA Jetson Xavier NX (photo) et le PC industriel modulaire compact et sans ventilateur MIC-770V2 de la société, qui utilise le socket CPU Intel Xeon/Core I de 10e génération ( LGA1200) et jeu de puces Intel W480E/H420E.

À l'aide de processeurs et de processeurs graphiques pour l'acquisition et le traitement d'images, un algorithme basé sur les données forme le système pour déterminer la qualité du haricot et le classe avant que l'image ne soit traitée et analysée selon un ensemble de critères de « bon haricot ».

Le MIC-770V2 dispose d'une caméra CameraLink intégrée qui capture des images de grains de café lorsqu'ils se déplacent dans le système de convoyeur du chargeur. Ces images sont transmises au MIC-710AIX qui est relié sans fil à des capteurs le long du convoyeur transportant les grains de café de la trémie au point de collecte. Lorsqu'un grain défectueux est détecté, un jet d'air comprimé expulse le grain rejeté via un mécanisme d'éjection dans une zone de collecte séparée.

Normes d'hygiène élevées

L'industrie agroalimentaire a ses propres normes d'hygiène strictes auxquelles sont soumis les équipements automatisés, y compris des lavages réguliers à haute pression et à haute température. Pour cette raison, les ordinateurs industriels qui surveillent et contrôlent les ingrédients et les processus de préparation doivent être conçus pour être robustes et étanches autant que pour leurs performances de calcul.

La société taïwanaise Wincomm a développé une gamme de PC à écran plat PCAP en acier inoxydable IP69K spécifiquement pour l'industrie alimentaire. Les PC WTP sont scellés pour résister au traitement de lavage qui comprend souvent des agents de nettoyage pour stériliser l'équipement et les zones environnantes - les températures peuvent aller jusqu'à 80°C et à des pressions jusqu'à 30Bar.

Les PC sont basés sur les processeurs Intel Core i5-7200U Kaby Lake et Celeron J1900 et logés dans des boîtiers en acier en acier inoxydable SUS304, avec des bords plats. Le panneau avant est également plat pour éviter l'accumulation de particules sur les lunettes. Les connecteurs étanches M12 du PC peuvent être remplacés par des connecteurs en acier inoxydable SUS304 qui offrent une résistance accrue aux acides par rapport aux connecteurs en alliage de zinc.

Le boîtier comporte des bouches d'aération pour expulser l'air chaud afin de maintenir l'équilibre de la pression d'air dans le panel PC qui fonctionne dans un environnement soumis à des hausses et des baisses de température.

Une autre considération de conception pour les Panel PC dans cet environnement exigeant est la prise en charge de la communication sans fil entre les zones de processus et une commande centrale. Wincomm utilise une antenne PCB et un couvercle qui peuvent être facilement nettoyés à la place des antennes dipôles sans fil conventionnelles. Les versions dipôles peuvent être heurtées et endommagées lors du nettoyage. Ils nécessitent également plus d'espace qu'une antenne PCB intégrée.

La société propose également la série WTD de moniteurs scellés à intégrer dans les systèmes de transformation des aliments. Ces moniteurs ont un panneau tactile résistif plat à cinq fils et sont dans un châssis en acier inoxydable. Ils sont conçus avec des connecteurs sur la face inférieure pour économiser de l'espace d'installation.

Les moniteurs en acier scellés de qualité industrielle Wincomm WTD sont disponibles dans un choix de tailles : 15, 19 et 22 pouces de Relec Electronics. Le distributeur peut également fournir les moniteurs avec la technologie tactile PCAP (capacitif projeté). Cette technologie d'affichage tactile utilise une grille conductrice placée entre le verre et la dalle LCD. Toucher le verre modifie le champ électromagnétique de la grille pour afficher le point de contact. L'un des avantages de la conception est que les écrans tactiles PCAP n'ont pas besoin de grands cadres, ils peuvent donc être intégrés facilement dans des espaces confinés.

Relec propose également la gamme Elgen de panel PC sans ventilateur basés sur les cœurs Intel Kaby Lake-U ou Skylake-U de 7e / 6e génération et un écran tactile PCAP, des ports LAN, USB, HDMI, DisplayPort et COM.

Disponibles dans une gamme de tailles allant de 12,1 à 21,5 pouces, ils sont fournis dans des boîtiers en acier inoxydable et certifiés pour une utilisation dans l'industrie alimentaire. Le verre trempé protège le PC du nettoyage au jet d'eau à haute pression, bien qu'il ait également une liaison optique du film Mosmite, qui empêche l'accumulation de condensation obscurcissant les données sur l'écran lorsque la température monte et descend pendant les processus de nettoyage et de rinçage à chaud et à froid. eau. Ces panel PC sont également certifiés jusqu'à IP69K.

Peser l'Ethernet

Dans la plupart des secteurs de l'automatisation industrielle, Ethernet est le protocole de communication de choix. L'Ethernet industriel utilise principalement TCP/IP devant les bus de terrain basés sur Ethernet pour connecter les systèmes de contrôle de supervision. EtherCAT est une norme de communication plus récente basée sur IEEE 802.3 et ne transmet que des données, pour un protocole de communication plus rapide. Ethernet transmet des données et des informations de configuration pour adresser l'ensemble de l'infrastructure, tandis qu'EtherCAT n'achemine pas les données via différents nœuds dans une configuration maître/esclave, mais envoie des données d'un maître à un nœud du réseau. Ce fonctionnement à flux unique plus rapide signifie qu'EtherCAT est généralement utilisé dans les systèmes robotiques, les machines d'emballage et les systèmes d'assemblage automatisés.

L'un des développements les plus inhabituels concerne l'électronique de pesage. Dans le rythme accéléré de la transformation des aliments, la capacité d'échantillonner et de peser les produits avec une grande précision contribue à un débit rapide ainsi qu'à l'assurance qualité.

Le Siwarex WP351 est un module de pesage intelligent qui mesure 20 x 65 mm. Siemens affirme qu'il s'agit de l'une des plus petites unités électroniques de pesage disponibles. Il a un taux d'échantillonnage de 1 000 Hz et fournit une réponse numérique en moins d'une milliseconde. Il est équipé d'un micrologiciel intelligent permettant aux utilisateurs de contrôler le processus de pesage et l'appareil peut être mis en service ou entretenu via un serveur Web connecté à Ethernet.

Au fur et à mesure que les processus industriels ont évolué et se sont améliorés au fil des décennies, ils ont intégré de nombreuses avancées technologiques dont ils bénéficient en dehors de l'environnement de l'usine, telles que la communication sans fil et la numérisation des fonctions analogiques. Au fur et à mesure de l'introduction de l'IA, ces processus sont appelés à progresser davantage, les données et l'intelligence faisant autant partie du cycle de production que la surveillance et le contrôle.