Proview 5.5.0, l’automatisation ouverte à tous

Avec la 4e révolution industrielle, les systèmes d’automatisation adressent désormais tous les équipements mis au service de la production. Les solutions agiles comme le logiciel libre Proview, permettent de s’affranchir des limites imposées par les systèmes propriétaire.

 

Si les composants matériels – capteurs, actionneurs, moteurs, commutateurs Ethernet industriels, etc. – reposent pour l’essentiel sur les produits relativement standardisés qui figurent au catalogue des constructeurs et des distributeurs de systèmes d’automatisation, les dispositifs permettant d’en centraliser la gestion, la représentation et le contrôle connaissent une bien plus grande diversité.

Les concepteurs de dispositifs de contrôle commande peuvent évidemment s’orienter vers une console « clé-en-main », proposée par un constructeur ou un éditeur ayant pignon sur rue… à condition toutefois que cette solution qui sera évidemment propriétaire soit suffisamment riche au niveau fonctionnel pour atteindre les buts poursuivis et évolutive pour accompagner la transformation des besoins.

Une autre approche consiste à s’appuyer sur un environnement logiciel diffusé sous licence open source et qui de surcroît, repose sur un système lui-même ouvert afin de garantir une totale indépendance des applications développées. Cette solution s’avère quasi idéale pour les start-up et les junior enterprises à finalité industrielle dont les ressources financières sont limitées et qui se doivent de préserver jalousement leur liberté pendant toute la phase de mise au point de leurs premiers produits. Mais une démarche similaire peut aussi guider les dirigeants d’une PME, soucieux d’éviter que des interdépendances relatives à la propriété intellectuelle, ne viennent compliquer la distribution des solutions qu’ils mettent au point. Notons enfin que les organismes de formation, les centres de recherche, les fablabs et les pépinières de « jeunes-pousses » peuvent aussi mettre à profit les logiciels open source pour gagner en souplesse et en facilité de développement.

Proview, puissance et agilité de l’open source

Proview est le premier logiciel libre dédié au contrôle des processus et à l’automatisation puisqu’il est diffusé sous licence open source depuis 2006 (GNU General Public License). Il a été conçu pour fonctionner sur un large éventail d’ordinateurs personnels qu’il s’agisse de PC de bureau, de PC industriels voire, de nano-PC comme le Raspberry PI, en composant une solution complète, entièrement gratuite, facile à installer et qui fonctionne sur différentes déclinaisons du système d’exploitation Linux (Debian, Fedora, Mint, OpenSuse, Ubuntu…), un logiciel lui-même libre de droits autant pour l’utilisation que pour la redistribution.

Proview intègre évidemment toutes les fonctions qu’un automaticien est en droit d’attendre pour mettre en place des contrôles séquentiels et les superviser, assurer l’acquisition de données, tester les applications, communiquer avec les équipements matériels voire d’autres systèmes de contrôle-commande, etc. Une solution exclusivement logicielle comme l’est Proview, présente l’avantage de permettre le recours à un système épousant au plus juste, les exigences de l’utilisateur que ce soit pour les dimensions physiques de l’hôte, pour ses performances et ses capacités d’interaction avec son environnement. Proview ne présente en outre, aucune limite intrinsèque dans ses possibilités d’adresser les entrées-sorties, les boucles d’asservissement (PID), les programmes d’automatisation, les compteurs, etc.

Le mécanisme d’entrée-sortie le plus fréquemment utilisé avec Proview est le bus Profibus-DP (Decentralised Peripheral), notamment utilisé pour piloter de manière déterministe des capteurs et des actionneurs. Il supporte également les réseaux reposant sur des protocoles Ethernet dits industriels tels que Profinet, Powerlink et Modbus/TCP et on peut encore remarquer qu’il adresse les bus de terrain en liaison série tels que Modbus RTU (Remote Terminal Unit), voire même des cartes d’entrée-sortie à interface USB. Au reste, Proview peut dialoguer avec la quasi-totalité des équipements pour lesquels existe un pilote logiciel fonctionnant sous Linux.

Autre avantage – et non des moindres – l’environnement Proview intègre nativement les fonctions client-serveur OPC (OLE for Process Control), ce qui permet de disposer de couches de communication logicielles capables de faire dialoguer les applications Proview s’exécutant sur les stations des opérateurs et les terminaux d’automatisation.

Constitution de L’environnement

La suite logicielle Proview se compose d’abord de l’environnement de développement à partir duquel l’utilisateur réalise : la conception et la programmation des applications mais aussi, la simulation de leur fonctionnement avant leur installation sur les terminaux d’automatisation. L’environnement de développement permet aussi de procéder à la mise au point des IHM à partir de synoptiques et à la configuration du réseau pour permettre à l’environnement de dialoguer avec les terminaux d’automatisation.

La deuxième partie de Proview est constituée par le moteur d’exécution (runtime) qui vise autant les stations de travail des opérateurs que les terminaux exécutant les applications d’automatisation. A partir du moteur d’exécution, un utilisateur peut afficher les données logiques et les courbes construites à partir des données récupérées au travers des applications.

Il faut encore noter qu’il existe un moteur d’exécution compatible avec les équipements fonctionnant sous Android tels que des smartphones et des tablettes, ce qui permet de disposer facilement d’interfaces homme-machine (IHM) mobiles et tactiles dans les environnements où fonctionne une connexion sans-fil de type Wi-Fi (WLan 802.11b/g/n), voire Bluetooth. On notera encore qu’il existe un dernier moteur d’exécution compatible cette fois avec le système Raspbian, la déclinaison de Linux Debian dédiée au Raspberry PI.

Enfin, sachez qu’il est conseillé de mettre en place une station de sauvegarde qui prend la forme d’une base de données créée dans le logiciel MySQL afin de garder un historique des variables. Si cette fonction peut s’exécuter sur le poste accueillant l’environnement de développement, notez qu’une telle approche est totalement déconseillée en production puisqu’elle n’apporte aucune garantie de récupération en cas d’incident.

Différents modes d’exploitation et de programmation

La configuration d’un système au moyen de Proview se fait pour l’essentiel au travers de l’interface graphique, ce qui rend l’adaptation de l’application plus aisée et plus flexible. Proview est ce qu’on appelle un système distribué, ce qui signifie qu’il peut mobiliser plusieurs ordinateurs connectés au travers d’un réseau reposant le plus souvent sur une liaison Ethernet. Une structure classique comporte un système dédié au contrôle de processus et une ou plusieurs stations opérationnelles. Il est facile de configurer n’importe laquelle de ces stations pour qu’elle devienne l’interface homme-machine d’un ou même de plusieurs systèmes de contrôle fonctionnant sous Proview.

La programmation est possible au travers d’un éditeur graphique d’applications d’automatisation. Il permet de créer des synoptiques en s’appuyant sur une bibliothèque d’éléments fonctionnels. Il est encore possible de s’appuyer sur une approche purement logique en ayant recours à un éditeur Grafcet. Enfin la programmation est aussi possible en ayant recours à des langages de programmation de haut niveau existant sous Linux dont notamment : C, C ++, Java et Fortran (Formula Translation).

On notera à ce titre que Proview est l’un des seuls systèmes de contrôle existant actuellement qui permette à ses utilisateur de bénéficier de sa structure réellement orientée objet. La programmation peut être faite de manière traditionnelle avec des blocs fonctionnels et des signaux séquentiels simples. Toutefois, Proview permet la création d’objets logiciels qui peuvent être testés et validés avant d’être combinés avec d’autres objets pour assembler des applications sophistiquées. Les concepts spécifiques à la programmation orientés objet tels que l’héritage, les méthodes et les attributs sont pris en charge.

Le support des langages de programmation évolués tel que le C et le C++ permet aussi d’envisager le portage de protocoles de communication et de bibliothèques de fonctions d’automatisation proposés sous la forme de logiciel libre. Ainsi, le portage du jeu de fonctions OpenOpcUA est envisageable dans Proview de même que l’intégration du protocole OpenPowerlink.

Tests et mise en œuvre

L’environnement Proview évolue régulièrement, connaissant une mise à jour chaque printemps depuis sensiblement cinq ans. Depuis le 4 avril dernier par exemple, la version 5.5.0 est disponible pour les différentes déclinaisons de Linux supportées.

Pour les techniciens qui ne souhaitent pas directement procéder à une installation complète, une démonstration qu’il est possible de mettre en service sur une clé USB, est proposée en téléchargement sous la forme d’une archive au format ISO (.iso). Elle intègre à la fois l’environnement Proview et quelques exemples d’applications fonctionnellement limitées puisque livrées à seules fins de démonstration. Pour disposer d’un environnement directement amorçable, il suffira de copier l’archive téléchargée sur une clé USB d’au moins 2 Go en utilisant le programme libre de droit UNetbootin qui existe pour Linux, MacOS et Windows.

Pour aller plus loin, il est indispensable de disposer d’un ordinateur fonctionnant sous Linux dans l’une des déclinaisons les plus courantes qu’est Debian, Mint ou encore, Ubuntu. Le poste réservé aux développements d’applications peut être un PC des plus classiques sans caractéristiques industrielles proprement dites. Il en va de même des stations de travail des opérateurs qui serviront le plus souvent d’interfaces de surveillance de l’installation industrielle tant pour suivre les indicateurs et les alarmes que pour afficher les courbes construites à partir des données remontées vers la base de données historique. Les terminaux d’automatisation en revanche, doivent évidemment disposer de ports d’entréesortie en nombre suffisants pour se connecter aux capteurs et aux actionneurs des équipements et des machines qu’ils sont chargés de piloter. Nombreuses sont les architectures de PC industriels qui se prêtent à ce genre d’exercice, toutes disposant de bus série (RS-232, RS-422 ou RS-485) et de peignes d’entrée-sortie numériques de taille variable.

S’agissant de disposer d’un tel terminal d’automatisation, l’une des approches les moins coûteuses qui s’offre aux utilisateurs de Proview est le nano-ordinateur Raspberry PI 3. En effet, il suffit de s’en remettre au moteur d’exécution créé spécialement pour cette plateforme matérielle. C’est au reste un excellent moyen d’approcher les problématiques d’automatisation embarquée touchant des machines ou des dispositifs de surveillance ou même de métrologie de faible taille, voire relevant d’une intégration dans un équipement mobile comme un châssis ou un chariot mobile autonome.

Largement adaptable au niveau matériel et extensible au niveau logiciel, Proview est un environnement qui convient aux exigences des professionnels de l’automatisation sans les obliger à s’enfermer dans une famille de solutions promue par tel ou tel constructeur ou éditeur. Avec Proview, la liberté n’a pas de prix… puisque le produit est gratuit.