IHM, moniteur industriel ou Panel PC : quelle architecture choisir ?

Dans une usine, de nombreuses interfaces opérateur peuvent se ressembler au premier regard : écran tactile monté sur une machine, pupitre de commande, poste de supervision ou terminal de production.

Pourtant, derrière cet écran, l’organisation du système peut être très différente.

Trois architectures sont particulièrement courantes :

• IHM + automate programmable ;

• moniteur industriel + PC industriel ;

• Panel PC industriel.

La différence fondamentale ne se situe pas seulement au niveau de l’écran. Elle concerne surtout l’emplacement du calcul, le rôle de l’interface opérateur et la manière dont le système communique avec la machine.

Comprendre cette distinction permet de sélectionner une solution cohérente avec les besoins de commande, de supervision, de maintenance et d'évolution du système.

Architecture 1 : automate + IHM

Dans une architecture traditionnelle d'automatisation, l'automate programmable réalise la logique de contrôle tandis que l'IHM permet à l'opérateur d'interagir avec la machine.

L'IHM peut notamment permettre de :

• démarrer ou arrêter un équipement ;

• modifier des paramètres ;

• sélectionner une recette ;

• afficher des alarmes ;

• visualiser l'état du process.

Le calcul lié à l'automatisme reste principalement exécuté par l'automate.

L'IHM joue avant tout le rôle d'interface opérateur.

Dans quels cas cette architecture est-elle pertinente ?

Une architecture automate + IHM est particulièrement adaptée lorsque l'objectif principal consiste à piloter une machine ou un process automatisé au moyen d'une interface dédiée.

Elle peut notamment convenir aux :

• machines de conditionnement ;

• équipements CNC ;

• machines d'injection ;

• lignes de transformation ;

• machines d'assemblage.

Pour une application relativement autonome dont les fonctions principales sont directement liées à l'automate, cette architecture offre une séparation claire entre contrôle machine et interaction opérateur.

Dans cette deuxième configuration, le moniteur industriel constitue uniquement l'interface d'affichage et, lorsqu'il est tactile, le moyen d'interaction avec l'utilisateur.

Le calcul est effectué par un PC industriel distinct, installé à proximité ou à distance.

Cette architecture sépare donc physiquement deux fonctions :

• Moniteur industriel = affichage et interaction
• PC industriel = traitement informatique

Cette distinction peut apporter une grande souplesse dans la conception du poste.

Le PC peut par exemple être installé dans une armoire ou une zone mieux protégée tandis que seul le moniteur reste accessible à l'opérateur.

Pourquoi séparer l'écran et le PC ?

Cette approche devient intéressante lorsque l'application nécessite :

• davantage de puissance de calcul ;

• une maintenance indépendante de l'écran et du PC ;

• la possibilité de faire évoluer l'un des deux équipements séparément ;

• un emplacement spécifique pour l'ordinateur ;

• plusieurs écrans connectés à une même plateforme ;

• une infrastructure informatique centralisée.

Elle est fréquemment pertinente pour les applications de supervision, les systèmes SCADA, les postes de contrôle, les applications de vision industrielle ou encore certains tableaux de bord de production.

Découvrez la gamme de moniteurs industriels tactiles INTRONIX Systems pour construire des postes opérateur dissociant affichage et unité de calcul.

Un Panel PC réunit l'écran tactile et l'ordinateur dans un même équipement.

Contrairement au moniteur industriel seul, il intègre directement une plateforme informatique capable d'exécuter un système d'exploitation et des logiciels métier.

Cette architecture peut fonctionner sous Windows, Linux ou Android selon les modèles et les besoins.

Le Panel PC regroupe donc : affichage + tactile + calcul informatique dans un seul équipement.

Pourquoi intégrer les deux fonctions ?

Cette configuration réduit le nombre d'équipements à installer autour du poste opérateur.

Elle peut être pertinente lorsque :

• l'espace disponible est limité ;

• le poste doit rester compact ;

• l'ordinateur doit être installé directement au niveau de l'opérateur ;

• le câblage doit être réduit ;

• l'application nécessite un système informatique complet ;

• l'intégration mécanique doit rester simple.

Les Panel PC industriels INTRONIX Systems peuvent ainsi être utilisés pour des interfaces machine évoluées, des terminaux MES, des applications SCADA, des postes de supervision ou des applications embarquées.

Pour comprendre rapidement ces trois solutions, il faut identifier l'équipement qui réalise réellement le traitement informatique.

C'est cette distinction qui doit guider le choix de départ.

Deux interfaces tactiles de même taille peuvent donc avoir des fonctions radicalement différentes dans le système.

Dans une architecture IHM + automate, la logique du système reste directement liée à l'automatisation de la machine.

L'opérateur agit sur des variables, des commandes ou des paramètres gérés par l'automate.

Cette organisation est cohérente lorsque le poste opérateur est principalement destiné au contrôle de la machine.

La question principale est alors moins celle de la puissance informatique que celle de la communication avec l'automate, de l'ergonomie de l'interface et des informations à présenter à l'utilisateur.

Pour en savoir plus sur ce choix, consultez notre guide IHM ou Panel PC : quelle solution choisir pour l'automatisation industrielle ?

Séparer l'affichage de l'ordinateur ouvre davantage de possibilités dans l'organisation du système.

L'unité de calcul peut être remplacée ou faire évoluer ses performances sans nécessairement modifier l'écran.

Inversement, un moniteur peut être remplacé tout en conservant le PC existant.

Cette indépendance peut faciliter :

• la maintenance ;

• les évolutions matérielles ;

• la gestion du cycle de vie ;

• l'installation du PC dans une zone protégée ;

• l'intégration de plusieurs affichages.

Elle demande toutefois davantage de câblage et une réflexion plus approfondie sur l'installation.

Pour aller plus loin sur cette configuration, consultez notre guide Panel PC ou moniteur industriel + PC : comment choisir le bon poste industriel ?

Le Panel PC prend le parti inverse : réunir l'ensemble dans un même châssis.

Le principal intérêt réside dans la simplification du poste opérateur.

L'écran, le tactile, le système d'exploitation, les interfaces réseau et la puissance de calcul peuvent être regroupés dans une seule unité.

Cette approche est particulièrement intéressante lorsque la place disponible derrière le pupitre ou sur la machine est limitée.

Elle impose en revanche de considérer l'écran et l'unité informatique comme un ensemble davantage intégré.

Commande directe d'une machine automatisée

Lorsque le besoin consiste essentiellement à agir sur les paramètres d'un automate et à visualiser les états de la machine, une architecture automate + IHM constitue une solution naturelle à étudier.

Supervision et SCADA

Une application de supervision peut nécessiter davantage de fonctions : historique, affichage de tendances, communication réseau ou exécution de logiciels complémentaires.

Un Panel PC ou une architecture moniteur industriel + PC peut alors être plus pertinente selon l'emplacement souhaité pour l'unité de calcul.

MES et collecte de données de production

Les terminaux MES doivent généralement exécuter une application informatique complète et communiquer avec d'autres systèmes.

Un Panel PC permet de regrouper écran et informatique.

Un moniteur + PC industriel permet de dissocier les deux éléments lorsque la modularité ou la maintenance sont prioritaires.

Vision industrielle

Une application de vision peut nécessiter une puissance de calcul, des interfaces caméra ou des capacités d'extension plus importantes.

Dans ce cas, séparer l'écran d'un PC industriel dédié peut offrir davantage de latitude dans le choix de la plateforme informatique.

Un Panel PC peut néanmoins rester adapté lorsque les besoins de calcul et de connectique correspondent à ses caractéristiques.

Tableau de bord ou poste de consultation

Lorsque l'écran sert principalement à présenter des informations calculées par un système externe, un moniteur industriel peut suffire.

Ajouter un ordinateur directement derrière l'écran n'apporte alors pas nécessairement de bénéfice.

Ce tableau constitue une première orientation. Le choix final dépend également des contraintes mécaniques, électriques, environnementales et logicielles du projet.

Une erreur fréquente consiste à sélectionner d'abord un écran de 10", 15" ou 21" puis à rechercher l'équipement correspondant.

La démarche devrait être inversée.

Il faut d'abord déterminer :

1. Qui contrôle réellement la machine ? Un automate, un PC ou une autre plateforme ?

2. Où le traitement informatique doit-il être réalisé ? Directement derrière l'écran ou ailleurs ?

3. Quel logiciel doit être exécuté ? Une interface automate, une application Windows, un SCADA, un MES ou un logiciel spécifique ?

4. Quel niveau d'évolution est attendu ? Le système restera-t-il identique pendant plusieurs années ou devra-t-il évoluer ?

5. Comment sera réalisée la maintenance ? Faut-il pouvoir remplacer indépendamment l'écran et le PC ?

Une fois ces questions résolues, la taille d'écran, le tactile, la luminosité, l'indice de protection et la connectique peuvent être définis beaucoup plus précisément.

Une interface opérateur ne doit donc pas être sélectionnée uniquement pour son apparence ou ses dimensions.

Une IHM est principalement pensée pour permettre à l'utilisateur d'interagir avec un système d'automatisation.

Un moniteur industriel fournit l'affichage et éventuellement l'interaction tactile, mais s'appuie sur une unité de calcul externe.

Un Panel PC combine quant à lui l'écran et l'informatique dans une solution tout-en-un.

Le choix dépend avant tout du rôle que doit jouer le poste dans le système industriel.

INTRONIX Systems propose des Panel PC industriels et des moniteurs industriels tactiles permettant de construire ces différentes architectures selon les contraintes d'intégration, de traitement informatique et d'utilisation du projet.