Industrial Automation
Productleveranciers worden IT-consultants

SoftPLC, softDCS, OPC, Java, ActiveX, DCOM, de afkortingen vliegen ons met de regelmaat van de klok om de oren. Toch vertegenwoordigen ze de toekomst van de industriële automatisering, al gaat het niet zo snel als sommige leveranciers wensen. We gaven ABB Automation een vrij forum om haar kijk op de toekomst toe te lichten. Ter info: door recente acquisities van Elsag Bailey en Alfa Laval Automation is ABB één van de grotere spelers op de Benelux-markt geworden.

Binnen de industriële auto-matisering zijn diverse trends waarneembaar. Het gaat om trends veroorzaakt door de technologische vooruitgang, verdere technologische integratie in de maatschappij, kostenreductie, maar zeker ook door een gewijzigde informatiestructuur en evoluerende gebruikerswensen. Eén van de duidelijke veranderingen die zich enkele jaren geleden heeft ingezet en waarvan het einde ver diep in het volgende decennium zal liggen, is de marktpositie in industriële automatisering. Vroeger waren de grenzen tussen DCS, SCADA, PLC en HMI zonder meer duidelijk afgebakend. In de high-end markt waarin performance, betrouwbaarheid en hoge functionaliteit vereist zijn, werden met name de DCS-systemen teruggevonden. In de low-end waren tot voor kort slechts PLC’s, SCADA en HMI’s opgenomen. In de tussenliggende markt vindt momenteel een verbeten strijd plaats tussen de onderzijde van de DCS- en de bovenkant van de SCADA/PLC-systemen.

Kleine DCS of grote PLC?
Als gevolg van deze ontwikkelingen kunnen systeemconcepten van wat ooit de klassieke DCS-leveranciers waren, downscalen (ook prijstechnisch) tot applicaties die tot voor kort aan PLC/SCADA-systemen voorbehouden waren. Maar anderzijds bieden DCS-systeemconcepten thans ook de functionaliteit die tot voor kort aan PIMS-systemen of plantmanagement/enterprise management systemen was voorbehouden.
SCADA-systemen zijn door de band eenvoudiger dan DCS-systemen, en worden veelal geleverd als softwarepakket voor Windows-gestuurde PC’s – en met name NT. De evolutie van de SCADA-systemen wordt direct gestuurd door wat voor de consumenten en kantooromgevingen aan software en aan standaarden ontwikkeld wordt.
Het aantal PC’s dat wordt ingezet in de consumentenwereld groeit gestaag voor toepassingen als games, DTP en Internet. Deze ontwikkeling stimuleert de integratie van de technologie in de maatschappij en bewerkstelligt door de schaalvergroting een enorme kostenreductie en een nog snellere ontwikkeling van de toegepaste technologieën. Zo is voor de SCADA-systemen bij de overgang van operating systemen als XENIX of UNIX naar Windows de eerste stap gezet naar "standaardisatie" op een platform dat eveneens in de consumentenmarkt werd gebruikt.

Meer openheid
Verder worden de automatiseringsconcepten van de diverse leveranciers dermate open door het succes van standaarden zoals bijv. OPC, DCOM, ActiveX en Java applets, dat in de nabije toekomst meer en meer onafhankelijke leveranciers "accessoires" en functionele deelpakketten zullen gaan leveren die passen in de concepten van de gerenommeerde leveranciers. Eventueel via Internet rechtstreeks in het systeem te integreren. Uiteraard werden de eerste SCADA-leveranciers met Windows als besturingssysteem en Microsoft-tools, door hun concurrenten verguisd en aangevallen op betrouwbaarheid en geloofwaardigheid. Het SCADA-systeem vormde echter niet het hart van de besturing van de installatie. Een tijdelijke uitval van bediening was daarom veelal geen probleem, zodat de bugs die in ieder systeem worden meegeleverd meestal voor niet al te grote problemen zorgden. De echte besturingsrol bleef weggelegd voor de PLC- of DCS-systemen met hun robuustheid en betrouwbaarheid. Inmiddels heeft de praktijk uitgewezen dat de tegenstanders van toen toch ook de stap hebben gemaakt en in sommige gevallen vooraan lopen in het streven naar nieuwe ontwikkelingen binnen Windows en diverse andere standaarden. Door deze enorme schaalvergroting zijn vele miljarden dollars gestoken in verdere ontwikkeling van de systemen en zijn weer nieuwe technologische trends en standaards ontstaan. Bij de verdere ontwikkeling van de SCADA-systemen werden steeds meer parallellen getrokken met andere marktgebieden en werd functionaliteit van andere systemen overgenomen. Zo is de hele Internet- en Intranet-ontwikkeling als communicatiemedium, meegenomen in diverse SCADA-systemen. Hierdoor is o.a. beheer op afstand van installaties voor onderhoudsmensen of storingsdiensten veel gebruiksvriendelijker geworden. De hele client/server-technologie en het beheer van grote hoeveelheden data, wat vroeger was voorbehouden aan de DCS-systemen en grote netwerksystemen, is tegenwoordig binnen handbereik gekomen met de nieuwe Windows technologieën.

DCS: ook Windows
Intussen zijn ook de DCS-leveranciers uitgekomen met Windows-gestuurde systemen. Daarmee worden de diverse standaards in de concepten geïntegreerd. Parallel vindt er een verdere focussing plaats op de sterke eigenschappen van de DCS-systemen. Distributie van workload, download faciliteiten, netwerktopologie en consistente programmeerstructuren zijn bijzonder sterke punten van de DCS-systemen. De DCS-markt is echter, zoals al eerder aangegeven, een markt die met name betrouwbaarheid en robuustheid hoog in het vaandel voert. De DCS-eindgebruikers in de diverse industrieën stellen tot op dit moment veelal meer vertrouwen in de traditionele systemen met operating-systemen als UNIX en Open VMS. De DCS-leveranciers hebben dan ook veelal de systemen op meerdere platforms draaien, zodat de eindgebruiker een keuze kan maken.

SoftPLC & DCS
Deze ontwikkelingen hebben ook nieuwe mogelijkheden geschapen. Zo is er aan de low-end kant een nieuw product ontstaan, genaamd Soft PLC of Soft DCS. De vakbladen besteden reeds veel aandacht aan Soft PLC en Soft DCS. Diverse leveranciers hebben Soft PLC’s en Soft DCS ontwikkeld en ook op de markt gebracht. De beide benamingen staan in principe in het teken van een al dan niet industriële PC. Soft PLC/DCS maken het mogelijk om de ontwikkelde besturingscode voor een PLC of DCS controller uit te voeren op een PC. De Soft PLC-variant heeft hierbij de beperkingen dat de code alleen op de PC waarop de code is opgenomen, uitgevoerd kan worden. De DCS-variant kan de code distribueren over een netwerk naar een andere PC of controller. Voor de aansturing van de I/O’s wordt gebruik gemaakt van standaard voor de PC beschikbare veldbusinterfaces. In de praktijk bestaan er meer dan 200 veldbussen, waarop diverse I/O types en fabrikaten kunnen worden aangesloten. Middels deze veldbussen kan de I/O locaal of decentraal worden aangestuurd. Ook bij deze Soft PLC/DCS ontwikkeling komen de critici aan het woord. Het betreft hier immers direct het hart van de besturing. Waar in het verleden de merkgebonden hardware van de PLC- en DCS-leveranciers werd toegepast met hun voordelen van betrouwbaarheid en robuustheid, worden nu de standaard PC en besturingssystemen als Windows NT toegepast. Voor de wat kleinere automatiseringsoplossingen of configuraties waarin toch een ‘dedicated’ hardware met besturingssoftware noodzakelijk is, wordt eveneens Windows CE toegepast.

Soft: 10 tot 20%
Het crashen van het totale PC systeem kan hierdoor echter grote gevolgen hebben voor de controle van de productieprocessen. Het zal dan ook nog wel enige tijd vergen voordat ook deze nieuwe vorm van automatiseren het vertrouwen van de industrie gaat krijgen. De verwachting op dit moment is dat het marktaandeel maximaal 10 tot 20 procent zal gaan bedragen. Juist omdat het hier het hart van de industriële automatisering betreft zal naar verwachting voor het merendeel van de industrie de betrouwbaarheid van de propriety- systemen de boventoon blijven voeren. In de praktijk zien we elke combinatie van systeemconcepten binnen één plant ontstaan met blijvende transparantie voor wat betreft informatiestromen. Leverancier en gebruiker zijn hierdoor niet meer onlosmakelijk met elkaar verbonden voor een langere periode als gevolg van een systeemkeuze.
De beschreven ontwikkelingen zullen de komende jaren het uiterste vergen van zowel leverancier als gebruiker. Gebruikers zullen zich de nieuwe concepten eigen moeten maken en hun organisaties aanpassen om te kunnen profiteren van de ontwikkelingen. Leveranciers zullen van productleveranciers overgaan in industriële IT consultants die elke dag opnieuw hun toegevoegde waarde voor hun afnemers moeten waarmaken. Kansen zullen daarbij mede bepaald worden door systeemconcepten die zich op de cutting edge van de technologische en functionele mogelijkheden bevinden. Bepalend hierin zijn de combinatie van innovatieve R&D, partnership contracten met technologiedragers en korte terugverdientijd gebaseerd op grote volumes. Die leveranciers die nu deze investeringen in zowel organisatie als product plegen, zullen de trendsetters zijn in de industriële IT zoals we die morgen zullen kennen.
A. den Hoedt / P. van der Waals, ABB Automation Benelux -Control Products & Systems

Industrial Automation
Les fournisseurs de produits s’improvisent consultants en technologie de l’information

SoftPLC, softDCS, OPC, Java, Activex, DCOM,... autant d’abréviations qui martèlent nos tympans avec la régularité d’un métronome. Cependant, bien qu’elles représentent l’avenir de l’automatisation industrielle, tout ne va pas aussi vite que le souhaiteraient certains fournisseurs. Nous avons organisé une réunion-débat pour ABB Automation afin que la société puisse commenter sa vision de l’avenir. Pour information, l’acquisition récente de Elsag Bailey et de Alfa Laval Automation a permis à ABB de s’imposer comme l’un des acteurs les plus importants sur le marché du Benelux.

Plusieurs tendances peuvent être observées dans le domaine de l’automatisation industrielle. Elles découlent d’un certain progrès technologique, d’une meilleure intégration de la technologie dans la société, d’une réduction des coûts, et plus particulièrement d’une modification dans la structure des informations et dans les besoins des utilisateurs. La position du marché dans l’automatisation industrielle constitue un des changements évidents, amorcé il y a quelques années, et dont les effets se répercuteront bien après l’an 2000. Auparavant, les frontières entre DCS, SCADA, PLC et HMI n’étaient pas clairement définies. Les systèmes DCS ont notamment été trouvés sur le marché haut de gamme, où performance, fiabilité et fonctionnalité règnent en maître. Récemment encore, seuls les systèmes PLC, SCADA et HMI se rencontraient sur le marché bas de gamme. Le marché intermédiaire, quant à lui est actuellement le théâtre d’une lutte acharnée entre les petits DCS et les systèmes SCADA-PLC plus importants.

Mini DCS ou méga PLC ?
Ces développements ont permis aux concepts systèmes des fournisseurs de DCS classiques d’antan d’évoluer (sur le plan compétitif également) pour atteindre la taille plus réduite des applications réservées jusqu’il y a peu aux systèmes PLC/SCADA. D’autre part, les concepts systèmes DCS actuels offrent également le caractère fonctionnel qui, récemment encore, était l’apanage des systèmes PIMS ou des systèmes de gestion d’entreprise ou d’installations industrielles.
Les systèmes SCADA, généralement de facture plus simple que les systèmes DCS, sont couramment fournis en tant que logiciels destinés à des PC travaillant sous Windows, et notamment WindowsNT. L’évolution des systèmes SCADA découle en droite ligne des standards et des logiciels développés tant pour l’usage privé que professionnel en environnement de bureau. Le nombre de PC utilisés dans le cadre familial pour des applications telles que jeux, DTP et Internet est en constante augmentation. Ce développement familiarise la société avec la technologie et entraîne une énorme réduction des coûts par effet d’échelle ainsi qu’un développement encore plus rapide des technologies appliquées. C’est ainsi que les systèmes SCADA effectuent un premier pas vers la «standardisation» sur une plate-forme également utilisée par le grand public, en transitant vers Windows au départ de systèmes comme XENIX ou UNIX,

Surcroît d’Ouverture
En outre, le succès de standards comme OPC, DCOM, ActiveX et Java applets, a procuré aux concepts en matière d’automatisation des différents fournisseurs une accessibilité telle que, dans un proche avenir, de plus en plus de fournisseurs proposeront des accessoires et des ensembles fonctionnels compatibles avec les concepts de fournisseurs plus populaires; ces accessoires pourront éventuellement être intégrés au système via Internet.
Evidemment, les premiers fournisseurs de SCADA sous Windows et de Microsoft-tools se sont vus critiqués et attaqués par leurs concurrents dans le domaine de la fiabilité et de la crédibilité. Toutefois, le système SCADA n’était pas vraiment crucial pour la commande de l’installation et dès lors, une mise hors service temporaire ne posait généralement pas de problème de sorte que les bogues inhérents à tout système ne présentaient pas de problème majeur. La véritable fonction de commande était réservée aux systèmes PLC ou DCS, robustes et fiables. Entre-temps, la pratique a montré que les adversaires d’autrefois avaient, eux aussi, franchi le pas et, dans certains cas, menaient la course vers de nouvelles applications sous Windows et autres standards. A la suite de ce gigantesque effet d’échelle, des milliards de dollars furent consacrés à de nouveaux développements des systèmes, entraînant l’apparition de nouvelles tendances technologiques. Le développement continu des systèmes SCADA autorise des parallèles avec d’autres marchés et la reprise des fonctionnalités d’autres systèmes. Ainsi l’ensemble du développement d’Internet et Intranet en tant que moyen de communication a-t-il été repris dans divers systèmes SCADA. La gestion à distance des installations est dès lors devenue beaucoup plus conviviale pour les équipes d’entretien et de dépannage. La technologie client-serveur, ainsi que la gestion de quantités importantes de données, opérations jadis réservées aux systèmes DCS et aux grands systèmes en réseau, est désormais rendue plus accessible grâce aux nouvelles technologies Windows.

DCS: également sous Windows
Entre-temps, les fournisseurs de DCS ont, eux aussi, développé des systèmes sous Windows dont les différents standards ont été intégrés au concept. Parallèlement, les particularités marquantes des systèmes DCS ont été davantage mises en exergue: distribution de la charge de travail, facilité de déchargement, topologie de réseau et structure de programmation cohérente. Le marché DCS est effectivement - comme il est précisé ci-dessus - connu et respecté pour sa robustesse et sa fiabilité. Les utilisateurs de DCS dans l’industrie accordent encore leur confiance aux systèmes traditionnels tels que UNIX et Open VMS. Les fournisseurs DCS disposent en règle générale de systèmes tournant sur différentes plates-formes, afin de laisser à l’utilisateur la possibilité de faire un choix.

SoftPLC et DCS
Ces développements ont abouti à de nouvelles possibilités. Ainsi, découvre-t-on en bas de gamme un produit nouveau, baptisé Soft PLC ou Soft DCS, dont les revues techniques se font déjà l’écho. Les Soft PLC et DCS ont été développés et mis sur le marché par différents fournisseurs. Ces deux appellations font référence à un PC qui est tout sauf industriel. Les soft PLC et DCS permettent d’exécuter sur un PC les codes de conduite développés pour un automate PLC ou DCS. La variante Soft PLC reste limitée, en ce sens qu’un code ne peut être utilisé que sur le PC où il a été enregistré. La version DCS quant à elle, est en mesure de distribuer le code sur un réseau, vers un autre PC ou un automate. Les commandes des entrées/sorties, utilisent les bus standards disponibles pour les PC. En pratique, il existe plus de 200 types de bus auxquels il est possible de connecter différents types d’entrées/sorties. Ces bus servent d’intermédiaire pour commander les entrées/sorties localement ou à distance. Le développement de ces soft PLC/DCS a également fait l’objet de quelques critiques qui concernent du moins le coeur de la commande. L’utilisation faite jadis de logiciels de marque provenant des fournisseurs de PLC et DCS, choisis pour leur caractère de fiabilité et de robustesse, a aujourd’hui cédé le pas aux PC standards et aux systèmes de commande tels que WindowsNT. Par ailleurs, les Windows CE sont également utilisables pour des applications d’automatisation ou de configuration de taille plus réduite, pour lesquelles s’avère nécessaire un matériel adapté, accompagné de son logiciel de commande.

Soft : de 10 à 20 %
La panne totale du système PC peut de la sorte avoir des conséquences considérables pour le contrôle des processus de production. Cette nouvelle forme d’automatisation nécessitera également un certain délai avant de gagner la confiance de l’industrie. Pour l’heure, il faut s’attendre à un pourcentage des parts de marché de maximum 10 à 20%. La crédibilité des systèmes de propriété continuera à mener le jeu pour la majorité des entreprises, précisément parce que ceci concerne le cœur de l’automatisation industrielle. En pratique, pour ce qui concerne les flux d’informations, on voit apparaître avec une transparence permanente chaque combinaison de concepts au sein d’une seule entreprise. Fournisseur et utilisateur ne sont donc plus liés entre eux de manière indissociable pour une longue période par suite du choix d’un système.
Dans les années qui viennent, les développements décrits exigeront énormément, tant de la part des fournisseurs que des utilisateurs. Ces derniers devront adopter les nouveaux concepts et adapter leurs organisations afin de profiter au mieux de ces développements. Quant aux fournisseurs, ils devront passer du statut de fournisseurs de produits à celui de consultants en technologie de l’information industrielle, contraints de réaffirmer continuellement leur valeur ajoutée auprès de leurs acheteurs. En outre, les chances seront également déterminées par des concepts de systèmes situés à la limite des possibilités technologiques et fonctionnelles, les facteurs déterminants étant la combinaison d’une R&D efficace, de contrats de partenariat avec supports technologiques et d’une économie de temps basée sur les grandes quantités. Ce sont ces fournisseurs, qui investissent aujourd’hui tant dans l’organisation que dans les produits, qui seront les moteurs de la technologie de l’information industrielle telle que nous la connaîtrons demain.
A. den Hoedt / P. van der Waals, ABB Automation Benelux, Control products & Systems