Projet d’automatisation industrielle : la checklist pour sécuriser étude, programmation et mise en service
- Alex
- il y a 6 jours
- 9 min de lecture
Un projet d’automatisation industrielle peut être techniquement réussi sur le papier et pourtant devenir difficile à mettre en service.
Un capteur oublié dans l’analyse fonctionnelle, une interface machine mal définie, une version de programme non maîtrisée, des essais FAT incomplets ou quelques conditions de sécurité découvertes trop tard peuvent suffire à décaler le démarrage d’une ligne.
La difficulté n’est donc pas seulement de programmer un automate.
Il faut parvenir à faire fonctionner ensemble le process, l’électricité, les capteurs, les actionneurs, les réseaux industriels, le PLC, l’IHM, les systèmes de sécurité et parfois plusieurs machines fournies par des constructeurs différents.
Chez INOMATEX, nous intervenons sur ces différentes phases : étude fonctionnelle, programmation PLC et HMI, essais, diagnostic, commissioning et mise en service.
Cette checklist a été conçue comme un outil de validation avant et pendant un projet d’automatisme.
Que vous soyez responsable maintenance, responsable de production, chef de projet, acheteur technique ou automaticien, l’objectif est le même :
identifier les problèmes pendant l’étude plutôt que pendant le démarrage de la production.
Définir ce que le projet doit réellement améliorer
La première question ne devrait pas être : « Quel automate allons-nous utiliser ? »
Elle devrait être : « Quel problème industriel devons-nous résoudre ? »
L’automatisation peut répondre à des objectifs très différents :
augmenter une cadence ;
réduire les opérations manuelles ;
stabiliser la qualité ;
améliorer la disponibilité d'une machine ;
réduire les temps de changement de série ;
ajouter de la traçabilité ;
remplacer un système obsolète ;
automatiser un contrôle ;
améliorer le diagnostic maintenance ;
connecter une installation à un SCADA, MES ou système supérieur.
Ces objectifs doivent ensuite être traduits en critères mesurables.
Une ligne annoncée à 60 pièces/minute, par exemple, ne doit pas seulement être capable d’atteindre ponctuellement cette vitesse. Il faut également définir dans quelles conditions : format produit, durée d’observation, disponibilité des équipements amont et aval, niveau de rebut acceptable et comportement en cas de défaut.
Pour un investissement important, cette réflexion doit également être rapprochée de l’impact financier. Notre guide consacré au calcul du ROI d’un projet d’automatisation permet d’approfondir cette partie.
À valider avant de continuer
GO : performances et critères de réception mesurables.
À sécuriser : objectifs connus mais encore exprimés de manière générale.
STOP : automatiser sans savoir précisément quel résultat doit être obtenu.
Auditer l’installation existante avant de concevoir la nouvelle
Lors d’un retrofit, d’une extension ou d’une modification de machine, la documentation ne suffit pas toujours.
Ce qui existe réellement sur le terrain peut avoir évolué depuis la création des schémas :
modifications de câblage ;
capteurs remplacés ;
programmes modifiés ;
équipements devenus obsolètes ;
adresses réseau différentes ;
paramètres variateurs non documentés ;
sécurités ajoutées ;
communication avec d’autres machines ;
modifications réalisées pendant une précédente mise en service.
Il est donc préférable de confronter les documents, le programme et l’installation physique.
Un audit d’automatisme industriel peut notamment vérifier les sauvegardes PLC et HMI, les versions logicielles, les réseaux industriels, les références matérielles et les principaux risques de maintenabilité.
Cette phase est particulièrement importante lorsqu’un arrêt de production court est prévu pour effectuer une migration.
Une mauvaise surprise découverte avant l’arrêt peut être intégrée au planning.
La même surprise découverte après avoir démonté l’ancien équipement devient un problème de commissioning.
Définir précisément le périmètre et les interfaces
Beaucoup de difficultés apparaissent non pas à l’intérieur d’une machine, mais entre deux équipements.
Qui fournit le signal ?
Quel équipement décide du démarrage ?
Que se passe-t-il si la machine aval n’est plus disponible ?
Qui gère l’arrêt d’urgence commun ?
Comment sont échangées les données de production ?
Quelle entreprise fournit la passerelle réseau ?
Ces questions peuvent sembler secondaires pendant la conception. Elles deviennent très concrètes lorsqu’un automaticien attend un signal qui n’existe pas encore pendant un SAT.
Pour chaque interface, il est utile de préciser :
Source → Destination → Information → Condition → Réaction attendue
Exemple :
Convoyeur amont → Machine → Ready to receive → Machine en mode Auto → Autorisation d’introduire une nouvelle pièce.
Un simple tableau d’échanges permet souvent de supprimer une grande quantité d’ambiguïtés.
Construire une architecture d’automatisme maintenable
Un projet performant n’est pas nécessairement celui qui utilise le plus de technologies.
C’est celui dont l’architecture correspond au besoin industriel et peut être maintenue dans plusieurs années.
Le choix peut concerner :
le PLC ;
les entrées-sorties déportées ;
l’IHM ;
le SCADA ;
les réseaux industriels ;
les variateurs ;
les servomoteurs ;
la sécurité machine ;
l’instrumentation ;
les communications avec des systèmes tiers ;
l’historisation des données.
Les équipes de maintenance doivent également disposer des logiciels, licences, câbles et compétences nécessaires pour intervenir.
INOMATEX travaille sur différentes architectures PLC, HMI et SCADA. Vous pouvez consulter nos compétences en automatisme industriel.
Pour un projet neuf ou une migration, notre comparatif Siemens, Schneider ou Rockwell : quel automate choisir ? permet également d’examiner les critères de choix au-delà du prix du matériel.
Point souvent sous-estimé
Le standard déjà installé sur le site peut parfois être plus important que les performances théoriques d’un automate concurrent.
Standardiser les références, les logiciels, les pièces de rechange et les méthodes de diagnostic simplifie considérablement la maintenance.
Transformer le besoin en analyse fonctionnelle exploitable
L’analyse fonctionnelle doit permettre à quelqu’un qui n’a pas conçu la machine de comprendre son comportement.
Elle doit notamment préciser :
Les modes de fonctionnement
Automatique, manuel, maintenance, production, réglage, arrêt contrôlé ou autres modes spécifiques au process.
Les conditions de démarrage
Toutes les autorisations nécessaires avant le lancement d’un cycle.
Les séquences
Ordre des opérations, conditions de passage d’une étape à l’autre, temporisations et actions attendues.
Les défauts
Conditions de déclenchement, comportement de la machine, message opérateur et conditions d’acquittement.
Les interverrouillages
Conditions empêchant une action incompatible ou dangereuse.
Les reprises après défaut
Une question particulièrement importante :
Que doit faire le système lorsque le défaut disparaît ?
Reprendre automatiquement ?
Attendre un acquittement ?
Revenir dans un état connu ?
Recommencer la séquence ?
Une machine peut parfaitement fonctionner en cycle nominal tout en devenant très difficile à exploiter si les reprises après défaut n’ont pas été pensées.
Programmer pour tester, diagnostiquer et maintenir
Un programme automate n’est pas seulement destiné à faire fonctionner la machine lors de sa réception.
Il devra ensuite être utilisé pour :
diagnostiquer des défauts ;
réaliser des modifications ;
ajouter des formats ;
remplacer des composants ;
analyser des incidents ;
former de nouveaux automaticiens ;
éventuellement migrer l’installation plusieurs années plus tard.
La lisibilité du logiciel constitue donc une partie de la maintenabilité de la machine.
Une structure cohérente doit notamment faciliter l’identification :
des entrées et sorties ;
des équipements ;
des séquences ;
des modes de marche ;
des alarmes ;
des permissifs ;
des interverrouillages ;
des paramètres ;
des communications.
Ne pas négliger la gestion des versions
Pendant un commissioning, les modifications peuvent s’enchaîner rapidement.
Il faut toujours être capable de répondre à trois questions :
Quel programme fonctionne actuellement dans l’automate ?
Quelle est la dernière sauvegarde validée ?
Qu’est-ce qui a été modifié depuis la version précédente ?
Une sauvegarde nommée Programme_final_V2_OK_definitif_NEW n’est pas une stratégie de gestion de versions.
Préparer un FAT qui cherche réellement les problèmes
Le Factory Acceptance Test ne doit pas être considéré comme une simple formalité avant l’expédition.
C’est précisément le moment où il est encore possible de détecter un maximum de problèmes dans un environnement maîtrisé.
Selon le projet, le FAT peut couvrir :
séquences automatiques ;
modes manuels ;
alarmes ;
interverrouillages ;
recettes ;
interfaces HMI ;
échanges PLC/PLC ;
communication SCADA ;
données analogiques simulées ;
réaction à la perte d’un équipement ;
perte de communication ;
reprises après défaut ;
comportement lors d’un redémarrage ;
gestion des accès opérateurs.
L’objectif n’est pas seulement de démontrer que le scénario nominal fonctionne.
Il faut essayer de faire sortir le système de ce scénario.
Déconnecter un équipement simulé.
Bloquer une condition.
Provoquer un défaut.
Interrompre une séquence.
Modifier une valeur analogique.
Redémarrer le contrôleur.
C’est souvent là que les problèmes réellement gênants apparaissent.
Préparer le commissioning avant l’arrivée sur site
Le temps passé sur site est généralement la phase la plus sensible du projet.
D’autres équipes sont présentes.
Les travaux mécaniques et électriques se terminent.
Le client attend une date de production.
Des équipements peuvent arriver en retard.
Des modifications apparaissent.
La pression augmente rapidement.
Une mise en service industrielle doit donc commencer bien avant le premier test automatique.
Avant le déplacement, vérifier au minimum :
Logiciels
Les logiciels nécessaires sont installés et les versions compatibles sont connues.
Licences
Les licences PLC, HMI, variateurs et logiciels constructeurs sont disponibles.
Sauvegardes
Les versions initiales et les programmes validés sont accessibles hors ligne.
Réseaux
Les architectures, adresses IP, noms Profinet, paramètres et passerelles sont documentés.
Matériel
Les câbles de programmation, adaptateurs, lecteurs de cartes mémoire et interfaces nécessaires sont disponibles.
Documentation
Les schémas électriques, listes I/O, analyses fonctionnelles, datasheets et plans sont accessibles.
Organisation
Les interlocuteurs électricité, mécanique, process, sécurité et IT sont identifiés.
Un automaticien performant ne compensera pas indéfiniment un projet dont les informations nécessaires ne sont pas disponibles.
Valider progressivement pendant le SAT
Le SAT ne devrait pas commencer directement par :
« Passez la ligne en automatique et regardons ce qui se passe. »
Une approche progressive facilite considérablement le diagnostic.
Niveau 1 — Infrastructure
Alimentations, réseau, automate, I/O déportées et communications.
Niveau 2 — Entrées / sorties
Chaque capteur et chaque actionneur est associé au bon signal.
Niveau 3 — Équipements
Moteurs, vannes, vérins, variateurs, axes et instruments sont testés individuellement.
Niveau 4 — Modes manuels
Les équipements sont pilotables en respectant les conditions de sécurité.
Niveau 5 — Séquences
Les différentes parties de la machine sont testées indépendamment.
Niveau 6 — Interfaces
Les échanges avec les machines amont, aval, SCADA, MES ou systèmes tiers sont vérifiés.
Niveau 7 — Cycle automatique
Les différentes séquences sont assemblées.
Niveau 8 — Montée en cadence
La performance réelle est progressivement rapprochée des objectifs du projet.
Cette méthode permet d’éviter de chercher simultanément une erreur électrique, un problème de communication et un défaut logiciel.
Ne pas confondre « machine qui tourne » et « projet terminé »
Le premier cycle automatique est une étape importante.
Ce n’est pas nécessairement la fin du projet.
Une installation doit ensuite démontrer :
sa stabilité ;
sa cadence ;
sa répétabilité ;
sa capacité à gérer les défauts ;
la qualité des informations présentées aux opérateurs ;
sa maintenabilité.
Les problèmes qui apparaissent pendant cette phase sont parfois très différents de ceux rencontrés pendant les premiers essais.
Il peut s’agir de micro-arrêts, de temporisations trop longues, de capteurs instables, d’alarmes parasites ou de séquences qui fonctionnent correctement séparément mais se synchronisent mal à cadence élevée.
La montée en cadence constitue donc une véritable phase d’optimisation.
Vérifier les livrables avant de clôturer le projet
Une installation automatisée ne devrait jamais dépendre exclusivement de l’ordinateur de l’automaticien qui l’a programmmé.
Avant la réception définitive, il est utile de vérifier la présence des éléments suivants :
sauvegarde PLC ;
sauvegarde HMI ;
sauvegarde SCADA si applicable ;
configuration des variateurs ;
configuration des équipements intelligents ;
programmes de sécurité ;
liste des versions logicielles ;
schémas électriques à jour ;
liste I/O ;
paramètres importants ;
mots de passe selon la politique du site ;
liste des adresses réseau ;
notices spécifiques ;
rapport de FAT ;
rapport de SAT ;
liste des réserves restantes.
Cette documentation devient particulièrement précieuse plusieurs années plus tard lorsqu’un défaut apparaît ou qu’une migration doit être préparée.
Qui doit participer à la préparation d’un projet d’automatisme ?
L’automaticien ne devrait pas être le seul interlocuteur.
Selon la taille du projet, plusieurs compétences doivent participer aux validations.
Production
Elle définit le besoin opérationnel, les contraintes de cadence, les formats et les conditions réelles d’exploitation.
Maintenance
Elle apporte sa connaissance des pannes, de la maintenabilité, des standards du site et des contraintes d’intervention.
Automaticien / intégrateur
Il transforme les besoins fonctionnels en architecture, logique PLC, IHM, communications et procédures d’essais.
Électricité
Elle garantit la cohérence entre schémas, puissance, commandes, capteurs et actionneurs.
Mécanique
Elle valide les mouvements, positions, jeux, vitesses et contraintes physiques.
IT / OT
Son intervention devient essentielle lorsque le projet nécessite des échanges réseau, accès distants, serveurs, supervision ou connexion aux systèmes de l’entreprise.
Achats
Le prix doit naturellement être maîtrisé, mais également le périmètre réellement compris dans l’offre : ingénierie, développement, licences, déplacements, essais, documentation, support et modifications.
Comparer uniquement deux montants sans comparer leurs périmètres peut créer une économie apparente qui sera récupérée plus tard sous forme d’avenants.
Une bonne checklist transforme le commissioning
L’objectif d’une checklist n’est pas d’ajouter de l’administratif au projet.
C’est exactement l’inverse.
Elle doit permettre aux équipes d’identifier rapidement les points non maîtrisés avant qu’ils ne deviennent urgents.
Un projet bien préparé permet à l’automaticien de consacrer le temps du commissioning à ce qui a réellement de la valeur :
tester, régler, optimiser et fiabiliser l’installation.
Plutôt qu’à rechercher une adresse IP, comprendre une interface jamais définie ou reconstruire une version de programme.
INOMATEX accompagne des projets d’automatisme depuis l’étude jusqu’au commissioning : programmation PLC, HMI, SCADA, réseaux industriels, essais FAT/SAT, dépannage et mise en service.
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Besoin de sécuriser un projet d’automatisation industrielle ?
Vous préparez une nouvelle machine, une ligne automatisée, une migration PLC ou une phase de commissioning ?
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