Modernisation de la ligne de fabrication au Vietnam PLC | SENTRADO
Une étude de cas détaillée de la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO, offrant des résultats mesurables pour les opérations de fabrication au Vietnam.
Contexte et objectifs du projet
Une entreprise manufacturière en croissance dans la province de Binh Duong au Vietnam a fait appel à SENTRADO pour moderniser le système de commande de sa ligne de production principale, qui fonctionnait sur une plateforme héritée PLC depuis plus de 12 ans. L'ancien système utilisait des protocoles de communication propriétaires qui ne pouvaient pas s'intégrer au nouveau système d'exécution de la fabrication (MES) de l'entreprise, empêchant le suivi de la production en temps réel, le suivi de la qualité et l'analyse du rendement global des équipements (OEE).
La ligne de production effectue l'assemblage, les tests et l'emballage automatisés de composants électroniques grand public, avec des temps de cycle mesurés en secondes. L'automate programmable hérité, bien que fonctionnel, manquait de puissance de traitement pour le contrôle de mouvement avancé requis par un nouveau système de manutention à grande vitesse, et son réseau propriétaire rendait impossible la connexion de lecteurs de codes-barres, de systèmes de vision et d'autres appareils intelligents nécessaires aux capacités de l'Industrie 4.0.
SENTRADO a réalisé une migration complète du système de commande vers des automates programmables Siemens S7-1200 avec une infrastructure réseau PROFINET, permettant une intégration transparente avec le MES, le nouveau matériel de contrôle de mouvement et un système complet HMI/SCADA pour la visibilité de la production. La migration a été effectuée lors d'un arrêt de production planifié de deux semaines, tous les systèmes étant validés avant de reprendre la production à pleine capacité.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Incompatibilité de protocole
L'ancien PLC utilisait un protocole série propriétaire qui ne pouvait pas communiquer avec les réseaux industriels modernes. L'intégration MES requérait une connectivité OPC UA, et le nouveau système de vision ainsi que les lecteurs de codes-barres ne prenaient en charge que PROFINET et EtherNet/IP.
2. Exigences de contrôle de mouvement
Un nouveau système de pick-and-place à grande vitesse nécessitait une coordination précise des mouvements multi-axes avec une synchronisation au niveau de la microseconde, dépassant les capacités de l'ancien automate programmable. Le client avait besoin de PROFINET IRT (temps réel isochrone) pour un contrôle de mouvement déterministe.
3. Fenêtre d'arrêt minimale
La ligne de production fonctionne six jours par semaine avec un taux d'utilisation élevé. Le client ne pouvait se permettre qu'un arrêt de deux semaines pour la migration complète, incluant l'installation, le câblage, la vérification de la programmation et la validation de la production.
4. Lacunes dans le suivi des produits
Sans suivi basé sur les codes-barres, l'usine ne pouvait pas tracer les unités individuelles tout au long du processus d'assemblage. Les problèmes de qualité n'étaient détectés que lors du test final, ce qui rendait difficile l'identification de la cause racine des défauts ou la mise en œuvre d'actions correctives.
5. Visibilité du TRS
Le responsable de l'usine ne disposait d'aucun moyen automatisé pour calculer le TRS. Les raisons des temps d'arrêt, les durées de changement de série et les comptages de production étaient enregistrés manuellement sur papier, ce qui entraînait des rapports de performance inexacts et retardés.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a remplacé l'ancien système de contrôle par une plateforme Siemens S7-1200 utilisant un CPU 1215C comme automate programmable principal, connecté via un réseau PROFINET IRT à des I/O distribués, des servovariateurs, des panneaux HMI et des appareils tiers. Le réseau PROFINET IRT fournit la communication déterministe requise pour le contrôle de mouvement multi-axes synchronisé, avec des temps de cycle inférieurs à 1 milliseconde pour la coordination des mouvements entre les axes de pick-and-place.
Un serveur OPC UA intégré à l'S7-1200 fournit une interface de données standardisée et sécurisée vers le MES, transmettant en temps réel les comptages de production, les temps de cycle, les résultats de qualité, les événements d'arrêt et les métriques du TRS. Les lecteurs de codes-barres à chaque station lisent les identifiants des unités et les transmettent à l'PLC, qui suit chaque produit tout au long de la séquence d'assemblage et enregistre les paramètres de processus et les résultats de tests associés à ce numéro de série dans un journal de données local.
Le système HMI comprend deux panneaux Comfort SIMATIC aux postes opérateur, ainsi qu'un poste de travail SCADA WinCC RT Advanced pour le superviseur de production. L'SCADA fournit des tableaux de bord TRS en temps réel, des diagrammes de Pareto pour l'analyse des temps d'arrêt, la planification de la production et des graphiques de tendances de qualité. Les armoires de commande ont été fabriquées dans l'installation de SENTRADO avec tous les variateurs de fréquence, servovariateurs et distributions d'énergie précâblés et testés, minimisant ainsi le temps d'installation sur site pendant la fenêtre d'arrêt de deux semaines.
Points forts de l'architecture du système
- Siemens S7-1200 CPU 1215C avec PROFINET IRT
- Réseau PROFINET IRT pour un mouvement multi-axes déterministe
- Serveur OPC UA pour une intégration MES standardisée
- Suivi des produits basé sur les codes-barres à chaque station d'assemblage
- Entraînements servo V90 avec SINAMICS pour les mouvements de pick-and-place
- WinCC SCADA avec des tableaux de bord OEE en temps réel
- Armoires pré-câblées pour une installation rapide lors des arrêts
- Intégration du système de vision via PROFINET
Paramètres et configuration du système
| Système de commande | Siemens SIMATIC S7-1200 |
| Contrôleur | 1 × CPU 1215C DC/DC/DC |
| Total des points I/O | 280+ (AI : 24, AO : 8, DI : 160, DO : 88) |
| Axes de mouvement | 4 × axes servo (PROFINET IRT) |
| Protocole de communication | PROFINET IRT / OPC UA / Modbus TCP |
| HMI Panneaux | 2 × TP700 Comfort + 1 poste de travail SCADA |
| Armoires de commande | 2 × IP54 |
| Entraînements servo | 4 × SINAMICS V90 (1.5kW) |
| Temps de cycle | 8 secondes (réduit de 14 secondes) |
| Interface MES | OPC UA avec connexion cryptée |
| Suivi des produits | Code-barres sur 6 stations |
| Suivi de l'OEE | Calcul automatisé en temps réel |
Composants clés et matériel
Siemens CPU 1215C
6ES7215-1AG40-0XB0
Contrôleur de ligne principale
Servo SINAMICS V90
6SL3210-5FB10-1UF0
PROFINET servo-entraînement
SIMOTICS S-1FL6
1FL6042-2AF21-1AA1
Servomoteur pour pick-and-place
TP700 Comfort HMI
6AV2124-0GC01-0AX0
Panneau tactile opérateur
WinCC RT Advanced
6AV2104-0DA06-0AA0
SCADA avec option OEE
SCALANCE XC208
6GK5208-0BA00-2AC2
PROFINET commutateur IRT
SITOP PSU6200
6EP3333-7SB00-0AX0
Alimentation stabilisée 24V/10A
Contacteur SIRIUS 3RT2
3RT2025-1BB40
Contacteur moteur avec contacts auxiliaires
Phases du projet
Conception et programmation
6 semainesSpécifications matérielles, développement logiciel avant l'arrêt
Fabrication des armoires
3 semainesArmoires pré-câblées entièrement testées chez SENTRADO
Préparation avant l'arrêt
2 semainesChemins de câbles, infrastructure réseau, configuration du MES
Semaine 1 de l'arrêt
1 semaineRetrait de l'ancien système, installation des nouvelles armoires, câblage
Semaine 2 de l'arrêt
1 semaineMise sous tension, vérifications I/O, essais à vide, validation de la production
Support post-démarrage
4 semainesIngénieur sur site pour l'optimisation et le réglage
Formation
1 semaineFormation des opérateurs et de l'équipe de maintenance
Support continu
12 moisDiagnostics à distance et service de garantie
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et son fonctionnement continu.
De 14s à 8s par unité
Visibilité des données de production en temps réel
Suivi automatisé du TRS et de la qualité
Traçabilité au niveau des postes et détection précoce
Avant vs Après : Comparaison chiffrée
| Indicateur | Avant | Après | Variation |
|---|---|---|---|
| Temps de cycle par unité | 14 secondes | 8 secondes | −40% |
| Intégration MES | Machines autonomes, aucune donnée | Intégration MES en temps réel à 100 % | Connecté |
| Saisie manuelle des données | Suivi du TRS sur papier | 0 saisie manuelle (automatisé) | −100% |
| Taux de défauts | Référence | Réduction de 30 % (détection précoce) | −30% |
| Visibilité de la production | Résumé de fin de poste | Tableaux de bord TRS en temps réel | En direct |
Données basées sur les rapports de mise en service du projet et les mesures opérationnelles continues. Nom du client disponible sous accord de confidentialité.
Impact sur les résultats
Le système d'automatisation livré a dépassé tous les objectifs de performance spécifiés dans le contrat, réalisant un débit supérieur, une consommation d'énergie réduite et une qualité de produit améliorée par rapport à la situation initiale. Le client a confirmé un retour sur investissement total dans le délai de récupération prévu et a depuis confié à SENTRADO les phases supplémentaires d'extension de son usine.
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