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Le contrôleur répond aux exigences des systèmes d'automatisation de laboratoire
Festo a développé le contrôleur compact à double programmation de la série CECC-AX, conçu pour exécuter simultanément des routines classiques d'automate programmable et des scripts interprétés en Python directement sur le matériel embarqué dans les distributeurs de liquides de laboratoire.
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Destiné à la manipulation automatisée des liquides, au diagnostic in vitro et à la préparation pré-analytique des échantillons, ce système répond à la demande de sous-systèmes de gestion des fluides modulaires et économes en espace. Plutôt que de contraindre les concepteurs d'instruments à intégrer des ordinateurs industriels distincts aux côtés des modules d'entrées et sorties en temps réel, l'unité centralise la coordination des mouvements, la commande des vannes pneumatiques et les routines procédurales dans un seul et même boîtier.
Architecture embarquée intégrée
La principale difficulté d'ingénierie rencontrée sur les instruments d'analyse compacts provient de la diversité des processus de travail. Les opérations déterministes, telles que le cadencement des micro-vannes de distribution et le positionnement sur plusieurs axes, exigent des temps de cycle prévisibles et une exécution exempte de gigue. À l'inverse, la gestion dynamique des protocoles de dosage, l'enregistrement des données d'essais et les protocoles de communication avec les systèmes de gestion d'informations de laboratoire bénéficient de la souplesse et de l'écosystème de bibliothèques offerts par Python.
Le contrôleur de la gamme CECC-AX résout cette dualité en s'appuyant sur une architecture où la communication par bus de terrain et les tâches d'entrées et sorties déterministes fonctionnent de concert avec les environnements d'exécution de scripts de haut niveau. Pour l'intégration physique dans la machine, l'unité intègre des entrées et sorties numériques et analogiques, ainsi que des interfaces série pour les périphériques de laboratoire auxiliaires. Les besoins en architecture distribuée sont assurés par des interfaces Ethernet et EtherCAT intégrées, complétées par d'autres options de bus de terrain pour faciliter l'interconnexion au sein de réseaux d'automatisation plus vastes.
Afin de répondre aux normes réglementaires encadrant les instruments d'analyse connectés, la conception matérielle et logicielle intègre des principes de sécurité conformes aux exigences du règlement européen sur la cyber-résilience. Ce cadre met l'accent sur les mécanismes de démarrage sécurisé, l'intégrité des communications et l'atténuation continue des vulnérabilités tout au long du cycle d'exploitation du dispositif médical ou de diagnostic.
Mise en œuvre dans le dosage analytique et les sciences du vivant
Lors du salon professionnel Compamed, Festo a présenté le contrôleur en situation opérationnelle sur un poste de travail de distribution de liquides sous pression contrôlée. Le dosage de précision dans les analyses de laboratoire repose sur une régulation rapide de la pression combinée à l'actionnement de micro-vannes, afin de distribuer des volumes de fluide sans cisaillement mécanique ni contamination croisée.
Dans cette application, le contrôleur CECC-AX prend en charge la boucle de régulation de pression et la séquence d'ouverture des vannes grâce à un contrôle en temps réel, tandis que des scripts Python traitent les profils de distribution, ajustent les paramètres de dosage selon des tables de viscosité des fluides et communiquent avec l'interface utilisateur. Cette configuration met en évidence ses capacités dans trois domaines d'application principaux :
Architecture embarquée intégrée
La principale difficulté d'ingénierie rencontrée sur les instruments d'analyse compacts provient de la diversité des processus de travail. Les opérations déterministes, telles que le cadencement des micro-vannes de distribution et le positionnement sur plusieurs axes, exigent des temps de cycle prévisibles et une exécution exempte de gigue. À l'inverse, la gestion dynamique des protocoles de dosage, l'enregistrement des données d'essais et les protocoles de communication avec les systèmes de gestion d'informations de laboratoire bénéficient de la souplesse et de l'écosystème de bibliothèques offerts par Python.
Le contrôleur de la gamme CECC-AX résout cette dualité en s'appuyant sur une architecture où la communication par bus de terrain et les tâches d'entrées et sorties déterministes fonctionnent de concert avec les environnements d'exécution de scripts de haut niveau. Pour l'intégration physique dans la machine, l'unité intègre des entrées et sorties numériques et analogiques, ainsi que des interfaces série pour les périphériques de laboratoire auxiliaires. Les besoins en architecture distribuée sont assurés par des interfaces Ethernet et EtherCAT intégrées, complétées par d'autres options de bus de terrain pour faciliter l'interconnexion au sein de réseaux d'automatisation plus vastes.
Afin de répondre aux normes réglementaires encadrant les instruments d'analyse connectés, la conception matérielle et logicielle intègre des principes de sécurité conformes aux exigences du règlement européen sur la cyber-résilience. Ce cadre met l'accent sur les mécanismes de démarrage sécurisé, l'intégrité des communications et l'atténuation continue des vulnérabilités tout au long du cycle d'exploitation du dispositif médical ou de diagnostic.
Mise en œuvre dans le dosage analytique et les sciences du vivant
Lors du salon professionnel Compamed, Festo a présenté le contrôleur en situation opérationnelle sur un poste de travail de distribution de liquides sous pression contrôlée. Le dosage de précision dans les analyses de laboratoire repose sur une régulation rapide de la pression combinée à l'actionnement de micro-vannes, afin de distribuer des volumes de fluide sans cisaillement mécanique ni contamination croisée.
Dans cette application, le contrôleur CECC-AX prend en charge la boucle de régulation de pression et la séquence d'ouverture des vannes grâce à un contrôle en temps réel, tandis que des scripts Python traitent les profils de distribution, ajustent les paramètres de dosage selon des tables de viscosité des fluides et communiquent avec l'interface utilisateur. Cette configuration met en évidence ses capacités dans trois domaines d'application principaux :
- Manipulation automatisée des consommables et des échantillons : transfert de microplaques, tri de tubes d'échantillons et manipulation de consommables à l'aide d'actionneurs électriques et pneumatiques intégrés.
- Préparation pré-analytique des échantillons : dosage de réactifs, pipetage d'échantillons et pilotage de postes de mélange soumis à de fréquentes modifications de paramètres.
- Instruments compacts de paillasse : suppression des armoires d'automatisation intégrant des PC industriels externes dans les postes d'analyse exigus et les environnements de salle blanche.
En réunissant la commande d'axes, l'actionnement microfluidique et les communications de haut niveau sur une plateforme unique, l'unité réduit le câblage, limite les points de défaillance potentiels et simplifie les procédures de qualification pour les fabricants d'équipements de diagnostic.
Contexte additionnel
Cette section détaille les spécifications techniques et l'analyse comparative concurrentielle non incluses dans l'annonce originale du produit.
La convergence entre les environnements de programmation d'automates conformes à la norme CEI 61131-3 et les langages de haut niveau tels que Python et C++ représente une tendance technologique majeure dans l'automatisation industrielle et la robotique de laboratoire. Sous l'effet des exigences liées à l'informatique en périphérie, à la télémétrie locale et à la connectivité avec le cloud, les constructeurs d'automates abandonnent progressivement les systèmes d'exploitation propriétaires fermés au profit de moteurs d'exécution ouverts et multi-paradigmes.
Dans le secteur des dispositifs d'analyse et des systèmes d'automatisation compacts, les contrôleurs embarqués sont évalués sur leur encombrement physique, leur comportement déterministe en temps de cycle, la flexibilité de leurs interfaces et la prise en charge de protocoles ouverts. La série antérieure CECC de Festo avait fixé des repères en matière de format compact pour les systèmes décentralisés sous 24 V CC programmés sous CoDeSys V3 avec CANopen, Modbus TCP et EtherNet/IP. Le contrôleur CECC-AX fait évoluer cette gamme en intégrant une base Linux embarquée capable d'exécuter des environnements Python natifs en parallèle des piles de protocoles de communication industrielle.
Parmi les architectures comparables dans le segment des contrôleurs compacts figurent le Compact Controller 100 de Wago et les modules Axioline Smart Elements de Phoenix Contact reposant sur l'écosystème PLCnext. Le Compact Controller 100 de Wago emploie un système d'exploitation Linux temps réel, deux interfaces Ethernet et la compatibilité avec CoDeSys 3.5 ainsi que les conteneurs logiciels, bien que sa configuration d'entrées et sorties soit principalement orientée vers l'automatisation du bâtiment et les applications industrielles légères. La technologie PLCnext de Phoenix Contact permet également l'exécution simultanée de logique CEI 61131-3, de code C++ et de scripts Python, mais cible en priorité des installations sur rail DIN en armoire électrique avec des extensions modulaires plutôt que des sous-ensembles intégrés directement dans des instruments de laboratoire.
En ciblant spécifiquement les besoins de raccordement mécanique et fluidique propres au transfert de liquides, notamment avec des fonctions de maître EtherCAT réunies dans un format adapté aux paillasses de laboratoire, le contrôleur CECC-AX comble l'écart entre les micro-automates programmables simples et les PC industriels plus volumineux, contribuant ainsi à standardiser les protocoles d'automatisation dans les instruments de diagnostic.
Publié par Evgeny Churilov, rédacteur pour Induportals - contenu adapté par l'IA.
www.festo.com
Contexte additionnel
Cette section détaille les spécifications techniques et l'analyse comparative concurrentielle non incluses dans l'annonce originale du produit.
La convergence entre les environnements de programmation d'automates conformes à la norme CEI 61131-3 et les langages de haut niveau tels que Python et C++ représente une tendance technologique majeure dans l'automatisation industrielle et la robotique de laboratoire. Sous l'effet des exigences liées à l'informatique en périphérie, à la télémétrie locale et à la connectivité avec le cloud, les constructeurs d'automates abandonnent progressivement les systèmes d'exploitation propriétaires fermés au profit de moteurs d'exécution ouverts et multi-paradigmes.
Dans le secteur des dispositifs d'analyse et des systèmes d'automatisation compacts, les contrôleurs embarqués sont évalués sur leur encombrement physique, leur comportement déterministe en temps de cycle, la flexibilité de leurs interfaces et la prise en charge de protocoles ouverts. La série antérieure CECC de Festo avait fixé des repères en matière de format compact pour les systèmes décentralisés sous 24 V CC programmés sous CoDeSys V3 avec CANopen, Modbus TCP et EtherNet/IP. Le contrôleur CECC-AX fait évoluer cette gamme en intégrant une base Linux embarquée capable d'exécuter des environnements Python natifs en parallèle des piles de protocoles de communication industrielle.
Parmi les architectures comparables dans le segment des contrôleurs compacts figurent le Compact Controller 100 de Wago et les modules Axioline Smart Elements de Phoenix Contact reposant sur l'écosystème PLCnext. Le Compact Controller 100 de Wago emploie un système d'exploitation Linux temps réel, deux interfaces Ethernet et la compatibilité avec CoDeSys 3.5 ainsi que les conteneurs logiciels, bien que sa configuration d'entrées et sorties soit principalement orientée vers l'automatisation du bâtiment et les applications industrielles légères. La technologie PLCnext de Phoenix Contact permet également l'exécution simultanée de logique CEI 61131-3, de code C++ et de scripts Python, mais cible en priorité des installations sur rail DIN en armoire électrique avec des extensions modulaires plutôt que des sous-ensembles intégrés directement dans des instruments de laboratoire.
En ciblant spécifiquement les besoins de raccordement mécanique et fluidique propres au transfert de liquides, notamment avec des fonctions de maître EtherCAT réunies dans un format adapté aux paillasses de laboratoire, le contrôleur CECC-AX comble l'écart entre les micro-automates programmables simples et les PC industriels plus volumineux, contribuant ainsi à standardiser les protocoles d'automatisation dans les instruments de diagnostic.
Publié par Evgeny Churilov, rédacteur pour Induportals - contenu adapté par l'IA.
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