Modernisation de PROFIBUS PA avec PROFINET : Un chemin pratique vers la disponibilité CRA dans l’industrie de transformation

Table des matières

1. Disponibilité CRA pour les installations PROFIBUS PA existantes

2. Signification du règlement sur la cyberrésilience pour la communication industrielle

3. Exigences du CRA face à la réalité d’un système Brownfield

4. Pourquoi les coupleurs DP/PA traditionnels atteignent leurs limites

5. PROFINET, la base de l’automatisation des processus cyberrésilients

6. Les leviers clés : Modernisation de la couche de communication

7. Intégration de PROFIBUS PA dans PROFINET avec Softing pnGate PA

8. Coupleur DP/PA vs. Passerelle PA moderne vers PROFINET

9. Chemin de migration type de PROFIBUS PA à PROFINET

10. Liste de contrôle de l’opérateur : Quand faut-il utiliser la passerelle PA ?

11. Disponibilité CRA sans remplacer la totalité d’un système

12. 5 questions fréquentes sur PROFIBUS PA, PROFINET et CRA

Le règlement sur la cyberrésilience (Cyber Resilience Act (CRA)) redéfinit la cybersécurité des produits équipés de composants numériques dans l’Union Européenne. Pour l’automatisation industrielle, ceci signifie que la communication sécurisée, la gestion des vulnérabilités, la capacité de mise à jour et la transparence d’un produit pendant tout son cycle de vie sont désormais au premier plan.

Dans l’industrie de transformation, ces exigences sont confrontées à une toute autre réalité : de nombreuses installations appartenant aux secteurs chimique, du pétrole et du gaz, pharmaceutique, de l’eau, de l’énergie et d’autres processus se sont développées pendant des dizaines d’années. Les technologies éprouvées comme PROFIBUS PA et PROFIBUS DP continuent à former l’épine dorsale de la communication sur le terrain dans de nombreux environnements de production.

Ceci pose un problème majeur aux exploitants des installations, aux responsables de l’intégration de systèmes et aux ingénieurs chargés de l’automatisation :

Comment moderniser les installations PROFIBUS PA existantes pour intégrer PROFINET, la sécurité OT et la disponibilité CRA sans remplacer les appareils de terrain et l’infrastructure de câblage existants ?

En bref : Il n’est pas toujours nécessaire de remplacer les installations PROFIBUS PA existantes. Les passerelles PA modernes peuvent intégrer des segments PROFIBUS PA dans les architectures PROFINET. Les appareils de terrain et le câblage continuent d’être utilisés tout en améliorant significativement le diagnostic, la disponibilité des données, la gestion du cycle de vie et l’intégration aux concepts de sécurité modernes.
 

Le règlement sur la cyberrésilience s’adresse avant tout aux fabricants de produits pourvus d’éléments numériques. Toutefois, il concerne indirectement les exploitants d’installations, les intégrateurs de systèmes et de machines ou les constructeurs d’usines. Les composants industriels connectés seront de plus en plus évalués d’après des critères comme la sécurité dès la conception, la capacité de mise à jour, la gestion des vulnérabilités et la transparence de la documentation.

Pour les systèmes de communication industrielle, ceci crée plusieurs exigences pratiques. Les composants doivent être mieux documentés pendant tout leur cycle de vie, intégrés en attachant davantage d’importance à la sécurité et pouvoir être mis à jour si ceci est exigé. Parallèlement, les exploitants d’installations ont besoin d’une plus grande transparence sur les équipements et le matériel installés, les chemins de communication et les vulnérabilités potentielles.

Il faut préciser : le règlement sur la cyberrésilience ne signifie pas automatiquement qu’il faut remplacer entièrement les installations de traitement et/ou les entreprises de transformation existantes. Pour les installations Brownfield, il s’agit d’élaborer des stratégies de modernisation qui combinent la protection des investissements, la disponibilité de l’entreprise et la cyberrésilience.
 

De nombreuses infrastructures PROFIBUS PA sont robustes, éprouvées et profondément intégrées aux installations de traitement. Les appareils de terrain, le câblage et les flux de travail associés à l’ingénierie ont souvent été validés et optimisés pendant de nombreuses années. Remplacer tout cela coûte cher, comporte des risques sur le plan technique et est susceptible de causer des temps d’arrêt.

En même temps, un certain nombre de ces structures de communication n’ont pas été conçues pour les exigences actuelles posées par Ethernet industriel, le diagnostic centralisé, l’intégration numérique et la sécurité OT.

C’est pourquoi le défi posé par la modernisation est de ne pas remplacer inutilement les appareils de terrain qui fonctionnent parfaitement. Le véritable défi est de moderniser l’architecture de communication de manière ciblée.

Dans de nombreuses installations, la couche composée du matériel utilisé sur le terrain continue de fonctionner avec fiabilité, alors que la couche dédiée à la communication devient le goulot d’étranglement pour la transparence, la gestion du cycle de vie, l’intégration et la sécurité.
 

Dans de nombreuses installations de transformation, les coupleurs DP/PA continuent à connecter PROFIBUS DP à PROFIBUS PA. Pour la conversion basique du signal, ils continuent à remplir leur fonction d’origine avec fiabilité.

Toutefois, les architectures basées sur coupleurs plus anciennes atteignent souvent leurs limites lorsque les installations doivent répondre aux exigences modernes de la numérisation et de la cybersécurité. Les limitations types apparaissent au niveau du diagnostic, de la disponibilité des données, de l’intégration aux architectures de réseaux basées sur Ethernet et dans la gestion du cycle de vie.

Il peut être difficile de procéder à la mise en place des concepts de redondance, des flux de travail associés à l’ingénierie centralisée et de l’intégration à la gestion des actifs de l’entreprise ou aux systèmes IIoT sans structures traditionnelles avec coupleurs DP/PA.

Il ne faut pas non plus oublier la gestion de l’obsolescence. Pour les composants anciens, la disponibilité sur le long terme peut comporter une incertitude. C’est pourquoi les exploitants devraient évaluer très tôt les possibilités de maintenance, de sécurisation et de modernisation progressive des structures PROFIBUS DP/PA existantes.
 

Pour mieux parer les installations de transformation existantes pour le futur, PROFINET devient de plus en plus important comme épine dorsale de communication basée sur Ethernet. Avec PROFINET, il est plus facile d’intégrer les installations aux structures d’automatisation et IT/OT modernes et de créer la base nécessaire à une meilleure disponibilité des données, au diagnostic centralisé et aux concepts de réseau évolutifs.

Dans le contexte de la cyberrésilience, de la sécurité OT et de la gestion du cycle de vie, PROFINET offre plusieurs avantages :

• Grande largeur de bande pour les processus, le diagnostic et les données d’état
• Intégration aux environnements de pilotage, d’ingénierie et de gestion des actifs modernes
• Prise en charge des mécanismes de redondance comme MRP et S2
• Meilleurs prérequis pour la segmentation du réseau et les concepts de sécurité
• Processus d’ingénierie et de cycle vie standardisés
• Intégration plus facile à Ethernet industriel et aux architectures IIoT

PROFINET peut constituer une base importante pour les architectures de communication évolutives et cyberrésilientes de l’industrie de transformation.

Toutefois, il est important de voir PROFINET dans un contexte global. Il devrait faire partie d’un concept de sécurité OT plus large, incluant la segmentation du réseau, les concepts de rôle et d’accès, la transparence des actifs et la gestion continue des vulnérabilités.
 

Dans la pratique, le remplacement des appareils de terrain PROFIBUS PA installés est rarement l’option la plus réaliste. Les frais d’investissement sont élevés, les temps d’arrêt doivent être réduits au minimum et les processus validés ne devraient être interrompus que si c’est nécessaire.

L’approche la plus efficiente est de conserver le niveau existant composé des appareils de terrain et de moderniser la couche de communication de manière ciblée.

Les passerelles PA sont le lien entre le niveau des appareils de terrain PROFIBUS PA et les architectures basées sur PROFINET. Ceci permet de réaliser une migration progressive vers les environnements d’automatisation modernes sans causer d’interruption perturbatrice du système.

L’avantage clé : le niveau de terrain reste en place alors que l’architecture de communication est modernisée.
 

En bref : Un coupleur DP/PA connecte PROFIBUS DP à PROFIBUS PA. Une passerelle PA moderne comme Softing pnGate PA intègre PROFIBUS PA à PROFINET et prend en charge le diagnostic, l’intégration de l’ingénierie, la transparence des actifs, les concepts de redondance et les architectures de sécurité OT.
 

Une migration structurée permettant de passer de PROFIBUS PA à PROFINET ne devrait pas commencer par un renouvellement technologique. Elle devrait commencer par une évaluation claire de la base installée et des exigences opérationnelles.

Un chemin de migration pratique peut englober les étapes suivantes :

1. Documentation de l’architecture PROFIBUS DP/PA existante et identification des composants critiques.
2. Évaluation du cycle de vie et des risques associés à la disponibilité des coupleurs DP/PA traditionnels.
3. Définition des exigences posées au diagnostic, à l’accès aux données, à la redondance et à la sécurité OT.
4. Planification de l’architecture PROFINET, y compris de la segmentation, de l’intégration de l’ingénierie et de la connectivité pour la gestion des actifs.
5. Intégration des segments PROFIBUS PA à PROFINET en utilisant une passerelle PA comme Softing pnGate PA.
6. Validation progressive de la mise en service, du diagnostic et de la documentation.
7. Incorporation du cycle de vie, gestion des mises à jour et des vulnérabilités dans les processus opérationnels.

Cette approche aide les exploitants à éviter les perturbations superflues tout en préparant les entreprises existantes aux exigences de l’automatisation moderne, d’Ethernet industriel et de la cyberrésilience.
 

Une passerelle PA est recommandée quand :

• Les appareils de terrain PROFIBUS PA existants doivent continuer à être utilisés.
• Les coupleurs DP/PA atteignent leurs limites au niveau des fonctions, du diagnostic ou du cycle de vie.
• PROFINET est mis en place ou étendu comme épine dorsale de la communication.
• Le données de diagnostic, d’état et des actifs doivent être mieux accessibles.
• L’entreprise devrait être modernisée progressivement sans migration abrupte.
• Il faut améliorer la segmentation du réseau, la sécurité OT et la disponibilité CRA (règlement européen sur la cyberrésilience).
• Il faut minimiser les temps d’arrêt et les interventions au niveau du terrain.

Pour les entreprises brownfield, cette approche peut constituer un pont pratique entre une infrastructure du terrain éprouvée et les architectures d’automatisation modernes basées sur PROFINET.
 

Le règlement sur la cyberrésilience (CRA) n’exige pas systématiquement le remplacement des installations existantes. Il est possible de remplir de nombreuses exigences avec un réseau, des concepts de communication et de cycle de vie appropriés.

En connectant PROFIBUS PA à PROFINET, les exploitants peuvent moderniser peu à peu leurs entreprises tout en créant une base plus solide pour la cyberrésilience. Softing pnGate PA soutient cette approche en intégrant l’infrastructure PA existante dans les architectures PROFINET modernes.

Le résultat : un chemin réaliste pour adapter les entreprises brownfield aux nouvelles exigences réglementaires et numériques. Une installation PROFIBUS PA existante peut être intégrée à une architecture de communication moderne, intégrée et parée pour le futur - sans intervenir au niveau du terrain si ce n’est pas nécessaire.
 

1. Faut-il remplacer les appareils de terrain PROFIBUS PA existants pour satisfaire aux exigences du règlement sur la cyberrésilience (CRA) ?

Pas nécessairement. Dans de nombreuses entreprises brownfield, il est plus pratique de conserver le niveau existant composé des appareils de terrain et de moderniser la couche de communication de manière ciblée.

2. Comment intégrer PROFIBUS PA à PROFINET ?

Il est possible d’intégrer PROFIBUS PA à une architecture PROFINET en utilisant une passerelle PA. Ceci permet de conserver les appareils de terrain et le câblage existants tout en améliorant l’accès aux données, le diagnostic et l’intégration.

3. Quelle est la différence entre un coupleur DP/PA et une passerelle PA?

Un coupleur DP/PA connecte PROFIBUS DP à PROFIBUS PA. Une passerelle PA moderne intègre des segments PROFIBUS PA à PROFINET et améliore la prise en charge des diagnostics, de l’intégration de l’ingénierie et est parée pour le futur.

4. Quels sont les avantages de PROFINET pour les installations brownfield dans l’industrie de transformation ?

PROFINET offre une grande largeur de bande, des diagnostics centralisés, des options de redondance comme MRP et S2 et de meilleurs prérequis pour la segmentation du réseau et les concepts de sécurité OT modernes.

5. Quel est le rôle de Softing pnGate PA dans la migration PROFIBUS PA ?

Softing pnGate PA intègre les segments PROFIBUS PA existants à PROFINET et soutient un chemin de migration progressif pour les entreprises brownfield.

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