latence

En électronique industrielle, la latence est le décalage temporel entre le moment où un signal est envoyé ou une commande est émise et le moment où le système répond ou exécute réellement cette commande. Pour une machine-outil recevant une instruction de positionnement, la latence peut être de 5 à 50 millisecondes. Pour un interverrouillage de sécurité surveillant une presse, elle peut être de 10 à 200 millisecondes. Pour la conversion analogique-numérique en contrôle de processus, elle peut être aussi faible que quelques microsecondes. La source de la latence est rarement évidente ; elle réside dans les files d'attente logicielles, les protocoles de communication, les cycles de processeur, les temps de réponse des capteurs et l'inertie des actionneurs, souvent tout à la fois.

La latence est importante car de nombreux processus industriels sont sensibles au temps. Un système de tri de convoyeur vérifiant 60 colis par minute ne peut pas se permettre 500 ms de délai ; la pièce sera déjà passée. Le contrôle de la vitesse des moteurs, la régulation de la pression et la détection de flamme dans les systèmes de combustion exigent tous une latence dans leur enveloppe de fonctionnement, sinon le processus ne fonctionne pas comme prévu. Plus la boucle de contrôle est serrée, plus la latence devient critique. C'est pourquoi les systèmes temps réel en fabrication spécifient une latence maximale dans leurs exigences techniques, et pas seulement un temps de réponse moyen.

Sources et compromis

La latence s'accumule à chaque étape. Un automate programmable en réseau peut ajouter 10 ms dues au surdébit du protocole de transmission. Le capteur lui-même peut introduire 5 ms. Le processeur peut avoir besoin de 2 ms pour évaluer l'entrée par rapport aux points de consigne. Le pilote de sortie ajoute 1 ms supplémentaire avant que le relais ou le solénoïde ne bouge réellement. Chaque couche est petite ; le total surprend souvent les ingénieurs. Les systèmes industriels sans fil présentent régulièrement une latence de 50 à 100 ms, ce qui les rend inadaptés au contrôle en boucle fermée mais acceptables pour la surveillance.

Réduire la latence coûte de l'argent et des efforts de conception. Les boucles de contrôle analogiques câblées n'ont presque pas de latence ; les systèmes numériques en réseau en ont. Le traitement local est plus rapide que le traitement basé sur le cloud. Les systèmes d'exploitation temps réel déterministes garantissent une latence maximale ; les systèmes à usage général ne le font pas. De nombreux concepteurs d'équipements acceptent la latence comme une contrainte fixe et construisent leurs algorithmes de contrôle autour d'elle, plutôt que d'essayer de l'éliminer.

Le terme latence est emprunté aux télécommunications et à l'informatique, où il désignait à l'origine le délai de propagation le long d'un câble ou à travers un réseau. Dans les milieux industriels, il s'est élargi pour désigner tout délai indésirable dans la chaîne de signal, qu'il soit d'origine électrique, mécanique ou logicielle. Lorsque la latence devient prévisible et est intégrée aux spécifications, elle cesse d'être un problème et devient un paramètre de conception.