10 clés pour sélectionner et implémenter des capteurs dans des applications industrielles

Pour mettre en œuvre des capteurs dans des applications industrielles avec succès, cela dépend de la sélection de la bonne technologie, des variables du produit choisi et des conditions de l'environnement d'exploitation.

Bien sûr, cela vous est clair, cependant, nous nous sommes fixé pour objectif d'expliquer, en 10 points clés, la manière appropriée de sélectionner et de mettre en œuvre des capteurs dans les applications industrielles :

• Plage de mesure. Lors de la sélection de capteurs dans les applications industrielles (pression, température, analogique, etc.), la plage de mesure doit correspondre directement à la plage physique mesurée afin d'obtenir la lecture la plus précise et une durée de vie optimale du capteur. Par exemple, pour mesurer une plage de pression de 0 à 10 psi, un transducteur de pression avec une plage de détection de 0 à 10 psi est le plus approprié. Le même concept s'applique aux signaux analogiques de tension ou de résistance.
• 2. Surveillance du climat. Prenez en compte les conditions environnementales lors de la mise en œuvre de capteurs dans des applications industrielles. À titre d'exemple de projet, dans les zones fortement enneigées en hiver, si les conduits d'air d'admission dans les unités de traitement d'air sont installés dans une orientation inappropriée, sans grilles ni col de cygne, ils peuvent être sensibles à la neige. Si les conduits étaient remplis de neige, cela nuirait au fonctionnement du contrôleur d'air et des capteurs à l'intérieur des conduits.
• Les cellules de mesure sont importantes. Personne ne donne aux capteurs de poids le crédit qu'ils méritent lorsqu'il s'agit de mesurer le niveau dans les réservoirs. Ils fonctionnent très bien pour les applications de mesure par lots lorsqu'une configuration de montage de réservoir à trépied articulé est utilisée : deux pieds articulés, le troisième avec un capteur de poids en compression. Utilisez un indicateur de panneau avec une sortie discrète pour fournir une sortie lorsque le point de consigne est atteint. Cela fonctionne également bien pour fournir une alarme de bas niveau dans les applications. Le capteur de poids et le contrôleur peuvent simplifier l'automatisation future des processus.
• 4. Vous avez besoin de flexibilité. Lors de la sélection de capteurs dans les applications industrielles, tenez compte s'il offre réellement la flexibilité requise, telles que des caractéristiques qui s'adaptent au changement de produit. Dans ce cas, considérez les capteurs capacitifs, qui sont sensibles à plus de couleurs et de matériaux que d'autres, et sont souvent moins chers que les capteurs ultrasoniques.
• Sélectionnez par technologie, conditions. Les erreurs les plus courantes dans les applications de capteurs comprennent la non-sélection du principe/technologie de détection le plus approprié pour la tâche et la non-prise en compte de la gamme complète des conditions de fonctionnement attendues.
  

  Par exemple, bien qu'un capteur de proximité capacitif puisse détecter du métal, un capteur de proximité inductif serait généralement un meilleur choix. La lumière ambiante, la température, la saleté, les vibrations ou d'autres conditions peuvent affecter les performances du capteur. Un exemple de non-prise en compte des conditions de fonctionnement serait l'installation d'un capteur dont la température maximale est de 70°C dans une zone où les températures peuvent atteindre 85°C ou plus. Dans ce cas, le capteur peut subir une défaillance prématurée ou présenter un fonctionnement instable, comme un blocage ou un déblocage. De plus, la durée de vie du capteur peut être prolongée dans des environnements difficiles lorsqu'il est utilisé avec des accessoires conçus pour protéger le capteur.

• Le numérique réduit les coûts. Si des appareils à capteur de sortie linéaire ou proportionnelle sont nécessaires, évitez les appareils à champ analogique afin de minimiser les coûts et les problèmes de maintenance des câbles blindés et de la mise à la terre. Lorsqu'ils sont disponibles, les équivalents à sortie numérique valent généralement le coût d'achat supplémentaire pour un coût total de possession inférieur.
• 7. Câbles défectueux. Lorsque vous remplacez un capteur “défectueux” dans une application de terrain existante, assurez-vous de vérifier également l'état du câble de connexion rapide ou du faisceau de câbles. Dans de nombreux cas, les broches ou les douilles s'affaiblissent ou se corrodent, ce qui entraîne une interruption intermittente. Le simple remplacement du capteur peut rétablir temporairement le contact électrique, mais il échouera certainement à nouveau car la cause profonde, un connecteur d'accouplement défectueux, n'a pas été corrigée. Selon le coût de remplacement du capteur, cela peut devenir une situation assez coûteuse alors qu'en réalité, un câble de connexion de remplacement relativement bon marché aurait pu résoudre le problème en premier lieu.
• 8. Capteurs intelligents. Envisagez d'adopter des capteurs intelligents qui peuvent être mis à l'échelle, calibrés ou configurés à distance afin de réduire le temps de permutation, d'automatiser la reconfiguration des capteurs et de faciliter le diagnostic à distance des capteurs.
• 9. Avertissement préalable. Une tendance importante dans les capteurs consiste à mettre à jour ou à améliorer les capteurs discrets marche-arrêt avec des capteurs qui fournissent un signal de sortie variable en continu, qu'il soit analogique ou numérique. Les signaux de sortie continus du capteur permettent des niveaux de sophistication opérationnelle beaucoup plus élevés, tels que la prédiction de pannes et le contrôle statistique des processus. En analysant les données des capteurs, les contrôleurs de machines peuvent alerter les opérateurs des problèmes imminents avant qu'ils ne deviennent réellement un problème. Un capteur optique analogique, par exemple, peut mesurer l'angle de courbure d'une pièce emboutie. Si l'angle de courbure commence à dériver au-delà d'une tolérance +/- donnée, le capteur détectera le changement et les limites de tolérance du contrôleur de machine pourront alerter l'équipe de production avant la production de pièces défectueuses.
• 10. Plus de têtes de capteur. Si des modifications sont nécessaires, assurez un calibrage adéquat et documentez les modifications logicielles dans le système de contrôle distribué. Une unité d'affichage intégrée est recommandée pour la surveillance locale des données de processus. Suivez les guides et le matériel de sélection. Installez le capteur dans un rack/boîtier approprié si le niveau de poussière est élevé. Apposez les étiquettes appropriées sur site pour guider l'entretien. Après la mise en service, placez l'instrument en surveillance/suivi continus pour vous assurer que les lectures sont correctes et que l'étalonnage est précis avant de le confier au personnel d'exploitation.

Mise en œuvre de capteurs dans les applications industrielles : le facteur critique de l'environnement opérationnel

Ne négligez pas les détails critiques concernant les conditions environnementales lors de la sélection et de la mise en œuvre de capteurs dans des applications industrielles. Les critères de sélection typiques comprennent la portée de détection, la sortie électrique, le type de connexion, etc. Cependant, pour de meilleurs résultats, les utilisateurs doivent parfois aller au-delà de ces critères de base et inclure d'autres détails critiques. Ces facteurs finissent souvent par être parmi les considérations les plus importantes :

• Y a-t-il des changements brusques de température ? De la condensation peut s'accumuler sur la lentille. Certains capteurs sont plus résistants à la condensation interne que d'autres.
• Est-ce un environnement extrêmement poussiéreux ? Cela peut être particulièrement difficile si le capteur est monté face vers le haut. Envisagez de monter le capteur face vers le bas. Une autre option serait de sélectionner un capteur à DEL infrarouge, qui est mieux adapté pour voir à travers la poussière et le brouillard qu'un capteur à DEL rouge standard. Parfois, les utilisateurs dirigent même un jet d'air vers la lentille pour éviter l'accumulation de poussière ou de particules.
• Les capteurs sont-ils montés en extérieur ? Il est important de connaître les températures maximales et minimales auxquelles le capteur sera exposé. Pour les environnements extrêmes, une unité de chauffage ou de refroidissement interne ou externe peut être nécessaire. Parfois, une unité de chauffage est avantageuse pour réduire l'accumulation de givre ou de brouillard sur l'extérieur de la lentille.
• Le capteur sera-t-il exposé à des conditions de lavage ? Choisissez un boîtier avec la classification de boîtier NEMA/IP appropriée. Tenez compte des exigences d'hygiène lors de la sélection du capteur, car ils deviennent de plus en plus populaires dans l'industrie des aliments et des boissons.
• Le capteur est-il exposé à la lumière directe du soleil ? Un exemple serait au crépuscule ou à l'aube, lorsque le soleil peut briller directement sur le récepteur d'un capteur et générer une fausse sortie. Réduisez le risque que cela se produise en utilisant un support à capot pour minimiser les interférences.

Si vous êtes intéressé par la sélection et la mise en œuvre de capteurs dans des applications industrielles, jetez un coup d'œil aux conseils pour sélectionner et dimensionner des composants pneumatiques et hydrauliques, ou à Considérations pour l'application d'asservissements, de contrôleurs de mouvement et d'automates programmables industriels.

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