Technologie de détection de pointe Pepperl+Fuchs pour les zones protégées contre les explosions
Migration de la technologie de l’automatisation d’usine à l’ingénierie des procédés
Le monde très dynamique de l’automatisation industrielle repose sur des capteurs dotés d’une grande variété de technologies. Et si ces capteurs peuvent répondre aux exigences des zones dangereuses, certains d’entre eux pourraient également s’avérer être des acteurs précieux dans l’automatisation des processus. Pepperl+Fuchs a développé toute une gamme de capteurs de haute technologie qui ont fait leurs preuves dans des applications discrètes. Avec protection contre les explosions, ils conviennent également à l’ingénierie des procédés dans les zones 1/21 et 2/22.
La numérisation des informations de processus constitue la base des solutions modernes d’automatisation et d’Industrie 4.0. Il permet l’accès à distance aux données et aux paramètres de l’appareil, la maintenance prédictive et l’optimisation des processus basée sur les données. Les données de base sont en grande partie fournies par des capteurs. La grande variété de ces dispositifs dans le monde de l’automatisation d’usine est presque ingérable. Ils sont adaptés à la technologie très différenciée des procédés de fabrication discrets, et leur développement reflète les cycles à court terme et la forte dynamique dans ce domaine. L’industrie de transformation peut se concentrer sur des cycles considérablement plus longs, mais elle peut bénéficier des progrès technologiques rapides de la technologie des capteurs pour l’automatisation des usines.
Il est important de s’assurer que l’intégration mécanique des capteurs est aussi simple et standardisée que possible. Une protection fiable contre les explosions pour les appareils est une condition préalable essentielle à leur utilisation large et flexible dans la technologie des procédés. Les coûts d’acquisition et d’entretien des capteurs ne jouent généralement qu’un rôle mineur dans les grandes usines des industries de transformation par rapport aux dépenses en autorisations et certifications nécessaires pour la protection contre les explosions. Les capteurs sont souvent nécessaires dans des zones particulièrement exposées, ce qui crée des défis supplémentaires. Le potentiel des dispositifs qui ont été développés à l’origine pour l’automatisation d’usine peut être mieux illustré au moyen d’études de cas.
Étude de cas : protection contre les collisions
Lors du remplissage des camions-citernes avec des fluides chimiques ou des produits pétroliers, le personnel doit être présent sur une plate-forme mobile au-dessus des véhicules. Cet espace de travail doit naturellement être protégé contre les risques de collision pour s’assurer que toute mauvaise décision n’a aucun impact. En collaboration avec un fabricant de ces appareils, les experts de Pepperl+Fuchs ont aidé à transférer un processus éprouvé de la zone non dangereuse à la zone dangereuse. Le scanner laser R2000 2-D est monté sous le garde-corps de la plate-forme et son champ de balayage est dirigé vers la zone du véhicule.
Si la plate-forme élévatrice est abaissée trop près de la citerne ci-dessous avant le processus de remplissage, le capteur déclenche un double signal d’avertissement : un voyant clignotant et un signal sonore. Dans le même temps, la plate-forme s’arrête automatiquement. Ce circuit de protection empêche de manière fiable les dommages au matériel (plate-forme et citerne) et évite les situations dangereuses pour le personnel d’exploitation. Pour une utilisation dans des zones dangereuses, le scanner laser a été placé dans un boîtier en aluminium résistant à la pression avec fenêtre de visualisation intégrée. Il est homologué pour les zones de protection contre les explosions 1/21 et 2/22. Pour éviter la diffusion et la distorsion des signaux par réfraction, le capteur est monté dans le boîtier à un angle de 15 degrés.
Étude de cas : contrôle d’accès
La sécurité est une priorité absolue pour les plateformes pétrolières en mer. Les mesures de sécurité comprennent des restrictions d’accès et des documents de résidence dans les zones critiques. Pepperl+Fuchs a développé une solution automatisée pour cela en coopération avec un fournisseur spécialisé dans les logiciels de suivi. Les employés portent des étiquettes RFID, qui peuvent être intégrées à des articles tels que des porte-clés ou des badges. Les droits d’accès de l’employé à des zones spécifiques sont stockés sur ces balises. Ils sont lus par un capteur RFID au point d’accès aux zones spécifiques. Cette tête de lecture/écriture est logée dans un boîtier Ex-d et est approuvée pour une utilisation dans des zones dangereuses.
Une interface homme-machine (IHM) connectée à l’ordinateur central est utilisée pour la visualisation du logiciel. Les employés sont enregistrés chaque fois qu’ils entrent dans une zone. Les informations stockées dans l’étiquette permettent une évaluation de suivi et de traçabilité des employés individuels. Le logiciel détermine si l’employé est autorisé à accéder à la zone en question. Si tel est le cas, le logiciel déverrouille les armoires et les portes concernées. Il documente simultanément où se trouve exactement l’employé, ce qui est extrêmement important dans les situations d’urgence et en cas d’évacuation.
Étude de cas : détection d’objets
Les capteurs qui utilisent la méthode d’enregistrement du temps de vol (Pulse Ranging Technology, PRT) sont parfaits pour une détection d’objet rapide et fiable. Pepperl+Fuchs propose des capteurs avec des boîtiers Ex-d. Une source lumineuse puissante dans le capteur émet de courtes impulsions qui sont réfléchies par l’objet cible puis capturées par un élément récepteur très précis et sensible à la lumière. L’électronique du capteur interne utilise le temps d’exécution de l’impulsion lumineuse pour calculer la distance jusqu’à l’objet cible. Cette technologie est utilisée dans la fabrication de tuyaux et de conduites flexibles pour la production de pétrole. Les capteurs de la série VDM28 ont une portée de détection allant jusqu’à 50 mètres. Ils surveillent les emplacements dans la zone dangereuse et enregistrent la quantité de matériel en stock. Si un marqueur défini est dépassé à un endroit, le signal du capteur déclenche des processus automatiques de réapprovisionnement du stock ou de commande de matériel.
Mesure d’inclinaison et lecture de code
Des capteurs d’inclinaison sont utilisés dans les systèmes de forage de tunnels pour surveiller l’inclinaison des bras de forage. Un contrôle à 360 degrés détecte toute erreur dans le système de propulsion. Des capteurs de la série INX360 dans des boîtiers résistants à la pression sont utilisés pour cela. Leur résultat de mesure n’est pas affecté par les inévitables changements de vitesse de la perceuse de tunnel. La détection d’inclinaison sans erreur dans cette application dynamique permet un alignement très précis du foret. Les lecteurs fixes, tels que ceux de la série OPC120, lisent les codes 1D et 2D rapidement et de manière fiable dans les zones dangereuses. Les appareils sont fiables même sur des surfaces réfléchissantes.
La liste d’exemples est interminable. Pepperl+Fuchs propose à la fois des solutions spécifiques aux applications et des produits standard prêts à l’emploi. Équipés d’un boîtier encapsulé étanche à la pression (antidéflagrant), les capteurs peuvent capturer de nombreuses variables différentes liées au processus et fournir la base d’informations pour leur automatisation. Une large gamme de capteurs standardisés et certifiés est homologuée pour les zones 1/21 et 2/22. Des têtes de lecture/écriture IQH et IUH protégées contre les explosions et des capteurs sectionnels de lumière laser VLM350 sont également disponibles en plus des capteurs déjà mentionnés.