Vannes pneumatiques avancées pilotent une automatisation plus intelligente

Alors que l'industrie de l'automatisation avance vers la transformation numérique, certains pensent que les technologies de fabrication éprouvées comme la pneumatique pourraient devenir « obsolètes ». Cependant, les technologies pneumatiques comme les vannes de contrôle continuent d'évoluer, incorporant capteurs, interfaces réseaux industriels, technologie sans fil et fonctions de contrôle numérique complexes qui peuvent améliorer significativement les applications d'automatisation grâce à l'accès à des informations plus intelligentes et exploitables.

Évolution de la technologie de contrôle des vannes

Le contrôle des vannes pneumatiques et la surveillance des capteurs de position de cylindres étaient à l'origine réalisés par câblage discret : chaque sortie de contrôleur logique programmable (PLC) était câblée individuellement à une bobine de vanne solénoïde et déclenchée séparément, et les capteurs de position sur les cylindres étaient recâblés vers la carte d'entrée du PLC.

Cela a évolué vers une solution plus pratique avec la création de vannes enfichables et de collecteurs. Toutes les connexions des vannes solénoïdes aux cartes d'entrée/sortie (E/S) du PLC pouvaient être réalisées avec un seul câble.

Alors que les systèmes d'automatisation devenaient plus sophistiqués, la connectivité de communications bus de terrain (réseau industriel) est devenue plus prévalente. Cela signifiait que le PLC pouvait non seulement contrôler les vannes mais aussi surveiller capteurs et dispositifs, échangeant des données E/S via un câble de communication unique sans avoir besoin de cartes E/S locales. Les collecteurs de vannes pneumatiques ont naturellement commencé à incorporer à la fois des interfaces bus de terrain et la capacité E/S pour fournir des ensembles de vannes pneumatiques complets plus polyvalents et conçus pour s'intégrer facilement avec des plateformes d'automatisation plus intelligentes et sophistiquées.

Contrôle électropneumatique optimise la régulation de pression

Les avancées en technologie de vannes, performance et polyvalence ont fait un grand pas en avant avec l'intégration de capacités de contrôle électropneumatique dans le collecteur de vannes. Comme vu avec les collecteurs de vannes, des progrès ont aussi été faits avec les régulateurs proportionnels. De nouvelles technologies ont permis à ces dispositifs d'être contrôlés plus précisément avec des signaux numériques et ont aussi permis l'intégration de la connectivité bus de terrain, optimisant les besoins en force et pression pour le système de production.

Ce niveau avancé de combinaison du contrôle directionnel et de pression élève la valeur et la polyvalence de la pneumatique pour une large gamme d'applications d'automatisation et permet un contrôle plus grand, plus précis et optimisé dans le processus de fabrication.

Par exemple, le contrôle électropneumatique AVENTICS™ d'Emerson est utilisé dans des systèmes de soudage pour la fabrication automatisée de démarreurs de moteur. Ici, un armature pré-montée est transportée sur palettes de pièces, alignée pour détection de position, et mise en position pour le soudage par des pinces actionnées pneumatiquement. Après soudage, des pinces additionnelles renvoient les armatures sur palettes de pièces qui les transportent à l'étape de production suivante.

Surveillance et contrôle de processus améliorés offrent de nouvelles opportunités

Les régulateurs de pression électropneumatiques, combinés à un collecteur de vannes avancé avec communication bus de terrain intégrée, optimisent les processus de soudage par diffusion avec une pression dynamiquement contrôlée pouvant être précisément adaptée à l'application. En même temps, l'intelligence intégrée au collecteur surveille et documente toutes les fonctions de la vanne, contrôlant les pinces pour un niveau amélioré de contrôle qualité et de suivi de processus.

Un des objectifs clés de la transformation numérique dans la fabrication est de rassembler des informations exploitables permettant un contrôle plus sophistiqué et optimisé de chaque étape d'un processus de production. L'intelligence intégrée dans les systèmes de vannes pneumatiques offre de nouvelles opportunités pour ce type de surveillance et contrôle. Pour une vanne conçue pour une durée de vie opérationnelle de 120 millions de cycles, à 100 millions de cycles, un système de maintenance prédictive bien conçu peut capturer et utiliser ces données pour soit effectuer une inspection et action de maintenance, soit implémenter une demande d'achat automatisée pour un dispositif de remplacement avant que l'unité ne tombe réellement en panne.

Alors que les composants pneumatiques deviennent plus intelligents, ils génèrent des points de données additionnels incluant diagnostics, statistiques d'utilisation et données de durée de vie à travers les systèmes de production où ils sont utilisés. Ces données sont les plus précieuses quand utilisées pour gérer les systèmes de production plus efficacement, contrôler la consommation d'énergie et maximiser le temps de fonctionnement.

Cependant, toutes ces données des dispositifs et sous-systèmes intelligents ont le potentiel de submerger le réseau de contrôle machine et d'affecter la performance de contrôle. Certains fabricants de composants pneumatiques comme Emerson offrent des « passerelles » ou « hubs » de surveillance pneumatique intelligente qui agrègent et organisent les données de performance pneumatique et les livrent via des voies parallèles séparées aux systèmes de gestion d'usine. Ces hubs peuvent être indépendants de l'architecture de contrôle de processus, utilisant OPC UA, MQTT, HTTP, ou voies email pour livrer alertes et données de performance au niveau système et dispositif.

Les avantages d'informations de diagnostics critiques ou de capacités de mise en service clés peuvent devenir difficiles à réaliser quand un système de vannes pneumatiques est monté en hauteur ou profondément dans une machine. Par exemple, le module de récupération auto sans fil AVENTICS (ARM) Clip d'Emerson fournit un accès facile aux diagnostics robustes et fonctionnalités de mise en service de la plateforme bus de terrain AVENTICS Series G3 via un site web mobile utilisable sur dispositifs avec capacité Wi-Fi sans application.

Les systèmes de vannes pneumatiques conçus pour la transformation numérique incorporent maintenant des fonctionnalités et technologies fournissant un nouveau niveau de contrôle de précision pour les actionneurs et applications pneumatiques.

Grâce à une électronique plus avancée dans les modules de contrôle de système de vannes, les concepteurs peuvent maintenant incorporer des contrôleurs proportionnel-intégral-dérivé (PID) pour applications de positionnement pneumatique qui appliquent automatiquement une correction précise et réactive à une fonction de contrôle.

Avec ces capacités pneumatiques haute technologie, non seulement il est possible de fournir une précision de mouvement de bout de système plus précise mais, en conjonction avec le PLC, il est aussi possible de basculer du contrôle de position au contrôle de force en temps réel et d'affiner les séquences de mouvement pour des niveaux très élevés d'automatisation, débit produit, fiabilité et répétabilité.

Vannes pneumatiques plus intelligentes pour l'ère de la transformation numérique

Les vannes pneumatiques ont évolué constamment pour aider les OEM et utilisateurs finaux à faire plein usage de la technologie pneumatique dans leurs systèmes d'automatisation. En plus, de nombreux fournisseurs de technologies pneumatiques ont substantiellement mis à jour leurs outils de configuration et commande en ligne pour rendre efficace et facile l'obtention des composants dont les constructeurs de machines ont besoin sur de courts délais.

Ces outils simplifient ce qui était autrefois un processus chronophage de commande de multiples éléments constituant le système de vannes — sous-bases, montages, électronique ainsi que les vannes elles-mêmes — pour acheter un assemblage complet. Maintenant, ces configurateurs en ligne rendent facile la commande d'un assemblage de vannes en sélectionnant les interfaces bus de terrain, modules E/S intégrés, et autres fonctionnalités, complets avec dessins CAO dans le package sans avoir besoin de connaître les numéros de pièce ou nuances de système. Ces outils permettent aux OEM et utilisateurs finaux d'obtenir une configuration complète dans un processus d'achat condensé et plus fiable.

En exploitant la puissance de l'électronique et de la technologie modulaire de pointe, les vannes pneumatiques comme partie d'une plateforme complète de mouvement et contrôle pneumatique intelligent fournissent une option technologique éprouvée, rentable et polyvalente pour une large gamme d'initiatives de transformation numérique pour applications d'automatisation et fabrication.

Cet article a été écrit par Marchelle Forish, Responsable Marketing Produit, Vannes et Systèmes de Vannes pour Contrôle Fluides et Mouvement chez Emerson, Florham Park, NJ. Pour plus d'informations, visitez .