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Accueil / Actualités / Nouvelles de l'industrie / Industries de l'automatisation industrielle : solutions fiables de relais et de capteurs de Fanhar
Les industries d'automatisation industrielle dépendent de milliers de petits composants fonctionnant ensemble sans défaillance. Lorsqu'un convoyeur s'arrête ou qu'un automate perd son signal d'entrée, la cause n'est souvent pas le contrôleur lui-même, mais un relais qui a soudé ses contacts ou un transformateur de courant qui a dérivé en dehors de sa classe de précision. Fanhar Electronics, un fabricant basé dans le Zhejiang qui compte 30 lignes de production entièrement automatisées, fournit les composants de commutation et de détection qui assurent le fonctionnement de ces systèmes. Cet article explique ce qui définit l'automatisation industrielle, comment l'industrie est divisée en niveaux distincts et où les composants de Fanhar s'intègrent dans cet écosystème.
Ce qui définit les industries de l'automatisation industrielle
Les industries de l'automatisation industrielle utilisent des systèmes de contrôle, tels que des automates programmables (PLC), des capteurs, des actionneurs et des logiciels, pour faire fonctionner les machines avec une intervention humaine minimale. L’objectif est une production constante, une qualité prévisible et une dépendance réduite en matière de main-d’œuvre. Cependant, chaque ligne automatisée possède un niveau de champ où se produisent des actions physiques. Les relais, transformateurs de courant et shunts agissent à ce niveau de champ pour compléter les circuits, détecter le courant de charge et fournir un retour d'information aux couches de contrôle supérieures.
L'industrie peut être divisée en trois types d'automatisation :
- Automatisation fixe pour les processus dédiés à grand volume comme les chaînes d’assemblage automobile.
- Automatisation programmable pour la production par lots où les recettes changent, comme dans la transformation des aliments.
- Automatisation flexible pour la fabrication de modèles mixtes avec des changements rapides, courant dans l'assemblage électronique.
Dans les trois cas, la couche de contrôle dépend de composants électromécaniques fiables. Si un relais tombe en panne après 50 000 opérations au lieu de 100 000, la ligne entière s'arrête.
Comment les industries de l’automatisation industrielle diffèrent des autres secteurs
Les industries de l’automatisation industrielle sont un sous-ensemble d’une automatisation plus large. La principale différence réside dans le cycle de service, le stress environnemental et les exigences de sécurité. L'automatisation des bâtiments commerciaux peut allumer les lumières plusieurs fois par jour. L'automatisation industrielle commute les moteurs, les solénoïdes et les appareils de chauffage des centaines de fois par heure sous des tensions allant de 12 VCC à 415 VCA, souvent dans des boîtiers dépassant 60°C.
Critères de sélection des relais pour les environnements industriels
Lorsqu'un concepteur de panneaux de commande industriels choisit un relais, quatre facteurs dominent :
- Capacité de commutation de contact — les besoins en courant d'appel pour les moteurs et les charges capacitives peuvent être cinq fois supérieurs au courant en régime permanent.
- Plage de tension de bobine — Les sorties PLC fournissent généralement 12, 24 ou 48 V CC, mais la tolérance de la bobine du relais doit gérer une variation de tension de 10 à 15 %.
- Cote de température — les panneaux industriels exigent souvent des relais compatibles avec une température ambiante de 105 °C, et non des pièces standard à 70 °C.
- Reconnaissance des certifications —Les homologations UL et TUV simplifient l'acceptation des panneaux pour les machines destinées à l'exportation.
Le relais industriel FH55T 8 A de Fanhar est un exemple de composant conçu pour ces conditions. Il porte les approbations UL, TUV et CQC, reconnues dans le monde entier pour l'utilisation des panneaux de commande.
Les tolérances de température sont importantes car les boîtiers à panneaux retiennent la chaleur des équipements environnants. Un relais standard évalué à 70°C peut tomber en panne dans une armoire qui atteint 85°C pendant les pics de production estivale. Un relais industriel conçu pour un fonctionnement à 105°C reste conforme à ses spécifications.
Le côté détection : transformateurs de courant et shunts dans la chaîne d'automatisation
Les relais gèrent la commutation, mais la boucle d'automatisation nécessite également un retour d'information sur le courant du moteur, le déséquilibre de charge ou la consommation d'énergie. C’est là que les transformateurs de courant (TC) et les shunts entrent en scène. Les TC fournissent une isolation galvanique pour la mesure du courant, ce qui est essentiel pour la surveillance de la distribution d'énergie industrielle. Les shunts fournissent des mesures de haute précision à faible résistance pour les circuits CC, y compris l'alimentation des équipements de communication.
En usine, un ensemble TC triphasé surveille la ligne entrante vers un centre de commande de moteur. Si une phase dérive en raison d'un enroulement surchargé, le TC détecte le déséquilibre et envoie un signal au PLC, qui peut déclencher un avertissement ou arrêter le moteur avant une surchauffe. Le placement et la classe de précision sont cruciaux :
| Demande | Classe de précision | Rapport typique |
|---|---|---|
| Protection contre les surcharges du moteur | Classe 1 | 100/5 A |
| Comptage d'énergie | Classe 0,5 | 250/5A |
| Surveillance des processus | Classe 3 | 50/5A |
La sélection d'une mauvaise classe crée un risque lorsque l'automate utilise le retour de courant pour le contrôle du processus. Par exemple, un TC de classe 3 peut afficher une charge de 90 % alors que la charge réelle est de 80 %, ce qui amène l'algorithme de contrôle à ralentir inutilement le processus ou à fonctionner en dehors de la marge de sécurité prévue.
Fanhar's Transformateurs de courant FHDCT004 pour la surveillance de la distribution d'énergie industrielle Ciblez cette application précise : surveillance des armoires de distribution d'énergie entrante ou de dérivation dans les usines.
Transformateur de courant pour la surveillance de la distribution d'énergie industrielle Conçu pour les armoires de distribution d'énergie entrante ou de dérivation, ce transformateur mesure 5 A à 240 A avec une grande précision et de faibles pertes, répondant aux normes ANSI/IEC. Sa version blindée empêche toute falsification, garantissant des données fiables pour la qualité de l'alimentation et la gestion du système. Voir le produit → Shunts pour circuits d'automatisation CC
Les systèmes d'automatisation CC, utilisés dans la robotique, les convoyeurs alimentés par batterie et les systèmes UPS, nécessitent une détection précise du courant. Une résistance shunt convertit le courant en une chute de tension mesurable. La tolérance et le coefficient de température d'un shunt déterminent la précision avec laquelle l'automate ou le contrôleur lit le courant. Par exemple, un shunt de 100 A avec une sortie de 75 mV et une tolérance de 0,1 % donne un signal prévisible. Mais si le shunt a un coefficient de température élevé, la lecture dérive à mesure que la résistance chauffe, produisant de faux signaux de déclenchement ou des calculs inexacts de l'état de charge de la batterie.
Fanhar propose une série de shunts conçus avec des caractéristiques anti-vibrations, anti-vieillissement et anti-interférences électromagnétiques pour les équipements industriels. Le Shunt d'équipement d'automatisation industrielle FHS012 est spécialement développé pour les équipements d'automatisation, intégrant la stabilité contre les vibrations et les EMI courants dans les environnements d'usine.
Résistance shunt pour équipements d'automatisation industrielle Ce shunt offre une détection de courant stable pour le contrôle des moteurs et la gestion de l'énergie dans les systèmes d'automatisation. Avec une puissance élevée, une faible impédance et une résistance aux vibrations et aux interférences électromagnétiques, il garantit des lectures précises et aide à gérer la dissipation thermique pour une fiabilité à long terme. Voir le produit → Plus important encore, la sélection du shunt doit tenir compte de la dissipation de puissance. Un shunt de 100 A avec une résistance de 0,75 mΩ dissipe 7,5 W à plein courant. Sans un montage et une ventilation appropriés, la chaleur peut faire dériver la valeur de la résistance et réduire la stabilité à long terme de la mesure.
Comment choisir les composants d'un système d'automatisation industrielle
Une conception d’automatisation industrielle fiable équilibre le coût des composants avec le risque de panne. Lors de la sélection d'un relais, la première étape n'est pas de vérifier le prix catalogue, mais de définir le profil de fonctionnement le plus défavorable. Utilisez les points de données suivants pour qualifier un relais : nombre maximal de cycles de commutation par jour, courant d'appel au moment de la fermeture du contact, si la charge est résistive, inductive ou capacitive, température ambiante dans le boîtier et plage de tension de fonctionnement de la bobine requise.
La série de relais industriels de Fanhar offre des options pour diverses dispositions de contacts, y compris les contacts à barres transversales bifurquées. Un contact bifurqué utilise deux lames de contact parallèles, offrant un contact plus fiable pour les charges de niveau signal. Cela est utile lorsque le courant de charge est faible (10 mA) et que l'accumulation d'un film d'oxyde pourrait autrement empêcher la conduction. S'appuyer sur un relais standard à double contact peut entraîner un fonctionnement intermittent.
Lors de la spécification de transformateurs de courant pour la surveillance des entrées dans les modules analogiques API, notez que le courant secondaire du TC ne doit pas dépasser l'entrée nominale du module. La plupart des compteurs industriels acceptent 5 A au secondaire, mais les automates économiques peuvent accepter 2 A. La connexion d'un TC 1 000/5 A à une entrée de 2 A maximum crée une condition dangereuse dans laquelle l'entrée pourrait atteindre 10 A en cas de surcharge, endommageant le module.
Délais de livraison des composants et stabilité des fournisseurs
Les projets d'automatisation industrielle subissent souvent des retards dans leur calendrier lorsque les tableautiers ne peuvent pas se procurer des composants certifiés en volume. Un fournisseur stable avec une grande capacité de production et un contrôle qualité strict réduit ce risque. Les 30 lignes de production entièrement automatisées de Fanhar et sa part d'exportation de 40 % dans plus de 20 pays démontrent une capacité de fabrication qui soutient la demande industrielle continue.
L'entreprise recommande également comment la sélection des relais façonne la fiabilité des systèmes de contrôle industriels , couvrant les formulaires de contact, les options de bobines et les considérations environnementales pour les ingénieurs qui ont besoin d'une référence plus approfondie avant de finaliser la conception d'un panneau.
Applications concrètes des industries de l'automatisation industrielle
Les industries de l'automatisation industrielle couvrent de nombreux secteurs verticaux et les exigences en matière de composants changent en conséquence.
Machines de levage et transport ferroviaire
Les panneaux de commande des ascenseurs et les systèmes de signalisation du transport ferroviaire s'appuient sur des relais capables de résister à des vibrations élevées et à des commutations fréquentes. Un relais destiné à une application de transport ferroviaire doit être testé pour sa tolérance sismique et fonctionner de manière fiable avec une fenêtre de tension étroite. La série de relais industriels de Fanhar prend en charge les applications nécessitant la reconnaissance UL 508, qui est une exigence courante pour les panneaux de commande dans les infrastructures de transport.
Machines-outils et CNC
Les machines CNC utilisent des relais pour commuter les pompes à liquide de refroidissement, les freins de broche et les solénoïdes de serrage. La charge de commutation est inductive, provoquant un arc de contact qui érode le matériau du contact. L'utilisation d'un relais avec des contacts AgSnO2 améliore la résistance au soudage et à l'érosion par arc par rapport aux contacts argent-nickel. Fanhar propose à cet effet des relais de puissance avec un matériau de contact AgSnO2, réduisant ainsi la fréquence de maintenance dans les environnements d'usinage.
Emballage et transformation des aliments
Les lignes de conditionnement fonctionnent 24h/24 et 7j/7 avec des cycles de lavage. Les relais dans ces environnements nécessitent des boîtiers scellés pour empêcher la pénétration de l'humidité. Les options de cache-poussière résistant aux flux ou transparents de Fanhar offrent une barrière supplémentaire contre la poussière et la vapeur d'eau.
Pourquoi Fanhar s'adapte à la chaîne d'approvisionnement de l'automatisation industrielle
En tant que fournisseur de composants, Fanhar Electronics se situe au niveau des industries de l'automatisation. La gamme de produits couvre les deux fonctions essentielles : courant de commutation via des relais et mesure du courant via des transformateurs de courant et des shunts. Les certifications de l'entreprise (ISO9001, ISO14001, ISO45001 ainsi que les approbations de produits UL, TUV et CQC) réduisent le besoin de tests de qualification séparés par les constructeurs de tableaux, accélérant ainsi les délais de projet.
L'utilisation de composants déjà approuvés ouvre également des opportunités d'exportation. Lorsqu'un constructeur de machines vend une ligne d'automatisation à une usine en Europe, le panneau doit répondre aux exigences CE. Un relais certifié TUV simplifie le processus d'évaluation de la conformité.
Pour les nouveaux projets d'automatisation industrielle, les demandes directes auprès de Fanhar peuvent commencer à leur section d'application de contrôle industriel , qui décrit comment les relais et les composants de détection sont appliqués dans le secteur.
Foire aux questions
Q1 : Quelle est la fonction principale d'un relais dans l'automatisation industrielle ?
Un relais isole l'électronique de commande basse tension des charges haute puissance. Il permet à un automate ou à un microcontrôleur de commuter des moteurs, des radiateurs et des solénoïdes en toute sécurité, tout en permettant également une isolation logique entre les circuits de commande et de terrain.
Q2 : Pourquoi utiliser un transformateur de courant au lieu d'un shunt pour la mesure du courant alternatif ?
Les transformateurs de courant assurent une isolation galvanique entre le circuit mesuré et l'instrument de mesure. Ceci est important pour la sécurité et pour éviter les boucles de terre dans les systèmes d'alimentation CA. Les shunts sont généralement préférés pour les circuits CC où la mesure ne nécessite qu'une résistance série et aucune isolation.
Q3 : Qu'est-ce qui cause la défaillance d'un relais dans les applications de distribution d'énergie ?
La cause la plus courante est le soudage par contact dû à un courant d'appel excessif. La sélection d'un relais avec une capacité de commutation qui tient compte des appels du moteur et le choix de matériaux de contact tels que AgSnO2 réduisent le risque.
Q4 : Fanhar peut-il fournir des configurations de relais personnalisées ?
Oui. Fanhar a acquis une réputation dans l'industrie pour répondre aux exigences de conception non standard, y compris les dispositions de contacts personnalisées et les tensions de bobines, en petits lots.
Q5 : Que signifie la classe de précision d'un transformateur de courant ?
La classe de précision indique l'erreur maximale tolérée au courant nominal. La classe 1 signifie une erreur de 1 %, la classe 0,5 signifie une erreur de 0,5 %. Pour les boucles de contrôle d'automatisation, la classe 1 ou supérieure (nombre inférieur) est généralement acceptable, tandis que pour la facturation de l'énergie, la classe 0,5 ou 0,2 est utilisée.
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