Le paysage industriel actuel se caractérise par une volatilité, une incertitude, une complexité et une ambiguïté sans précédent. En conséquence, il devient de plus en plus important que les actifs et les personnes fonctionnent plus efficacement, à moindre coût et avec une plus grande sécurité. Dans ce contexte, la technologie de détection et ses avancées jouent un rôle clé pour maintenir la compétitivité et l’efficacité des opérations industrielles.
La technologie de détection et ses diverses applications continuent d'évoluer avec la technologie et les besoins commerciaux. Les capteurs peuvent être utilisés pour détecter une variété d’attributs physiques allant de la distance à la chaleur en passant par la pression. Les produits d'aujourd'hui utilisent des capteurs pour détecter tout ce qui les entoure ; ils ont la capacité d’être très précis, consomment moins d’énergie et sont peu coûteux à installer et à entretenir. Les capteurs s’avèrent jouer un rôle important dans la création de nouvelle valeur pour leurs processus et les activités associées.
1. Qu’est-ce que la technologie de détection ? Quel est le rapport avec les capteurs ?
La gamme de capteurs est très large et il en existe de nombreux types, mais fondamentalement, un capteur est un dispositif qui détecte une quantité caractéristique d'un objet à mesurer et convertit cette quantité en un signal lisible qui est affiché sur un instrument. En bref, la détection est une technologie qui utilise des capteurs pour acquérir des informations en détectant une grandeur caractéristique physique, chimique ou biologique et en la convertissant en un signal lisible.
En fait, il existe une grande variété de capteurs disponibles pour répondre à tout besoin industriel. Pour les applications industrielles exigeantes et critiques-, les capteurs peuvent contribuer à améliorer les processus et à fournir une protection inégalée des actifs. Ces capteurs assurent une surveillance-en temps réel, y compris la détection et le reporting requis par le processus. Les données surveillées et collectées par des capteurs sont envoyées pour contrôle et analyse, et toute anomalie dans des propriétés spécifiques est signalée par des capteurs envoyant des signaux électriques. De cette manière, les capteurs peuvent améliorer l’efficacité des processus et la qualité des produits, tout en garantissant que le processus est conforme aux meilleures pratiques.
2. Comprendre la détection automatique à partir des sens humains
En principe, tout matériau ou dispositif capable de détecter des propriétés abstraites, intangibles ou physiques est un capteur. Nous sommes entourés de capteurs qui mesurent et détectent avec succès de nombreux appareils et processus qui fonctionnent avec succès autour de nous.
En fait, le fonctionnement normal du corps humain dépend de cinq organes sensoriels : les yeux, les oreilles, le nez, la langue et la peau. La fonction des sens du corps (organes des sens) est clairement définie - ils acquièrent des informations sur l'environnement extérieur et les transmettent au cerveau pour traitement. Le cerveau dirige ensuite le corps vers d’autres plans d’action. Le bon fonctionnement des organes sensoriels est essentiel pour la sécurité et la santé du corps humain.
Au fil des années, de nombreux capteurs spécialisés ont été développés, capables de détecter un large éventail de propriétés physiques ou chimiques.
Les capteurs physiques jouent un rôle important dans la vision, l’audition et le toucher, détectant et convertissant des grandeurs physiques telles que la lumière, les ondes sonores, la pression et la température en signaux électriques.
Les capteurs chimiques jouent un rôle dans le goût et l'odeur. En fonction de la présence, de la concentration et de la composition de divers produits chimiques, il convertit et détecte les signaux électriques.
Les biocapteurs sont considérés comme faisant partie des capteurs chimiques, mais ils utilisent des propriétés biologiques qui émettent des signaux électriques et optiques pour détecter des états ou des substances.
Il existe des capteurs très sensibles capables de détecter des doses magnétiques et de rayonnement indétectables par les sens humains.
Les capteurs dans les applications industrielles jouent un rôle essentiel, tout comme les organes sensoriels du corps humain. Les industries de transformation disposent de grands groupes de machines ou de systèmes et de dispositifs interconnectés qui dépendent de capteurs pour fonctionner correctement. Les capteurs mis en réseau dans le flux du processus détectent, mesurent et transmettent en permanence des signaux électriques de tout changement dans l'environnement physique. Les signaux électriques sont transmis à un système de contrôle (ordinateur) qui traite les données et dirige le processus.
À mesure que la société continue de progresser, les flux de processus et les mécanismes de contrôle ont changé. En fait, les machines modernes disposent désormais d'options très sensibles et largement disponibles pour les interfaces homme-machine à des fins de contrôle et de surveillance. La technologie de détection est tellement automatisée qu’il est possible de sélectionner les désirs et les intentions humaines et d’aller plus loin dans le processus.
Ainsi, tout comme les organes sensoriels du corps humain sont responsables de diverses tâches et constituent un élément clé du bon fonctionnement de la vie, les capteurs jouent le même rôle dans l’industrie en vérifiant en permanence divers paramètres de processus pour un fonctionnement continu.
3. l'utilisation industrielle des capteurs
Essentiellement, les processus industriels sont des étapes physiques, chimiques, électriques ou mécaniques menant à la fabrication de produits. Les industries de transformation très développées disposent de processus bien-définis et documentés. Il est essentiel de mesurer en permanence et de contrôler avec précision l’état de chaque processus de fabrication afin d’éviter des modifications involontaires des composants et des conditions de production instables. Il est également important pour le succès du processus de maximiser les performances de l'infrastructure en surveillant l'état des équipements de production et des services publics et en effectuant une gestion optimale de la maintenance. C'est pourquoi les capteurs et instruments industriels sont conçus pour la surveillance des processus et des actifs.
(1) Surveillance des processus
Les capteurs de surveillance des processus sont utilisés pour surveiller l’état des produits et des processus dans une usine. Ces capteurs, placés dans le processus de production, détectent en permanence l'état de l'objet testé et le transmettent sous forme de données de processus à l'unité de contrôle. L'unité de contrôle compare ensuite le signal transmis avec la valeur cible, convertit la différence en variable contrôlée, la délivre, puis la fait passer à l'état mesuré. En répétant ce cycle, un « contrôle par rétroaction » est effectué pour maintenir l'objet surveillé dans un état contrôlé stable.
Ces capteurs nécessitent une saisie de données continue-en temps réel et une réponse-rapide. Ces capteurs fiables-ajustent le processus en temps réel pour éliminer les angles morts, ce qui se traduit par une production de haute qualité et un fonctionnement optimal de l'usine.
(2) Surveillance des actifs
Les capteurs de surveillance des actifs jouent un rôle essentiel dans la surveillance des équipements de l’usine. Les données qu'ils récupèrent et transmettent constituent la base de l'analyse et des alarmes. En analysant les données de sortie des capteurs, l’état des équipements de l’usine peut être diagnostiqué. Ce diagnostic est ensuite utilisé pour la gestion des alarmes, la maintenance prédictive des équipements et des patrouilles de maintenance plus efficaces. Des capteurs hautement réactifs peuvent aider à prévenir les accidents dans les usines, à prolonger la disponibilité des processus et à améliorer la durée de vie des équipements.
À mesure que l’automatisation des processus évolue, la technologie de détection évolue également, ce qui donne lieu à des dispositifs de détection plus puissants et mieux connectés en réseau. Des capteurs ont été déployés dans des entreprises dans un large éventail de secteurs, notamment le pétrole, le gaz, la pétrochimie, la chimie, l'énergie, les pâtes et papiers, la pharmacie, l'alimentation, l'acier, le traitement de l'eau et des eaux usées et les métaux. Les progrès de l’industrie ont ouvert la voie à des catégories de capteurs spécialisés. À mesure que la transition vers la numérisation s’accélère, la nécessité d’une plus grande automatisation des processus, de capacités améliorées de détection des anomalies et de fonctions de maintenance prédictive conduit à une adoption sans précédent des technologies de détection.