Choix d’un actionneur : Facteurs et considérations

Si le composant le plus courant et le plus discuté de tout système de traitement est la vanne, il existe un composant tout aussi essentiel, mais souvent mal compris et parfois même négligé : l’actionneur. Qu’il s’agisse d’une simple vanne manuelle, d’une vanne de régulation de débit pour service sévère ou d’une vanne d’isolement on/off critique, les ingénieurs et les fournisseurs passent des heures à discuter, à spécifier et à concevoir des ensembles de vannes capables de résister à une multitude de facteurs de fonctionnement. De même, les ingénieurs et les prescripteurs doivent tenir compte d’un certain nombre de facteurs lorsqu’ils choisissent un système d’actionnement pour automatiser ces vannes.

Vous trouverez ci-dessous une liste non exhaustive qui passe en revue certaines de ces considérations importantes :

• Application
• Schéma du système de contrôle
• Fiabilité et criticité des actifs
• Coût

Application – Qu’essayons-nous d’accomplir dans le système avec cette vanne ? S’agit-il d’une boucle de régulation de débit, d’une vanne d’isolement ou d’une protection de pompe ? Quels sont les facteurs du processus tels que la pression, la température et les débits requis pour l’application ? Bien que ces questions soient généralement prises en compte lors de la spécification d’une vanne, il est essentiel de comprendre l’impact qu’elles peuvent avoir sur les performances d’un actionneur. Par exemple, si un actionneur est sous-dimensionné, c’est-à-dire s’il n’est pas spécifié correctement en fonction de la vanne et des variables du processus, il risque de ne pas disposer de la force nécessaire pour fermer complètement la vanne, ce qui se traduira par un contrôle du processus peu fiable.

Schéma du système de contrôle – Comment le système de contrôle interagira-t-il avec l’actionneur ? L’actionneur utilisera-t-il de l’air ou de l’électricité pour fonctionner ? Y aura-t-il un signal de commande sous la forme d’une sortie de relais et d’un solénoïde, ou d’un signal 4-20 mA vers un contrôleur ? Quelles sont les exigences en matière de retour d’information de l’actionneur ? Par exemple, un signal de retour sous forme de 0-10 volts pour vérifier la position de la vanne et la renvoyer à l’automate.

Fiabilité et criticité des actifs – Un autre résultat négatif du choix d’un mauvais actionneur est la perte de répétabilité du contrôle. Le mauvais actionneur peut fonctionner dans une application pendant une courte période, mais si cette vanne ne tournait pas en raison d’un dysfonctionnement du système, quel serait l’impact sur le processus, sur les employés ou sur l’environnement ? Quelles mesures l’unité doit-elle prendre en cas de perte de contrôle ou d’alimentation ? Pour réussir, il est essentiel de comprendre comment la vanne, l’actionneur et les commandes fonctionnent ensemble. En outre, existe-t-il des exigences légales, des codes ou des normes qui requièrent un niveau de performance spécifique ? Les réglementations et les certifications varient selon les secteurs et les applications.

Coût – Bien qu’il ne s’agisse pas du seul facteur décisif, chaque ingénieur doit tenir compte du budget global du projet lors de la sélection de l’actionneur. S’il faut tenir compte du coût de l’investissement initial, il faut également prendre en considération la nécessité d’exploiter et d’entretenir un bien tout au long de son cycle de vie. En fonction de la consommation d’air ou d’électricité, et du coût de l’entretien et des réparations, un avantage de coût initial inférieur peut être perdu au fil du temps lorsque l’on tente de résoudre des problèmes avec une « unité défectueuse ».

Chaque actionneur doit au moins remplir les fonctions suivantes :

1. Les actionneurs traitent l’entrée de commande pour déplacer l’organe de fermeture de la vanne – qu’il s’agisse d’une boule, d’un disque ou d’un clapet – vers une position de déplacement souhaitée ; ils doivent être capables de maintenir l’organe de fermeture dans cette position de manière fiable jusqu’à ce que le signal de commande change. Dans un actionneur pneumatique, cette fonction est assurée par l’application d’air à une membrane ou à un piston afin de déplacer la vanne. Les positionneurs pneumatiques et les positionneurs électropneumatiques sont des moyens courants de convertir de petits signaux pneumatiques ou électroniques pour un service modulant. Un actionneur électrique reçoit un signal de commande d’un changement de tension, de courant ou de résistance et répond en utilisant un moteur électrique et un train d’engrenages pour convertir la force de rotation en couple ou en poussée.
2. Lors de la fermeture ou de l’ouverture complète d’une vanne d’arrêt, les actionneurs doivent disposer d’un couple ou d’une poussée permettant d’assurer la fermeture souhaitée, et d’un couple de décollement permettant de faire sortir l’élément de fermeture du siège. Dans les actionneurs pneumatiques, le couple dépend de la taille de la surface recevant l’air d’alimentation, comme un piston, et de la pression appliquée, généralement mesurée en psi. Les actionneurs électriques utilisent la taille du moteur et le rapport d’engrenage pour obtenir un couple et une vitesse de sortie.
3. Les actionneurs doivent actionner la vanne à la vitesse nécessaire pour obtenir des résultats optimaux pour le processus, tout en réduisant l’usure mécanique et en garantissant le cycle de vie le plus long possible pour l’ensemble. L’application d’une force importante, de manière rapide et répétée, endommagera à la fois la vanne et l’actionneur si elle n’est pas spécifiée correctement. Dans une application pneumatique, il peut être nécessaire d’augmenter la taille de l’actionneur pour garantir une plus grande puissance, ou d’utiliser des accessoires de contrôle spécialisés tels que des positionneurs, des solénoïdes, des amplificateurs ou des échappements rapides pour augmenter les temps de cycle. La vitesse d’un actionneur électrique peut être manipulée de plusieurs manières. Certains actionneurs sont dotés de cartes électroniques qui manipulent la vitesse de sortie, tout en maintenant un couple constant. D’autres actionneurs doivent être assemblés avec le rapport d’engrenage et les configurations de moteur appropriés, ce qui limite ce réglage à une action purement mécanique.
4. Les actionneurs doivent être dotés d’un certain niveau de sécurité – qu’il s’agisse d’une position de fermeture, d’ouverture ou de verrouillage – et être en mesure de maintenir cette position jusqu’à ce que le processus normal puisse reprendre. Dans un système pneumatique, cette exigence est plus ou moins complexe, en fonction de l’exigence de sécurité. L’option la plus courante est une unité de rappel par ressort qui force l’actionneur à s’ouvrir ou à se fermer en cas de perte de l’air d’alimentation ou du signal de commande. C’est l’option la plus courante et la plus utilisée dans les applications industrielles. Parfois, il peut être nécessaire d’ajouter des accessoires supplémentaires tels qu’un réservoir d’accumulation, des solénoïdes spécialisés et des relais pneumatiques pour fournir de l’air aux unités sans ressort, ou pour répondre aux exigences de position de sécurité. Dans le cas d’un actionneur électrique, d’une batterie ou d’un condensateur, les dispositifs de sécurité sont des solutions assez courantes. Une batterie, une banque ou un condensateur stockent l’énergie et fournissent l’énergie nécessaire en cas de perte de l’alimentation ou du signal de commande. La tension mécanique du moteur et du train d’engrenages maintient alors la vanne en place jusqu’à ce que l’alimentation soit rétablie.

L’examen de la variété des technologies d’actionneurs et des options de contrôle disponibles pour sélectionner le bon ensemble peut sembler être une tâche décourageante. Chez Asahi/America, nous sommes prêts à répondre à toutes vos questions.

Les produits d’actionnement d’Asahi/America ont dominé dans des industries telles que le traitement chimique, le traitement de l’eau, les aquariums, les piscines et les segments des semi-conducteurs. Notre offre de base comprend notre actionneur pneumatique de la série 79, qui a fait ses preuves dans l’industrie. actionneur pneumatique de la série 79ainsi que des commandes et des accessoires pour répondre aux besoins de toute application pneumatique.

Asahi/America dispose d’une gamme impressionnante de produits d’actionnement qui s’associent parfaitement à nos vannes thermoplastiques, mais notre expérience ne s’arrête pas là. Notre actionneur électrique actionneur électrique de la série 92 a connu le même succès dans les industries susmentionnées, dans les champs pétrolifères et dans d’autres applications de vannes métalliques.

Les ingénieurs recherchent des fournisseurs qui proposent des technologies et des équipements qui ne se limitent pas à l’objectif de base du contrôle des processus dans leurs installations, mais qui offrent également des fonctionnalités et des avantages supplémentaires qui maximisent la productivité, augmentent les résultats et résolvent les problèmes qui contribuent à la perte de temps de fonctionnement et de rentabilité.

Asahi/America a récemment introduit l’actionneur électrique actionneur électrique de la série 19 qui contribuera à combler ce fossé pour nos clients et à les guider vers le prochain niveau de fiabilité et de succès en matière d’actionnement.

La série 19 se caractérise par une conception intelligente pilotée par micrologiciel, un encombrement réduit et des ensembles conçus en usine, tels que la série 19 et la série 21. Vanne à boisseau sphérique de régulation de débit Type-21a SST. Nos utilisateurs peuvent compter sur un contrôle précis, fiable et reproductible pour leurs applications.

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AVIS DE L’ÉDITEUR : Veuillez noter que les informations contenues dans cet article sont uniquement destinées à des fins éducatives et ne remplacent pas les informations techniques ou les spécifications des produits d’Asahi/America.
Veuillez consulter le service technique d’Asahi/America au 1-800-343-3618 ou à l’adresse [email protected] pour toutes les applications de produits en ce qui concerne la sélection des matériaux en fonction de la pression, de la température, des facteurs environnementaux, des produits chimiques, des médias, de l’application, etc.