Capteurs pour l’automatisation industrielle

Presque toutes les conditions mesurables peuvent être suivies à l'aide de capteurs, créant ainsi un réseau de données qui peut aider à prévoir les défaillances, à améliorer l'efficacité et à maintenir le bon déroulement des opérations. En détectant et en traitant les conditions instantanément et en continu, les capteurs peuvent atteindre des niveaux de précision et d'uniformité impossibles à obtenir par le seul travail manuel. 

Les secteurs de l'aérospatiale et de la défense, des dispositifs médicaux et des produits pharmaceutiques, ainsi que de la fabrication de semi-conducteurs, opèrent tous dans des environnements fortement contrôlés afin d'éviter toute erreur. Des dispositifs de détection placés tout au long du cycle de production sont utilisés pour signaler immédiatement tout écart susceptible de compromettre l'ensemble d'un lot s'il n'est pas identifié et corrigé.

Les tâches répétitives sont courantes dans le secteur manufacturier depuis l'invention de la chaîne de montage, mais les capteurs affinent encore davantage ce travail grâce à leur capacité à fournir un retour d'information instantané. Les tâches automatisées s'exécutent à des vitesses bien supérieures aux capacités humaines, sans fatigue ni distraction, tandis que les capteurs de pression et de position maintiennent un contrôle strict sur les spécifications de production. Les processus personnalisés tels que l'automatisation des lots peuvent être suivis pour détecter les écarts de coûts, tandis que les lots sérialisés peuvent être tracés afin de respecter les directives en matière de réglementation.

La nature personnalisable de ces systèmes signifie que de nouvelles informations peuvent être rapidement intégrées, ce qui permet de répondre aux exigences définies. Par exemple, si un client se plaint de pièces desserrées, les équipes de production peuvent mettre en place des contrôles supplémentaires pour vérifier que les vis sont bien serrées. Le réglage de la sensibilité peut également faciliter le contrôle qualité, soit en augmentant la sensibilité pour identifier les défauts et les contaminants qui échapperaient à l'œil humain, soit en diminuant la sensibilité pour ignorer la poussière et les particules fines qui créent des faux positifs. Les données provenant de plusieurs capteurs peuvent être utilisées pour créer des blocages complexes, empêchant l'équipement de fonctionner tant que plusieurs paramètres de position ne sont pas remplis simultanément.

Les capteurs optiques et de pression peuvent être combinés pour le suivi des stocks, ce qui permet une surveillance automatisée des matériaux et des pièces dans des zones de stockage spécifiques. En signalant au système lorsque les stocks sont faibles, les entreprises peuvent maintenir des livraisons régulières sans acheter en excès ni être en rupture de stock. Au fil du temps, les données enregistrées peuvent montrer des tendances macroéconomiques permettant d'élaborer des prévisions de demande plus précises. Cela est particulièrement utile pour les industries qui dépendent de matières premières ayant une durée de conservation limitée ou des exigences de stockage délicates, telles que les produits pharmaceutiques ou la microélectronique.

Bien que les inspections régulières constituent un élément important d'un programme de sécurité industrielle, des défaillances imprévues des composants restent possibles. Les capteurs de vibrations et de température peuvent détecter des changements infimes, imperceptibles à l'œil nu, qui signalent les premiers stades d'une panne. Combinées aux anciennes données de référence, ces alertes peuvent permettre aux responsables du système de planifier des arrêts programmés à des moments opportuns, en réparant ou en remplaçant uniquement les pièces nécessaires, ce qui permet de rationaliser les coûts et les stocks. De plus, les capteurs de vibrations peuvent également détecter les mouvements ou les bruits indiquant une altération ou un acte de vandalisme, comme le perçage ou le forçage d'équipements.

Les capteurs de pression sont utilisés dans les tapis de sécurité et les bords de sécurité, protégeant les employés contre les points d'écrasement, de cisaillement et de pincement créés par les équipements automatisés. Lorsqu'une pression suffisante est appliquée à la surface de ces capteurs, deux plaques conductrices entrent en contact pour établir un circuit. Le signal électrique qui en résulte déclenche alors le dispositif de sécurité. Les tapis de sécurité sont des revêtements de sol utilisés pour protéger un périmètre spécifique autour d'une machine, interrompant son fonctionnement si quelqu'un pénètre dans la zone dangereuse. Les bords de sécurité sont des bandes flexibles montées directement sur les pièces mobiles d'une machine, conçues pour arrêter ou inverser le mouvement en cas de contact. Ils sont particulièrement adaptés aux dangers des mouvements linéaires spécifiques, tels que les portails motorisés ou les bras robotiques.

Les capteurs de proximité et les capteurs optiques, utilisés avec des boutons d'arrêt d'urgence (e-stop), peuvent surveiller tout contournement ou altération non autorisé. Cela permet de s'assurer que le personnel respecte les procédures de verrouillage et d'étiquetage appropriées, tout en permettant aux travailleurs de déclencher intentionnellement l'arrêt immédiat de la machine en cas d'urgence. Les interrupteurs de sécurité à verrouillage utilisent des capteurs d'automatisation similaires pour empêcher l'accès aux zones protégées pendant que l'équipement est en marche, assurant un arrêt immédiat si les mécanismes de sécurité sont retirés ou ouverts. Pour les besoins de sécurité de précision, des détecteurs d'effraction sont utilisés pour détecter toute violation du périmètre physique autour d'un équipement spécifique. Un film laminé multicouche personnalisé est enroulé ou plié autour de l'équipement, ce qui permet de détecter toute perturbation physique ou chimique. Toute tentative de retrait, de contournement ou de modification du capteur est enregistrée. Ces capteurs sont indispensables pour les industries qui traitent des données sensibles, ainsi que pour les systèmes de contrôle qui assurent le fonctionnement des services publics et autres services essentiels.

Les barrières immatérielles sont des dispositifs de sécurité qui utilisent un émetteur et un récepteur pour créer une barrière virtuelle constituée de lumière. Calibrées pour les doigts, les mains ou le corps entier, elles permettent de détecter toute interruption du faisceau et réagissent en déclenchant une alarme ou en arrêtant l'équipement connecté. Comme elles détectent les mouvements sans les bloquer physiquement, elles n'entravent pas l'accès, n'affectent pas l'ergonomie et ne gênent pas l'inspection visuelle. Les barrières immatérielles sont utilisées lorsque l'intervention humaine est fréquente ou nécessaire, mais doit être effectuée avec prudence. Tout processus automatisé impliquant des vitesses élevées, une pression intense, des risques de coupure ou des points de pincement peut bénéficier de l'utilisation de barrières immatérielles. Les principales utilisations de ces barrières sont dans les presses et les machines d'estampage, la manutention et la logistique, les cellules de travail robotisées et les chaînes de montage automobiles. Les barrières immatérielles peuvent également surveiller le trafic des employés ou des clients afin de respecter les limites d'occupation prévues par le code de prévention des incendies ou d'ajuster les conditions environnementales spécifiques. À des fins de sécurité, les barrières immatérielles peuvent surveiller les seuils pour enregistrer les accès ou signaler les entrées ou sorties non autorisées.

Les capteurs de mouvement, en particulier les capteurs de position et de trafic, sont utilisés pour suivre l'activité dans les zones réglementées. La circulation des piétons, des chariots élévateurs et des véhicules à guidage automatique (AGV) sont enregistrés et analysés afin de créer des cartes des trajets. Ces données sont utilisées pour créer des systèmes de gestion du trafic qui optimisent les itinéraires et préviennent les collisions, garantissant ainsi la sécurité des employés et l'intégrité des machines. Un processus simplifié permet non seulement de prévenir les blessures et d'améliorer la logistique, mais aussi de minimiser l'usure des équipements spécialisés en déterminant le trajet minimum nécessaire à leur utilisation. De plus, les capteurs de mouvement peuvent alerter les responsables du site en cas d'accès non autorisé à des emplacements spécifiques, protégeant ainsi les biens physiques et les données contre les personnes malveillantes.