Installer des tours lumineuses industrielles visibles pour alerter les opérateurs à proximité d'une machine de son changement d'état

Une usine industrielle peut être un lieu bruyant, très fréquenté et à forte activité. Le bruit des machines et des véhicules manuels et automatisés peut créer beaucoup de confusion, c'est pourquoi il est impératif qu'un site industriel soit configuré de manière à ce que les informations critiques sur l'état des machines soient clairement visibles dans tout le site. De nombreuses machines dans une installation d'automatisation industrielle doivent pouvoir alerter les opérateurs humains se trouvant à proximité de leur état. L'incapacité à avertir les opérateurs à proximité de l'état des machines peut entraîner des problèmes de sécurité, une réduction du rendement, voire des dommages aux équipements si les opérateurs ne sont pas immédiatement informés de la maintenance requise.

Bien qu'il existe de nombreuses méthodes électroniques et sans fil pour alerter les opérateurs, il suffit parfois d'une simple alerte visible. Un voyant lumineux est facile à mettre en œuvre, mais il présente l'inconvénient de n'alerter que les opérateurs qui se trouvent directement à côté de la machine. Ce qu'il faut, c'est un indicateur visible, sans ambiguïté, pouvant être vu à plusieurs mètres de distance dans l'usine.

Cet article explique comment mettre en œuvre des tours lumineuses dans les installations d'automatisation industrielle en tant que moyen hautement visible d'informer les opérateurs humains se trouvant à proximité de l'état des équipements. L'article étudie les avantages des tours lumineuses dans une installation d'automatisation industrielle bruyante et à forte activité et comment elles peuvent être adaptées à toutes les machines industrielles. Il examine ensuite plusieurs exemples de tours lumineuses de Mallory Sonalert Products, Banner Engineering et IndustrialeMart et la manière dont elles peuvent être facilement adaptées pour interfacer avec des équipements industriels existants.

Notification de l'état des équipements dans les installations industrielles à forte activité

Les machines automatisées dans un environnement industriel requièrent une surveillance périodique et doivent fournir une indication de leur état. Il doit être facile de déterminer si une machine est pleinement fonctionnelle et fonctionne dans le cadre de paramètres normaux. Il est également important de déterminer si une machine a besoin de maintenance et si cette maintenance est préventive ou immédiate. La maintenance préventive est souvent déterminée par des capteurs spécialisés et peut inclure des défaillances prédictives de l'équipement, la remise à niveau de liquide de refroidissement ou le remplacement d'un roulement. Bien qu'elle ne soit pas critique, la maintenance préventive augmente le temps de fonctionnement des machines, ce qui permet de réaliser des économies en améliorant le rendement.

Les voyants basiques d'état des machines indiquent le fonctionnement normal, si l'équipement a besoin d'être réparé ou si l'équipement est arrêté en raison d'un dysfonctionnement ou d'une opération de maintenance. Les équipements industriels automatisés et non automatisés sont dotés de voyants de panneau qui informent les opérateurs de l'état d'une machine. Ils peuvent notifier à un opérateur qu'une action spécifique doit être effectuée, comme un remplacement ou un événement de maintenance. Toutefois, ces voyants de panneau ont généralement une visibilité limitée aux opérateurs se trouvant très près du panneau. Ce qu'il faut, c'est un moyen permettant aux opérateurs à proximité d'être rapidement et facilement informés à distance de l'état d'une machine sans avoir à se rendre à la machine ou à chercher un ordinateur ou un appareil mobile.

Les tours lumineuses avec un éclairage haute intensité constituent une méthode hautement visible pour informer tout le personnel à proximité de l'état d'une machine. La tour lumineuse offre une visibilité universelle à 360 degrés et est visible à des centaines de mètres de distance dans l'usine. Elle présente l'avantage non seulement d'alerter les opérateurs à proximité de l'état de service d'une machine, mais elle peut également constituer un moyen très visible d'avertir les autres que la maintenance n'a pas été correctement effectuée si un voyant d'alerte reste allumé pendant une période prolongée.

Les tours lumineuses sont également appelées tours de signalisation lumineuses, colonnes lumineuses, feux de signalisation industriels et voyants de fonctionnement. Elles sont conçues pour être facilement montées sur des équipements industriels et peuvent s'étendre à n'importe quelle hauteur pour être clairement visibles par toute personne se trouvant à proximité. Les tours lumineuses prennent en charge de nombreuses couleurs différentes et peuvent également fournir des alertes d'état sonores, offrant ainsi un système d'alerte facilement visible pour informer tout le personnel dans un environnement industriel actif et bruyant de l'état actuel d'une machine. Cela peut également être important si la machine est contrôlée ou configurée à distance, lorsqu'il n'y a pas d'opérateur humain local pour informer les autres du fonctionnement de la machine.

Un exemple de tour lumineuse conçue pour les environnements industriels est la tour lumineuse à LED verte, jaune, rouge JT028-RYG-CSL de Mallory Sonalert Products (Figure 1). Il s'agit d'une colonne lumineuse à montage sur pôle qui utilise des LED haute intensité derrière des lentilles colorées pour représenter l'état de la machine. Elle peut également produire un son perçant de 2 kilohertz (kHz) continu ou pulsé (cliquez pour entendre le son JT028-RYG-CSL) qui projette un niveau sonore de 80 à 85 décibels (dB) à un mètre de distance.

Figure 1 : La tour lumineuse JT028-RYG-CSL de Mallory Sonalert Products utilise des LED haute intensité pour produire des alertes vertes, jaunes et rouges. Elle peut également produire une tonalité de 2 kHz continue ou pulsée. (Source de l'image : Mallory Sonalert Products)

L'unité complète ne pèse que 680 grammes (g). Son alimentation électrique est flexible de 20 volts (V) à 28 V, CA ou CC. Chaque lampe a une connexion électrique individuelle et peut être contrôlée en branchant l'alimentation à un contrôleur logique programmable (PLC) ou à l'ordinateur de contrôle de la machine.

Signification des voyants de couleur

Le JT028-RYG-CSL a une hauteur de 50 centimètres (cm) et utilise un éclairage standard vert, jaune et rouge, fixe ou clignotant, pour indiquer l'état. Il est généralement entièrement automatisé et ne nécessite pas l'intervention d'un opérateur. Bien qu'il n'existe pas de norme officielle, les pratiques acceptées par l'industrie pour ces trois voyants sont les suivantes :

• Vert : voyant automatiquement allumé lorsque la machine est sous tension et que son fonctionnement est normal. Le voyant vert peut également clignoter automatiquement au démarrage de la machine pour indiquer qu'elle sera bientôt opérationnelle.
• Jaune : lorsque la machine est sous tension et opérationnelle, ce voyant signale automatiquement que la machine a besoin d'attention ou de maintenance. Il peut s'agir d'un avertissement de température élevée ou d'une demande de maintenance. Un voyant jaune clignotant peut indiquer une demande de maintenance urgente ou signaler que la machine effectue un autotest.
• Rouge : la machine est soit arrêtée, soit en situation d'urgence pouvant entraîner un arrêt imminent. Un voyant rouge clignotant signifie généralement que la machine a cessé de fonctionner et nécessite une attention immédiate de la part d'un opérateur pour une opération de maintenance. Le voyant rouge fixe et le voyant rouge clignotant peuvent s'allumer automatiquement lorsque la machine s'arrête d'elle-même ou lorsqu'un opérateur l'arrête manuellement.

Il appartient à l'ingénieur système qui configure l'équipement de déterminer la signification de chaque voyant lumineux. Par exemple, le jaune clignotant ou le rouge clignotant peuvent avoir une signification différente pour chaque machine ; cependant, il est important de ne pas trop s'écarter des pratiques acceptées pour éviter tout risque de confusion pour les nouveaux opérateurs.

Une unité plus compacte de Banner Engineering est la tour lumineuse bleue, verte, jaune et rouge TL30BBGYRXAXC1 (Figure 2). Cette unité mesure 20 cm de haut et fonctionne sur une vaste plage de 12 V à 30 V CC. Le TL30BBGYRXAXC1 affiche toute lumière inactive sur la tour en gris. Cela est utile pour les équipements critiques car cela élimine tout risque de fausse indication, et prévient toute mauvaise interprétation de l'état par les opérateurs dans une installation industrielle très éclairée.

Figure 2 : La tour lumineuse TL30BBGYRXAXC1 de Banner Engineering est dotée d'indicateurs lumineux standard rouge, jaune et vert ainsi que d'un voyant bleu. Comme on le voit ici, les voyants inactifs sont gris pour éviter les fausses indications dans un environnement très éclairé. (Source de l'image : Banner Engineering)

Le TL30BBGYRXAXC1 est également doté d'un voyant bleu. Le bleu est fréquemment utilisé pour indiquer une opération de maintenance de machine non urgente qui est demandée manuellement par un opérateur et qui n'est pas liée à un événement automatisé. Le bleu clignotant est spécifique à la machine mais est souvent sélectionné manuellement pour indiquer une maintenance urgente ou une demande de la part d'un opérateur pour un superviseur. Lorsque le bleu est utilisé dans la colonne, le jaune est alors relégué aux seules demandes de maintenance qui sont automatiquement détectées.

Une utilisation pratique du voyant bleu peut être d'informer les opérateurs que la machine est en cours de configuration à distance. Si un opérateur à distance accède à la machine via le réseau interne et modifie l'état de la machine, la lumière bleue peut clignoter selon un schéma distinctif pour indiquer une configuration à distance en cours. Le voyant bleu peut être utilisé simultanément avec le voyant vert allumé pour indiquer que la machine est en cours de configuration alors qu'elle est opérationnelle, ou simultanément avec le voyant rouge pour indiquer que la machine est arrêtée en raison d'une configuration à distance. Cela permet de tenir les opérateurs informés et d'éviter les dépannages inutiles.

Le TL30BBGYRXAXC1 prend également en charge une alarme sonore centrée sur 2,8 kHz avec une oscillation de ±500 Hz, avec une intensité maximum de 90 dB à 1 mètre. Dans une installation d'automatisation industrielle équipée à la fois du TL30BBGYRXAXC1 à son vobulé de Banner Engineering et du JT028-RYG-CSL à tonalité fixe de Mallory Sonalert Products, les deux alarmes de machines peuvent être détectées sans confusion. Cela est important dans les installations denses avec de nombreuses machines où la source d'une alarme sonore doit être rapidement déterminée.

Contrôle manuel de tous les voyants lumineux

Pour certains équipements, il n'est pas possible d'automatiser l'état de la machine. Cela peut être dû à l'utilisation d'anciens équipements ou d'équipements entièrement mécaniques qui n'utilisent pas d'alimentation. Pour ces situations, la colonne lumineuse à boutons-poussoirs ATEP-RYGBC d'IndustrialeMart peut être applicable (Figure 3). Un bouton-poussoir est disponible pour chaque couleur sur la colonne, et l'alimentation se fait avec une prise standard de 110 V CA (V_CA).

Figure 3 : La colonne lumineuse à boutons-poussoirs ATEP-RYGBC d'IndustrialeMart est à commande manuelle. Elle prend en charge des voyants lumineux rouge, jaune, vert, bleu et transparent et elle est alimentée par une prise de 110 V_CA. (Source de l'image : IndustrialeMart)

L'ATEP-RYGBC est actionné manuellement pour les machines qui ne prennent pas en charge les alertes automatisées. L'opérateur de la machine doit appuyer sur chaque bouton pour générer la lumière correspondante. Comme le jaune ne peut pas être généré automatiquement, c'est à l'ingénieur système qui configure l'équipement de décider de la signification de chaque voyant et de veiller à ce que les indicateurs pour le jaune et le bleu ne se dupliquent pas. Par exemple, l'opérateur peut appuyer sur le jaune uniquement lorsque la maintenance de la machine est requise, et sur le bleu uniquement lorsqu'un superviseur est demandé, ou si l'opérateur doit être temporairement relevé.

L'ATEP-RYGBC présente également un voyant transparent à la base de la colonne. Le voyant transparent est spécifique à la machine et il appartient aux opérateurs de l'usine de décider de l'indication du voyant transparent.

Pour faciliter l'utilisation et éviter tout risque de confusion chez l'opérateur, il est utile d'afficher une note près du panneau de boutons-poussoirs pour indiquer l'événement que représente chaque bouton lumineux.

Conclusion

Les tours lumineuses constituent une méthode simple et pratique d'alerter les opérateurs à proximité d'une machine de son changement d'état. Il ne s'agit peut-être pas d'une technologie aussi avancée que les avertissements informatiques ou les messages textuels, mais pour une installation d'automatisation industrielle dense à haute activité, elles fournissent un système d'alerte hautement visible pour informer les opérateurs se trouvant à proximité des machines de leur état et de leur sécurité. Comme décrit, les tours lumineuses peuvent être rapidement personnalisées pour une machine particulière et elles sont faciles à interpréter tant que les pratiques industrielles standard pour les différentes couleurs sont suivies. Une bonne utilisation peut accroître la productivité en améliorant le temps de fonctionnement des machines et réduire les coûts en augmentant le rendement.