Relever les défis liés au contrôle EMI et à la sécurité dans les panneaux de commande industriels compacts

Les concepteurs de panneaux de commande de réseaux industriels sont confrontés à des défis importants lorsqu'il s'agit de gérer les interférences électromagnétiques (EMI) et de garantir la sécurité des opérateurs dans des installations de plus en plus compactes. Cela implique une planification minutieuse et une sélection rigoureuse des composants afin de concilier encombrement réduit, besoins opérationnels et exigences réglementaires.

La sécurité est une exigence primordiale. Cependant, les exigences de sécurité pour les panneaux de commande peuvent varier selon les différents emplacements au sein d'un réseau industriel. Les environnements dangereux ont des exigences de sécurité plus strictes que les environnements plus sûrs. Cela oblige les concepteurs de réseaux à déployer une variété de solutions de sécurité.

De même, pour la robustesse environnementale et le contrôle EMI, les dispositifs doivent être spécifiés et sélectionnés en fonction de critères qui tiennent compte des attributs mécaniques, d'infiltration, climatiques/chimiques et électromagnétiques (M.I.C.E.), et selon les besoins spécifiques de chaque installation. Cela inclut les solutions de câblage des panneaux de commande, telles que les conduits, qui protègent les câbles sensibles contre les émissions de bruit et permettent une réduction du bruit jusqu'à 20 dB, ainsi qu'une réduction de la tension de bruit de 90 %.

Il existe également différents niveaux de protection contre les infiltrations (indices IP) requis pour les différentes installations. Des lampes et voyants LED compacts sont souvent inclus pour l'éclairage général et pour indiquer clairement aux opérateurs l'état des machines et des panneaux de commande.

Cet article examine différents produits de panneaux de commande, internes et externes, de Panduit et Banner Engineering, que les concepteurs peuvent utiliser pour optimiser la configuration des panneaux de commande, minimiser la taille du panneau et simplifier l'intégration sans compromettre les performances.

Les concepteurs de réseaux ont besoin d'une variété de solutions de sécurité. Les contrôleurs de sécurité SC10 et XS26-2 de Banner Engineering répondent tous les deux aux exigences des normes ISO 13849-1 et CEI 61508, en prenant en charge les fonctions de sécurité dans les systèmes industriels programmables. Ils sont optimisés pour différents types d'applications.

Les principales différences entre les contrôleurs de sécurité SC10 et XS26-2 concernent l'évolutivité, le nombre de points d'E/S et les options de communication. Le SC10 est un dispositif compact et économique, idéal pour les petites applications, tandis que le XS26-2 est un système extensible pour la protection plus complexe des machines et des opérateurs.

Les contrôleurs de sécurité compacts série SC10 sont conçus pour remplacer deux modules de relais de sécurité ou plus dans les espaces restreints. Bien que petits, ils sont puissants en termes de capacités. Le diagnostic en série (ISD) fournit des données détaillées sur l'état et les performances de jusqu'à 70 dispositifs de sécurité connectés. Les données sont accessibles via une interface homme-machine (IHM), un automate programmable (PLC) et d'autres dispositifs similaires, ou peuvent être envoyées vers le cloud.

Les contrôleurs SC10 sont extrêmement flexibles et prennent en charge une large gamme de dispositifs de sécurité. L'interface de programmation par icônes, avec configuration par glisser-déposer sur PC, accélère la configuration et la gestion continue. Ils peuvent également être configurés et programmés sans PC à l'aide d'une carte mémoire externe.

Ils disposent de nombreuses E/S, y compris deux sorties de relais de sécurité de 6 A chacune, avec trois séries de contacts normalement ouverts (NO) commandés indépendamment. Parmi les dix entrées, quatre peuvent être configurées comme des sorties non sécurisées. La fonction d'optimisation automatique des bornes (ATO) de Banner permet aux utilisateurs de convertir des entrées standard en sorties non sécurisées ou vice-versa, augmentant ainsi le nombre d'entrées disponibles de 10 à 14.

La connectivité est un autre atout majeur des contrôleurs SC10. L'interface Ethernet industriel peut prendre en charge 256 sorties d'état virtuelles non sécurisées et 80 entrées virtuelles non sécurisées. Ces contrôleurs de sécurité offrent également les protocoles Ethernet/IP, PROFINET et Modbus/TCP pour la connexion à une large gamme de dispositifs.

Figure 1 : Le contrôleur de sécurité SC10-2ROE dispose de 10 entrées de sécurité configurables et de 2 sorties de relais de sécurité à 3 canaux de 6 A, et prend l'ISD en charge pour les données d'état et d'erreur en temps réel. (Source de l'image : DigiKey)

Pour les installations plus complexes nécessitant un plus grand nombre d'E/S, les concepteurs peuvent se tourner vers les contrôleurs de sécurité extensibles série SX26-2 de Banner. Ils présentent bon nombre des caractéristiques de base de la série SC10 et prennent en charge un plus large éventail de protocoles de communication Ethernet industriel, notamment EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus/TCP, PCCC et PROFINET.

Le contrôleur SX26-2 de base peut se connecter à jusqu'à huit modules d'extension E/S, ce qui lui permet de s'adapter à des applications plus grandes et plus complexes à mesure que les besoins en machines ou en automatisation augmentent. Outre la connectivité à un PC, ces contrôleurs sont dotés d'un écran intégré pour la surveillance en temps réel de l'état des E/S, une fonctionnalité cruciale dans les réseaux de contrôle complexes.

Contrôle de l'accès à l'armoire

Une fois qu'un réseau de contrôle industriel est opérationnel, il peut être nécessaire d'accéder aux dispositifs situés à l'intérieur de l'armoire de commande. Panduit propose deux options aux concepteurs de réseaux industriels : des ports d'accès aux données qui prennent en charge les connexions externes aux dispositifs à l'intérieur de l'armoire, et des vérificateurs d'absence de tension VeriSafe (AVT et AVT2) qui automatisent et simplifient le processus de test de vérification d'absence de tension (Figure 2) avant d'ouvrir l'armoire.

Figure 2 : Le VeriSafe AVT2 de Panduit est adapté aux emplacements dangereux de classe 1/division 2, car il est dépourvu de testeur de tension. (Source de l'image : DigiKey)

Les ports d'accès aux données permettent aux techniciens de maintenance de se connecter de l'extérieur aux dispositifs situés à l'intérieur de l'armoire de commande. La conception modulaire flexible permet d'interchanger à tout moment les jacks RJ45, les disjoncteurs, les ports USB et d'autres connecteurs. Ils répondent à de nombreuses normes, y compris UL, CSA et NEMA, et sont conformes IP65 comme défini dans la norme CEI 60529.

Les vérificateurs d'absence de tension VeriSafe garantissent la sécurité des techniciens lorsqu'il est nécessaire d'intervenir sur des dispositifs situés à l'intérieur d'une armoire de commande. Un bouton-poussoir lumineux indique visuellement que l'ouverture de l'armoire peut se faire en toute sécurité. Le système répond aux normes ISA 12.12.01 et CSA C22.2 No. 213, ainsi qu'aux exigences de fiabilité SIL 3, conformément à la norme CEI 61508.

M.I.C.E. et EMI sur le réseau

Panduit propose une gamme de composants de réseaux industriels répondant aux exigences des directives TIA-1005-A M.I.C.E., y compris diverses classifications IP pour différents emplacements. Les exemples de produits répertoriés M.I.C.E. de Panduit incluent des assemblages de câbles M12 Cat 5e et Cat 6A, des boîtiers de zone réseau préconfigurés avec diverses options Ethernet, fibre, alimentation et refroidissement, des alimentations secourues industrielles répertoriées jusqu'à 100 W, ainsi que des adaptateurs et des fiches modulaires.

Les solutions de câblage de panneaux de commande pour le contrôle EMI constituent un aspect essentiel de la conception et de l'installation des armoires de commande industrielles. Panduit propose une variété de solutions de conduits et de blindages de câbles :

• Les conduits de câbles à rail DIN Panduct PanelMax sont compatibles avec les rails standard de 35 mm ou 15 mm.
• Les conduits de câbles d'angle Panduct PanelMax exploitent l'espace vertical inutilisé dans les armoires, réduisant ainsi l'encombrement global du câblage.
• Les conduits de câbles blindés Panduct PanelMax sont disponibles en hauteurs de 50,8 mm, 76,2 mm et 101,6 mm pour répondre à divers besoins de câblage. Le couvercle à charnière reste en place pendant les opérations de maintenance et de mise à niveau, ce qui évite de le perdre et sert de rebord pour faciliter le câblage. Le modèle DRD22LG6 mesure 50,8 mm de haut (Figure 3).
• Le blindage anti-bruit Panduct PanelMax, comme le modèle SD2EMI de 50,8 mm de haut, peut être utilisé séparément ou monté dans un conduit de câbles et il offre une réduction du bruit jusqu'à 20 dB et une réduction de la tension de bruit de 90 % (jusqu'à 152,4 mm d'espace d'air).

Figure 3 : Les conduits de câbles blindés Panduct PanelMax offrent un blindage EMI efficace pour les applications sensibles. (Source de l'image : DigiKey)

Surveillance de la température et de l'humidité internes

La surveillance des conditions de température et d'humidité dans l'espace interne étroit d'une armoire de commande ou d'une machine peut s'avérer complexe. Il est toutefois essentiel de maintenir un haut niveau de fiabilité. Le capteur IO-Link S15S compact de Banner Engineering répond à ce besoin et va encore plus loin en surveillant le point de rosée en plus de la température et de l'humidité.

Le S15S utilise les informations fournies par ses capteurs de température et d'humidité pour calculer le point de rosée. Grâce à sa conception compacte et à sa connectivité IO-Link, il est idéal pour une installation à l'intérieur d'armoires de commande ou de machines encombrées.

Les utilisateurs peuvent sélectionner des points de données spécifiques pour la température, l'humidité et le point de rosée relevés par le capteur. Les paramètres du dispositif peuvent être ajustés à la volée pour prendre en charge différents produits ou conditions de fonctionnement. Les fonctionnalités de diagnostic intégrées incluent l'état du dispositif, les avertissements et les erreurs.

Éclairage + indication

L'éclairage est un aspect souvent sous-estimé et donc sous-utilisé dans la conception de machines industrielles. Lorsqu'elles sont correctement intégrées, les LED peuvent fournir un éclairage de la zone de travail, des indicateurs de performances multicolores et des alertes.

Un seul dispositif d'éclairage polyvalent permet de gagner de la place et d'améliorer la gestion visuelle du réseau. Certaines unités d'éclairage LED multicolores sont flexibles et peuvent être installées sur des surfaces courbes. Banner propose des milliers d'options d'éclairage, offrant aux concepteurs une grande liberté pour personnaliser et améliorer l'esthétique et les performances visuelles des machines.

Les nombreuses options incluent les colonnes lumineuses multicolores, les voyants à boutons-poussoirs intégrés qui s'allument en différentes couleurs pour indiquer l'état du système, et les éclairages avec affichages segmentés intégrés permettant de quantifier les paramètres de performances importants. Les autres options comprennent les lampes d'aire de travail à barres LED série WLS27 qui servent à la fois de lampe de travail blanche et de lampe multicolore pour l'indication d'état, ainsi que les bandes lumineuses multicolores flexibles WLF12 Pro qui peuvent être montées sur des surfaces courbes (Figure 4).

Figure 4 : Un échantillon des milliers de solutions d'éclairage et de signalisation industrielles proposées par Banner Engineering. (Source de l'image : Banner Engineering)

Conclusion

En s'appuyant sur l'offre globale combinée de Banner Engineering et de Panduit, les concepteurs de réseaux industriels peuvent développer des panneaux de commande, des machines et des réseaux industriels compacts et performants. Qu'il s'agisse de la sécurité des opérateurs ou des machines, du contrôle des interférences électromagnétiques, de la gestion visuelle du réseau, de la surveillance environnementale ou d'autres fonctions, les concepteurs de réseaux industriels peuvent compter sur les solutions de Banner Engineering et de Panduit disponibles chez DigiKey.

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