Comment mesurer simultanément le débit, la température et la pression de processus des gaz non corrosifs tout en détectant rapidement et de manière fiable les fuites dans le système pneumatique ; mais aussi rendre les taux de consommation transparents et les communiquer en kWh dans le cadre d’un système de gestion de l’énergie selon la norme DIN EN 50001 ? La réponse nous est présentée par Helen Zimmermann, chef de produit pour la technologie de mesure du débit au New Business Global Business Center du constructeur Sick, en nous présentant leur nouveau capteur de débit FTMg multifonctionnel.

Le compresseur d’air fonctionne, mais la machine pneumatique s’arrête soudainement. La cause en est une chute de pression progressive et inaperçue sur une longue période, due à un tuyau ou un raccord qui fuit. Une mauvaise surprise – qui n’arrive pas si soudainement finalement et qui n’aurait pas dû arriver du tout.

Avec le capteur de débit FTMg, les fuites dans le système pneumatique peuvent être détectées bien avant que la machine ne tombe en panne à cause d’une perte de pression. Et ce n’est pas tout : le capteur peut contribuer à minimiser les coûts d’exploitation pour la production, l’alimentation et la distribution de l’air comprimé, créant ainsi des processus pneumatiques plus efficaces, car avec le capteur de débit FTMg, il est maintenant possible de mesurer en continu et de rendre transparents les flux et la consommation d’énergie. Le capteur peut même rendre compte des pertes de fuite mesurées en kWh, permettant ainsi une comparaison directe avec l’énergie de l’air comprimé fourni – ce qui est idéal pour un système de gestion de l’énergie conforme à la norme DIN EN50001.

Trois mesures – un point de mesure

Du point de vue de la technologie de mesure, le point fort du FTMg est sans aucun doute la mesure simultanée du débit, de la pression et de la température par un seul capteur. Il n’est donc pas nécessaire d’installer trois capteurs distincts, ce qui permet de réaliser d’importantes économies. La géométrie du capteur permet une perte de charge minimale. Le FTMg, qui se décline en trois diamètres nominaux de tuyaux et de raccords, se caractérise par sa construction légère, compacte et interface conviviale. Sa conception tout-en-un élimine également les risques inutiles de fuites.

Finis les calculs et conversions d’unités

Le principe de mesure calorimétrique hautement dynamique du capteur lui permet de détecter les plus petits changements de consommation lors de la surveillance et ainsi den détecter toute fuite. Il est par exemple possible de détecter et de localiser les pertes de pression inattendues d’une manière ciblée. Les pertes de pression sont visualisées sur l’écran du capteur sous forme de graphiques symboliques très facilement interprétables.

La perte d’énergie mesurée est indiquée en kWh et peut être comparée avec l’énergie utilisée pour produire l’air comprimé. Cela permet une véritable transparence de la consommation d’énergie, comme l’exigent les systèmes de gestion de l’énergie selon la norme EN 50001. Cela s’applique aussi bien à la variante du capteur avec connectivité IO-Link qu’à celle avec une interface Ethernet, un protocole de communication OPC UA et un serveur web intégré.

Sortie numérique jusqu’à huit valeurs analogiques via IO-Link

Le capteur de débit multifonctionnel FTMg est capable de fournir jusqu’à huit paramètres de processus au total : vitesse d’écoulement, volume d’écoulement, volume cumulé, débit massique, masse cumulative, consommation d’énergie, pression et température actuelles.

Pour fournir les valeurs mesurées de manière efficace, le FTMg est équipé d’un IO-Link. Toutes ces données de processus sont transmises numériquement via cette connexion point à point et sont accessibles sur un PC, via un appareil terminal mobile ou via un système d’automatisation. Cette variante de capteur offre également des sorties analogiques et numériques pour la transmission des signaux et l’intégration des contrôleurs.

Version Ethernet avec OPC UA pour l’ERP et la connectivité au cloud

Le FTMg assure le fonctionnement efficace et sans défaut des systèmes d’air comprimé. Le capteur est accessible à distance via un serveur web intégré, par exemple pour lire et visualiser les données de mesure des sept derniers jours qui sont stockées dans sa mémoire circulaire. En outre, les analyses statistiques intégrées au FTMg permettent de mettre en place des fonctions de surveillance de base, par exemple pour détecter les pics ou les changements de la consommation moyenne d’énergie. Les informations provenant du capteur multifonctionnel n’intéressent pas seulement le système de contrôle, mais aussi les niveaux d’automatisation supérieurs, par exemple les systèmes ERP ou les applications basées sur le cloud.

Afin de pouvoir utiliser les valeurs mesurées par ce capteur pour le fonctionnement efficace des réseaux d’alimentation en air comprimé dans toute l’entreprise, une variante de ce capteur basée sur Ethernet est disponible. Elle transmet les données en utilisant la norme OPC UA. Cela permet, par exemple, d’utiliser les informations de mesure non seulement pour la surveillance des conditions ou la gestion des installations, mais aussi dans des applications et des tableaux de bord industriels 4.0 axés sur la production ou les processus. L’analyse du profil de consommation énergétique des machines ou des systèmes pneumatiques fonctionnant à l’air comprimé – éventuellement combinée avec des données provenant d’autres capteurs ou actionneurs intelligents – peut fournir des informations sur la qualité et la productivité des processus. Par exemple, des modèles de consommation cohérents pour un processus sont révélateurs d’une qualité de produit ou d’un volume de production uniforme. Des machines de même conception et de même fonctionnalité peuvent être comparées en ce qui concerne leur consommation d’air comprimé, et les différences peuvent être analysées de manière ciblée. Un profil de consommation qui dérive dans le temps peut suggérer des changements qui ne sont pas visibles de l’extérieur, par exemple une modification de la vitesse d’un vérin pneumatique. Il peut s’agir d’un signe d’usure ou d’une fuite dans l’alimentation en air comprimé de cet équipement. Dans tous les cas, une inspection ou un entretien de l’équipement est justifié.

Amortissement rapide grâce à la prévention des défaillances et à une gestion efficace de l’énergie

Grâce à sa technologie de mesure et d’analyse polyvalente, ce capteur innove dans l’utilisation efficace des machines consommatrices d’air comprimé et des systèmes pneumatiques. Les consommations d’énergie deviennent transparentes, les fuites sont détectées à temps, les évolutions des fonctionnements et les pertes d’énergie deviennent visibles et peuvent être interpolés et comparés.

Les systèmes de gestion de l’énergie selon la norme DIN EN 5001 en bénéficient, de même que la qualité des processus, la disponibilité et la productivité des systèmes. Tous ces avantages se traduisent par une courte période d’amortissement lors de l’achat du FTMg multifonctionnel – et aussi par une solution hautement évolutive grâce aux options de connectivité offertes.