Comment sélectionner le bon câble d’instrumentation ?

Dans l’automatisation industrielle et le contrôle des processus, l’intégrité des données est primordiale. Câble d'instrumentation est le système critique qui transporte les signaux basse tension des capteurs aux systèmes de contrôle. Une panne peut entraîner des lectures inexactes, des arrêts ou des incidents de sécurité. La sélection du bon câble est une décision technique qui nécessite une compréhension de l'intégrité du signal, des facteurs environnementaux et des normes de construction. Ce guide fournit un cadre permettant aux ingénieurs de faire un choix éclairé.

Saviez-vous?

Un seul câble d'instrument blindé peut transporter des dizaines de signaux uniques, chacun protégé les uns des autres. Cela permet de mettre en œuvre des systèmes de contrôle complexes avec un nombre minimal de câbles, réduisant ainsi la complexité de l'installation et les points de défaillance potentiels.

Principes fondamentaux : intégrité du signal et immunité au bruit

La fonction principale d'un câble d'instrumentation est de transmettre un signal propre et précis. Le plus grand ennemi est le bruit électrique, ou interférence électromagnétique (EMI). La conception des câbles vise à protéger les signaux sensibles du bruit externe.

• La menace des EMI/RFI : Les environnements industriels sont soumis à des interférences électromagnétiques provenant de sources telles que les variateurs de fréquence (VFD), les moteurs et les lignes électriques. Ce bruit peut induire des tensions indésirables, corrompant les signaux.
• Le rôle des paires torsadées : La torsion des conducteurs par paires provoque un bruit induit commun aux deux fils. Ce bruit est ensuite rejeté par l'entrée différentielle de l'instrument récepteur. Une torsion plus serrée permet une meilleure réjection du bruit.
• Mise à la terre et blindage : Un blindage et une mise à la terre appropriés sont essentiels. Le blindage doit être correctement terminé pour fournir un chemin vers la terre pour le bruit intercepté. Une mise à la terre incorrecte peut aggraver les problèmes de bruit.

Principales constructions de câbles et types de blindage

Les performances du câble sont définies par sa construction, notamment son blindage. Différentes stratégies de blindage offrent différents niveaux de protection contre les interférences.

Le Gold Standard : câble d'instrumentation blindé

Pour les applications industrielles, un câble d'instrument blindé est une nécessité. Le blindage agit comme une barrière, interceptant le bruit externe et le détournant des conducteurs de signal. L'efficacité du câble dépend du type et de la qualité du blindage.

• Bouclier en aluminium : Une fine couche de ruban aluminium-polyester offrant une couverture à 100 %. Il est excellent pour bloquer le bruit haute fréquence (RFI) et est léger.
• Bouclier tressé : Un maillage tissé de brins de cuivre offrant une protection physique et un chemin de faible résistance vers la terre. Il est plus efficace pour bloquer le bruit de basse fréquence (EMI).
• Combinaison feuille/tresse : Le blindage le plus courant et le plus efficace. Il combine la couverture à 100 % d'un blindage en feuille avec la faible résistance d'un blindage tressé, protégeant ainsi contre le spectre le plus large d'EMI/RFI.

Choisissez entre un bouclier global ou une paire de boucliers individuels en fonction de l'application. Le blindage des paires individuelles empêche la diaphonie entre les paires dans le même câble.

Pour les environnements les plus difficiles : câble d'instrumentation blindé

Lorsque les câbles sont exposés à des contraintes mécaniques telles qu'un enfouissement ou un impact, un câble d'instrumentation armé est nécessaire pour protéger les conducteurs et le blindage.

• Types d'armures : L'armure en fil d'acier (SWA) est courante, composée de fils d'acier galvanisés pour une excellente protection contre l'écrasement et les chocs.
• Sécurité et fiabilité améliorées : L'armure constitue une barrière robuste contre l'écrasement, le perçage et les dommages causés par les rongeurs, améliorant ainsi la fiabilité du système.
• Considérations relatives à la mise à la terre : L'armure métallique peut servir de conducteur de terre supplémentaire. Une terminaison appropriée est cruciale pour la sécurité et l’atténuation du bruit.

Bien que plus coûteuses et moins flexibles, les armures sont indispensables là où des dommages mécaniques sont possibles.

Applications spécialisées et considérations matérielles

Les câbles doivent souvent répondre à des exigences spécifiques en matière d'environnement et de sécurité, dictant l'utilisation de matériaux spécialisés pour la gaine et l'isolation.

Pour les zones critiques au feu : câble d'instrumentation résistant au feu

Dans les bâtiments publics, les tunnels et les raffineries, le maintien de l’intégrité des circuits en cas d’incendie est essentiel. Un câble d'instrumentation résistant au feu est conçu pour fonctionner pendant une période spécifiée lorsqu'il est exposé au feu, permettant ainsi aux systèmes critiques de fonctionner.

• Technologie de survie au feu : Utilise des matériaux spécialisés comme le ruban de mica, un excellent isolant à haute température, protégé par une gaine à faible émission de fumée et sans halogène (LSZH).
• Intégrité des circuits : Les câbles sont testés et évalués pour maintenir l'intégrité du circuit pendant une durée spécifique (par exemple, 1 à 3 heures) conformément à des normes telles que la norme CEI 60331.
• Propriétés LSZH : La gaine extérieure émet très peu de fumée non toxique et aucun gaz corrosif, essentiels pour une évacuation sûre et la protection des équipements.

Pour des performances supérieures : câble d'instrumentation PUR

Pour les environnements industriels difficiles avec des huiles, des produits chimiques, des rayons UV et une usure mécanique, un câble d'instrumentation en PUR est supérieur. Le polyuréthane (PUR) est un élastomère haute performance offrant une durabilité exceptionnelle.

• Résistance exceptionnelle aux produits chimiques et à l’huile : Très résistant aux huiles, graisses et carburants, ce qui le rend idéal pour les machines-outils et les usines pétrochimiques.
• Résistance mécanique exceptionnelle : Résistance supérieure à l’abrasion, à la déchirure et aux chocs par rapport au PVC. Idéal pour une flexion dynamique ou une friction constante.
• Flexibilité et plage de température : Reste flexible à basse température et conserve ses propriétés sur une large plage.

Bien qu'ils soient initialement plus chers, leur durée de vie plus longue dans des environnements difficiles permet d'obtenir un coût total de possession inférieur.

Évaluation du fournisseur : votre partenaire en qualité et fiabilité

Les performances de votre système de contrôle dépendent de la qualité des composants. Choisir un fournisseur est un partenariat. Un fournisseur doté d’une solide base de fabrication et d’un engagement envers la qualité est un atout inestimable.

Pourquoi s'associer à Jiangyin Huitong pour vos besoins de fabrication avancée ?

La philosophie fondamentale de Huitong et son excellence en matière de fabrication constituent un modèle pour tout fournisseur de composants de haute qualité. Les principes qui font de Huitong un leader sont les mêmes que ceux que vous devriez rechercher chez un fabricant de câbles.

• Un héritage d'innovation et de précision : Créée en 1996, la mission de Huitong est soutenue par plus de 400 brevets, démontrant un engagement profond en faveur de la R&D et une approche avant-gardiste.
• Qualité de fabrication sans compromis : L'investissement dans des équipements de classe mondiale tels que les centres d'usinage japonais MAZAK et les lasers allemands TRUMPF montre un engagement envers la précision, garantissant que les composants sont fabriqués selon des tolérances rigoureuses.
• Support robuste et portée mondiale : Avec un entrepôt massif et un réseau de service couvrant plus de 10 pays, Huitong comprend l'importance du support après-vente, la marque d'un véritable partenaire.

Conclusion : un choix stratégique pour l'intégrité du système

La sélection du bon câble d'instrumentation nécessite de comprendre les exigences électriques, mécaniques et environnementales de votre application. En prenant en compte les matériaux de blindage, d’armure et de gaine, vous garantissez la précision, la sécurité et la fiabilité du système. En recherchant un fournisseur qui incarne l'innovation, la précision et le support client, vous investissez dans l'intégrité à long terme de vos opérations.

FAQ

Quelle est la différence entre un câble d'instrumentation et un câble de commande ?

La principale différence réside dans le type et la construction du signal. Les câbles d'instrumentation transportent des signaux analogiques sensibles basse tension (par exemple 4-20 mA) et comportent presque toujours des paires torsadées blindées individuellement. Les câbles de commande transportent des signaux numériques à haute tension (par exemple, 24 V CC) pour faire fonctionner les moteurs et les relais et n'ont généralement pas de paires blindées individuellement.

Quand dois-je utiliser une paire blindée individuellement plutôt qu’un bouclier global ?

Utilisez des paires blindées individuellement lorsque vous faites passer plusieurs signaux sensibles dans le même câble pour éviter la diaphonie. Utilisez un blindage global lorsque toutes les paires transportent des signaux insensibles à la diaphonie, ou lorsque vous avez uniquement besoin de protéger le faisceau du bruit externe. Pour le contrôle des processus critiques, les paires blindées individuellement constituent le choix standard.

Pourquoi les câbles résistants au feu sont-ils tellement plus chers ?

Le coût élevé est dû à des matériaux spécialisés et à des tests rigoureux. L'élément clé est une bande de mica coûteuse. Le câble doit également subir des tests approfondis par des tiers pour certifier qu'il peut maintenir l'intégrité du circuit pendant une durée spécifique en cas d'incendie, conformément à des normes telles que la norme CEI 60331.

Puis-je faire passer les câbles d’instrumentation et d’alimentation dans le même conduit ou plateau ?

C’est fortement déconseillé. L'installation de câbles de signaux basse tension à côté de câbles d'alimentation haute tension crée une source massive d'interférences électromagnétiques qui peuvent corrompre les signaux. La meilleure pratique consiste à les séparer, en utilisant des plateaux ou des conduits séparés, et en maintenant une distance de séparation minimale telle que définie par les codes.

Que signifie « triade » ou « triple » dans un câble d'instrumentation ?

Une « triade » ou « triple » est un groupe de trois conducteurs torsadés ensemble. Ceci est couramment utilisé pour les circuits de signal RTD à 3 fils, qui nécessitent trois fils pour une compensation précise de la température. Les trois conducteurs d'une triade sont blindés ensemble comme une seule unité pour protéger le signal du bruit.