Commutateurs industriels

Commutateurs industriels - types et fonctions

Les commutateurs font partie des composants électroniques les plus basiques. Dans leur forme la plus simple, les commutateurs disposent de contacts qui peuvent être ouverts ou fermés. Lorsque ces contacts sont fermés, le courant circule entre les contacts et alimente le circuit auquel le commutateur est branché. Le commutateur peut être ouvert ou fermé par le biais de divers moyens. Selon l'ouvrage « Electronics All-In-One Desk Reference for Dummies », la façon dont un commutateur est ouvert ou fermé est l'une des façons de caractériser ce commutateur, comme vous pourrez le constater dans la suite de cet article.

 

Qu’est-ce qu’un commutateur industriel ?

Les informations données dans cet article se rapportent aux commutateurs spécialement conçus pour l'ouverture et la fermeture de circuits électroniques. Comme le montre Neteon.net, une grande partie des informations relatives aux commutateurs électroniques font aujourd'hui référence aux commutateurs Ethernet, utilisés sur les réseaux informatiques. Les informations ci-après concernent exclusivement les commutateurs utilisés pour ouvrir et fermer des circuits sur des machines industrielles et dans d'autres applications industrielles. Les commutateurs industriels ne sont pas différents des autres types de commutateurs, excepté dans le sens où ils ont été conçus afin de répondre aux conditions difficiles dans lesquelles ils doivent être utilisés. Les commutateurs industriels se doivent en effet d'être plus résistants, capables d'être actionnés de nombreuses fois sans se casser et dans de nombreux cas, disposer de fonctions spéciales permettant un actionnement en fonction de l'entrée de la machine, de l'équipement électronique etc. De nombreux commutateurs industriels sont conçus avec des fonctions intégrées en fonction de conditions de service spécifiques à respecter. Les commutateurs étanches sont par exemple un type courant, très utilisé dans les environnements tels que les stations de lavage pour voitures et haute pression, les usines de traitement d'eau etc.

 

Histoire

Les commutateurs sont des composants électroniques si courants que tout équipement permettant à un opérateur d'ouvrir ou de fermer un circuit électronique d'une manière telle qu'il n'est pas nécessaire de modifier le câblage est désormais appelé commutateur. L'histoire du commutateur a en réalité commencé avec John Homes, l'inventeur de l'interrupteur moderne d'éclairage à la fin du 19ème siècle. Il s'agissait du premier produit qui permettait aux gens d'ouvrir et de fermer des circuits en tout confort et qui n'a jamais été abandonné depuis. Au fil du temps, des applications plus sophistiquées pour les commutateurs ont exigé le développement de commutateurs plus complexes. Un commutateur à mercure peut par exemple être utilisé dans des applications aussi variées que de simples alarmes de basculement disponibles dans les distributeurs à des applications relevant de la vie et de la mort, comme par exemple le contrôle de certains types d'aéronefs. Les nouvelles applications, les nouveaux matériaux et les évolutions techniques ont tous joué un rôle décisif dans l'invention de nouveaux types de commutateurs.

 

Qui les utilise?

Toutes les industries utilisent des commutateurs. Étant donné que les commutateurs couvrent une large gamme d'applications, depuis l'interrupteur marche/arrêt mural jusqu'à des commutateurs immenses utilisés pour des équipements haute puissance, chaque industrie dans le monde a besoin de commutateurs. En termes du type de commutateur utilisé, chaque industrie a toutefois ses variations. Le type de commutateur dépendra également du scénario exact dans lequel il sera utilisé. Une entreprise disposant par exemple d'un centre de contrôle séparé fera probablement installer des commutateurs modulaires sur ses panneaux de commande. Elle pourra également se doter d'immenses commutateurs installés directement sur la machine. Mais, dans tous les cas, les commutateurs étant un composant électronique basique, tout matériel électronique sera très certainement doté d'un commutateur, qu'il soit activé manuellement ou automatiquement.

 

Aperçu de plusieurs types de commutateurs industriels.

Les types de commutateurs ci-après sont les plus courants dans les milieux industriels. Dans certaines applications, les commutateurs peuvent constituer une option parmi d'autres pour effectuer une tâche, alors que dans d'autres, il s'agira de la seule possibilité disponible.

 

Sectionneurs à fusible

Un sectionneur à fusible est utilisé comme équipement de protection sur les circuits. Son principe repose sur l'association des fonctions d'un sectionneur, d'un commutateur et d'un fusible. Souvent, ces commutateurs sont fournis avec des contacts de type lame, en fonction de leur usage.

 

Sectionneurs interrupteurs sans fusible

Un sectionneur interrupteur sans fusible permet de mettre un circuit hors tension de manière très fiable. Souvent, ces commutateurs sont utilisés à des fins de maintenance et d'isolation. Ils fonctionnement généralement indépendamment de l'interrupteur principal du circuit concerné permettant ainsi la mise hors tension du circuit même si l'interrupteur principal est toujours en position allumée. Le sectionneur intervient généralement après que le circuit a été mis hors tension par d'autres moyens. C'est ce qui le différencie d'un disjoncteur. Les sectionneurs sont principalement des dispositifs de sécurité. Dans de nombreux cas, ils sont fournis avec un système permettant la mise en place d'un cadenas pour leur verrouillage en toute sécurité en cas de travaux sur le circuit, si la mise sous tension du circuit constitue un risque pour la sécurité.

 

Interrupteurs de sécurité

La fonction primaire des interrupteurs de sécurité est d'agir comme dispositif de sécurité. Ils sont souvent utilisés sur les équipements industriels devant être dotés d'une barrière de sécurité pour garantir une utilisation sûre. Lorsque la barrière de sécurité est ouverte, le commutateur déclenche en ouvrant le circuit et en arrêtant la machine.

 

Commutateurs à clé

Les commutateurs à clé existent en deux types principaux. Certains de ces commutateurs sont dotés d'un dispositif de sécurité installé au-dessus du commutateur, fixé avec un cadenas et une clé pour prévenir toute manipulation. D'autres utilisent une clé comme moyen principal de déclenchement du commutateur. Un opérateur doit disposer de la bonne clé et l'insérer dans le commutateur pour l'allumer, en rapprochant ainsi les contacts et en mettant le circuit sous tension ou en les séparant et en mettant le circuit hors tension.

 

Capteurs fin de course

Un capteur fin de course est un type de commutateur qui agit par voie mécanique et utilise cette action pour ouvrir ou fermer les contacts situés dans le commutateur. Les équipements de chauffage, ventilation et air conditionné sont par exemple dotés d'un capteur fin de course qui surveille la position d'un évent ou d'un autre composant du système de chauffage et qui ouvre ou ferme un commutateur en fonction de cette position.

 

Accessoires de capteur fin de course

Les accessoires de capteur fin de course sont généralement utilisés pour faciliter l'installation de ces équipements indispensables. Ils peuvent par exemple fournir le dispositif de fixation nécessaire pour l'installation du capteur fin de course sur un équipement de chauffage, ventilation et air conditionné, l'une des utilisations les plus courantes. Pour obtenir de plus amples informations sur les capteurs fin de course, veuillez vous reporter à la partie ci-dessous.

 

Commutateurs à bascule au mercure

Les commutateurs à bascule au mercure présentent des avantages qui les rendent parfaits pour les applications les plus dangereuses. Ils sont entièrement encapsulés de telle sorte que les risques liés à une explosion ou à un incendie suite à un arc électrique haute tension peuvent être entièrement éliminés. La connexion ainsi fournie ne présente aucun rebond ce qui signifie qu'ils peuvent être utilisés dans des milieux avec des vibrations. Les commutateurs à bascule au mercure fonctionnent en utilisant le mercure comme conducteur d'électricité d'un pôle du commutateur à l'autre. Il s'agit généralement d'équipements en verre qui peuvent être dotés de plus de deux contacts, en fonction de l'application souhaitée. Lorsque la bulle en verre contenant le mercure est inclinée, le mercure entre en contact avec les deux, ou tous les contacts sur le commutateur, laissant ainsi l'électricité circuler.

 

Interrupteurs à bascule sans mercure

Le mercure est une substance fortement dangereuse qui peut avoir des effets néfastes sur l'environnement et notre milieu de vie. C'est la raison pour laquelle des interrupteurs à bascule sans cette substance ont été inventés. Ils utilisent généralement des substances non toxiques avec le même effet. Le mercure est par principe utilisé pour conduire l'électricité entre les deux contacts d'un commutateur à bascule. Les variantes sans mercure permettent le fonctionnement selon le même principe, mais avec des substances bien plus sûres.

 

Interrupteurs de sectionnement photovoltaïques

L'un des risques principaux auxquels le personnel d'intervention d'urgence sur les équipements à énergie solaire est confronté est l'électricité circulant dans le circuit, même si la tension secteur du bâtiment a été coupée. Un interrupteur de sectionnement photovoltaïque constitue une façon d'éviter ce danger. Son fonctionnement consiste à débrancher toutes les connexions photovoltaïques dans un circuit en cas d'urgence. Certains de ces équipements sont dotés d'un éclairage permettant aux pompiers et autres personnels d'intervention d'urgence de s'assurer de la mise hors tension complète du circuit.

 

Interrupteurs de position

Les interrupteurs de position sont des capteurs fin de course conçus pour fonctionner dans des conditions dans lesquelles la position exacte d'un composant mécanique ou autre doit être garantie. Ils fonctionnent selon le même principe que les capteurs fin de course, mais sont bien plus précis.

 

Boutons-poussoirs

Les boutons-poussoirs font partie des types de commutateurs les plus utilisés au monde. Leur configuration peut être très variée, depuis le simple interrupteur marche/arrêt jusqu'au commutateur à plusieurs positions qui permet le basculement d'un circuit entre plusieurs variantes différentes en poussant de manière répétée sur le bouton. Ces boutons se trouvent dans un très grand nombre d'applications industrielles différentes et se voient également fréquemment sur les appareils de consommation ou dans les foyers. Ces commutateurs présentent souvent une conception modulaire, permettant de les installer et de les démonter facilement d'un panneau de commande.

 

Accessoires pour boutons-poussoirs

Les boutons-poussoirs sont souvent fournis avec toute une gamme d'accessoires adaptés à leur usage. Ils peuvent par exemple faire partie d'un équipement modulaire facile à monter ou démonter d'un panneau de commande. Les accessoires pour boutons-poussoirs englobent une multitude d'articles, depuis les dispositifs à clé rendant l'activation du commutateur impossible à toute personne non autorisée jusqu'aux capots avec code couleur facilitant l'identification des commutateurs entre eux.

 

Boîtes à boutons

Les Boîtes à boutons sont généralement conçues pour recevoir plusieurs boutons-poussoirs différents, en les isolant de leur environnement et en les rendant facilement accessibles. Certains de ces boîtiers sont destinées à une installation encastrée, alors que d'autres sont suspendues directement au bout d'un fil, comme par ex. les boutons marche/arrêt sur les machines de grande taille. Ces commutateurs existent avec une multitude de variantes, de couleurs et de milieux.

 

Stations avec boutons-poussoirs

Les stations avec boutons-poussoirs sont des équipements courants dans de nombreux locaux industriels. Il s'agit de commutateurs autonomes, protégés par un boîtier en métal ou plastique. Généralement, un interrupteur de type bouton-poussoir dépasse de ces boîtiers. Ils sont souvent utilisés pour la mise en marche et l'arrêt des machines. Dans certains cas, ces commutateurs sont dotés de capots permettant de protéger le bouton-poussoir contre toute activation involontaire.

 

Stations pendantes de bouton-poussoir

Les stations pendantes de bouton-poussoir sont conçues pour pendre librement au bout d'un fil et fournir un moyen portable de commander des machines ou d'autres équipements. Elles sont généralement conçues pour des milieux très exigeants et sont fabriquées avec des matériaux adéquats, comme du caoutchouc par exemple, du plastique et d'autres matériaux résistants aux risques environnementaux.

 

Détecteurs Reed

Les détecteurs Reed sont des équipements qui sont ouverts ou fermés en fonction de l'état d'un champ magnétique. Ils sont généralement encapsulés dans du verre et lors de l'application d'un champ magnétique, le commutateur ferme. Ils sont souvent utilisés dans les applications d'alarmes. Ils peuvent également servir de capteurs de proximité.

 

Accessoires et pièces de rechange

Alors que les commutateurs sont généralement des composants avec des durées de vie extrêmes, les actionneurs, poignées et autres composants de commutation qui les composent ont quelquefois tendance à casser. Les accessoires et pièces de rechange constituent un moyen simple pour le personnel de maintenance de réparer un commutateur sans devoir remplacer le composant électronique complet.

 

Commutateurs rotatifs

Les commutateurs rotatifs constituent le choix idéal lorsque le matériel de commutation nécessite plus de deux positions différentes. Ces équipements se trouvent souvent sur les radios ou les téléviseurs, bien qu'ils aient déjà largement été remplacés par leurs équivalents numériques. Certains de ces commutateurs peuvent être configurés par l'utilisateur.

 

Accessoires de commutateurs rotatifs

Les accessoires de commutateurs rotatifs englobent les boutons, boîtiers et autres accessoires facilitant la protection du commutateur et son utilisation.

 

Thermistances

Une thermistance est un type de résistance spécifique qui augmente ou réduit sa résistance en présence de chaleur. Quelquefois, ces thermistances sont utilisées comme commutateurs de sécurité, dans la mesure où elles ont la capacité à couper le circuit en cas de surchauffe.

 

Thermostats

Les thermostats sont des équipements courants que l'on trouve dans les applications domestiques et industrielles. Ils contrôlent un commutateur en fonction de la température en le fermant ou en l'ouvrant. Leur conception varie depuis l'équipement tout simple à des appareils numériques très complexes, capable d'ouvrir et de fermer un circuit en fonction de mesures très précises de la température.