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Les designs modulaires rationalisent les analyseurs de process
Au cours des vingt dernières années, les dispositifs d'analyse sont devenus plus performants et plus fiables et les ordinateurs ou logiciels exploitant les systèmes sont plus sophistiqués, plus puissants et faciles à utiliser. Cependant, le design de base des systèmes d’échantillonnage a très peu changé. Ces systèmes sont constitués de vannes, de connecteurs, de filtres, de joints et de capteurs qui fonctionnent à l’unisson pour délivrer avec précision les échantillonnages de fluide aux dispositifs analytiques.
Malheureusement, ils développent 80 pour cent des problèmes associés aux systèmes d’analyse de process. C’est pourquoi on encourage à l’amélioration de la performance des systèmes d’échantillonnage et, simultanément, à la réduction du design, de la fabrication et des frais d’opération. Une façon de faire face à tous ces besoins est de fabriquer des systèmes d’échantillonnage plus petits, modulaires et plus intelligents.
La plate-forme modulaire Swagelok est constituée de manifolds, de substrats, et de composants de surface tels que les filtres et les fermetures, les pointeaux, les articulations et les clapets anti-retour. Le logiciel configurateur permet aux utilisateurs de concevoir, placer et connecter les composants montés en surface sur une grille informatisée. Le logiciel identifie les connecteurs d’écoulement nécessaires et génère une nomenclature et un diagramme d'assemblage. |
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L’organisation qui déploie le plus d’efforts en ce sens est le Center for Process Analytical Chemistry (CPAC, le Centre pour le Processus de Chimie Analytique), un consortium entre l’industrie et la recherche universitaire, installé à l’Université de Washington et qui compte sur la participation des utilisateurs et des fournisseurs du process d’instrumentation de chimie analytique. Le CPAC a annoncé officiellement la Nouvelle Initiative d’Echantillonnage/Capteur (New Sampling/Sensor Initiative, NeSSI) dans le but de développer la prochaine génération de systèmes d’échantillonnage modulaire.
Un élément clé de la NeSSI est l’architecture ouverte, standardisée. Par exemple, la Société d’instrumentation, de systèmes et d’automatismes ( Instrumentation, Systems, and Automation Society, ISA) a développé une nouvelle norme d’étanchéité élastomérique, la norme ANSI/ISA 76.00.02 2002, qui s’applique aux composants de contrôle de fluide et aux substrats de passage du fluide. Plusieurs industriels sont en train de proposer des approches qui correspondent au design du substrat, prouvant la faisabilité et l’utilité des systèmes modulaires NeSSI de première génération.
Un autre avantage des approches modulaires est un développement et une mise en œuvre plus rapides et moins onéreux, grâce à des outils tels qu’un logiciel configurateur de système. Les systèmes modulaires sont également plus faciles à assembler et l’installation requiert moins de connexions. Les designs tendent à être plus petits et plus légers, pouvant ainsi être plus proches du point d’échantillonnage et diminuer le besoin de lignes de transport d’échantillonnage longues et chauffées. De plus petites unités possèdent également une aire de surface interne de moindre dimension par rapport aux systèmes traditionnels, diminuant potentiellement l'absorption de fluide. De plus, un volume interne plus petit permet plus facilement de purger et conserver un analyseur de fluides coûteux.
Les systèmes de première génération en usage confirment les améliorations envisagées et la diminution des coûts. Par exemple, les nouveaux composants de plate-forme modulaires de Swagelok Company simplifient le développement et l’assemblage de l’analyseur process, conforme aux normes ANSI/ISA, dans son ensemble et les systèmes de traitement d’échantillonnage. L’approche diminue le design, la fabrication et les coûts d’entretien et laisse les designers réduire la dimension, le poids et le volume de passage d'écoulement.
La deuxième phase, la deuxième génération de systèmes NeSSI, traitera de la connectivité, des communications et des questions de contrôle intelligent. Elle possèdera comme caractéristiques principales la pression compacte et “intelligente”, la température et les capteurs d’écoulement ; les vannes avec des actionneurs électropneumatiques intégrés ; les communications à bus capteur multidrop, qui peuvent être sans fils et un capteur-actionneur qui actionne un ample système de contrôle et de communication.
La mise au point des systèmes Generation II est en cours. Les tests Alpha commenceront lorsque les solutions de connectivité et de communication de base et certains dispositifs intelligents seront disponibles.
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