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Le Guide de la Technologie PWM Associée au Contrôle du Débit par Pulvérisation Spray Nozzles Spray Control Spray Analysis Spray Fabrication
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Le Guide de la Technologie PWM Associée au Contrôle du Débit par Pulvérisation
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50% duty cycle = vous pédalez la moitié du temps
ON OFF ON OFF
100% duty cycle = vous pédalez tout le temps
ON ON
Pulse Width Modulation
La technique PWM est largement utilisée pour contrôler tout appareil à commande électrique en générant des impulsions On/Off très rapides.
La vitesse à laquelle le mécanisme est excité est appelée la fréquence, et est exprimée en cycles par minute ou hertz (Hz).
La proportion du temps durant laquelle le mécanisme est “On” durant chaque cycle complet est appelée “DUTY CYCLE” et est exprimée en pourcentage.
Une analogie simple du PWM est l’utilisation du vélo :
Vous pouvez maintenir votre vitesse en alternant des phases de pédalage et de roue libre. Lorsque vous perdez de la vitesse, vous relancez en pédalant pour ensuite relacher votre effort. Duty Cycle = le ratio du temps de pédalage par rapport au temps total (temps de pédalage + temps de roue libre).
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Qu’est-ce que Contrôle Débit PWM?
Le Contrôle Débit PWM implique d’exciter très rapidement la bobine d’un pistolet électrique afin de réguler le débit d’une buse. Le cycle est si rapide que le débit semble être continu en conservant une couverture de jet raisonnablement uniforme.
Contrôler le débit en ajustant le Duty Cycle et la Fréquence d’un pistolet électrique, tout en conservant une pression du liquide constante, apporte de grands avantages par rapport à une régulation par variation de la pression.
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Pourquoi le Contôle du Débit est-il si Important pour vos Applications de Pulvérisation?
Le contrôle de débit PWM associé à nos pistolets électriques PulsaJet® permet de nombreux et importants avantages pour vos applications :
• Débit ajustable à une pression fixe : Flexibilité. Augmenter le débit implique le plus souvent une augmentation de la pression, agissant directement sur la granulométrie et l’angle de pulvérisation. La solution PWM permet d’utiliser une très grande plage de débits, pour un buse donnée, n’influant aucunement sur la granulométrie et l’angle, et ceci sans changer votre pression.
• Le débit peut être changé presque instantanément : Rapidité. Les pistolets électriques PulsaJet® peuvent être contrôlés beaucoup plus rapidement que les contrôles pneumatiques standard.
• Bouchage diminué : Fiabilité. Le PWM permet d’obtenir de faibles débits même avec de larges orifices de buses, réduisant ainsi les risques de bouchage.
• Réduction de l’effet brouillard : Sécurité et Efficacité. Générer de faibles débits, avec de larges orifices, à basse pression, réduit ou élimine l’effet brouillard obtenu à plus haute pression. Le risque d’inhalation est réduit, les pertes de produits sont minimes.
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• La réduction du débit vous fait économiser de l’argent. Améliorer le rendement du transfert et contrôler plus précisément le débit peut réduire significativement les coûts tout en préservant la qualité de production.
• Une pulvérisation uniforme pour plus de qualité. Le débit étant contrôlé par le Duty cycle au lieu de la pression, l’angle de pulvérisation et la granulométrie restent constants.
• Pas d’air d’atomisation : Réduction des coûts d’énergie. Les plus faibles débits impliquaient jusqu’à maintenant l’utilisation d’air d’atomisation. Le contrôle par PWM permet maintenant l’utilisation de buse liquide sans air. Gain énergétique sur le coût de l’air comprimé et élimination du brouillard résiduel.
• Un contrôle du débit très simple d’utilisation et de mise en oeuvre. L’utilisation du contrôle PWM est beaucoup moins contraignante et complexe que la gestion d’une solution d’atomisation utilisant de l’air comprimé.
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Comment et Où le Contrôle PWM est-il Utilisé ?
La solution PWM peut être utilisée dans de nombreuses applications de pulvérisation. En général, le PWM a prouvé toute son efficacité dans les applications de doses répétitives à déposer, ou, lorsque l’on doit pulvériser une certaine quantité précise de produit. Ci-dessous quelques applications où l’efficacité du PWM a été significativement prouvée.
• Pulvérisation de solution alimentaire sur produits consommables
• Pulvérisation d’arôme ou d’huile sur produit pâtissier
• Pulvérisation d’acide ascorbique sur produits carnés. Sécurité alimentaire
• Coloration de surface avec protéine de lait, oeuf ou caramel
• Pulvérisation d’huile pour démoulage
• Application de solution adhésive sur bande de roulement de pneus avant rechappage
• Pulvérisation de très faible volume de silicone sur moule
• Application uniforme de silicone sur toile de machine papetière
• Pulvérisation d’eau sur pain de hamburger avant congélation pour conservation du poids initial
• Pulvérisation d’eau pour servir de catalyseur de colle dans fabrique de portes
• Pulverisation d’eau sur bande de cellulose pour réduction de l’électricité statique lors de la fabrication de couches
Deux exemples précis des avantages du PWM
ExEMPLE 1
Régulation manuelle du débit PWMUne boulangerie industrielle a besoin d’humidifier des pains afin de pouvoir y faire adhérer des graines de sésame. La vitesse du convoyeur est stable et les cycles sont identiques et répétitifs - idéal pour une régulation manuelle utilisant le coffret AutoJet® de contrôle PWM. La fréquence est préréglée en fonction de la vitesse des produits, et afin d’être compatible avec la plage de Duty cycle désirée.
Le coffret de contrôle PWM module le signal en fonction d’un signal 4-20mA. La méthode est simple et efficace, permettant une pulvérisation uniforme et constante.
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ExEMPLE 2
Une industrie agro-alimentaire a besoin de déposer unifor- mément un arôme sur un de ses produits. Une vitesse variable du convoyeur complique la situation, mais l’utilisation du contrôle de débit PWM automatisé prouve encore son efficacité.
Avec le contrôle de débit PWM, une seule buse fonctionnant à une pression donnée, peut être utilisée juste en faisant varier le Duty cycle. Sans la fonction PWM, il serait nécessaire d’avoir une buse 3 fois plus petite pour la vitesse la plus faible, et d’augmenter 5 fois la pression pour obtenir le débit nécessaire à la vitesse la plus élevée.
*** Le contrôleur AutoJet 2250 permet une gestion instantanée du process de pulvérisation. Utilisant un software breveté. Le contrôleur gère et ajuste automatiquement les performances de la pulvérisation basées sur vos conditions de process.
• Taille du produit à traiter : 220 x 110 mm (242 cm2)
• Débit à déposer uniformément sur chaque produit : 0,5ml d’arôme (20,66ml/m2)
• Vitesse mini ligne : 15m/min Vitesse maxi ligne : 35m/min
• Distance admissible entre chaque pulsation sur la cible : 5mm
• Un orifice UniJet® monté sur un pistolet PulsaJet® donne le débit nécessaire de 20.66 ml/m2 sous une pression de 0,5 bar.
• La fonction PWM du contrôleur AutoJet® 2250*** régule le débit suivant les plages désirées :
– Duty cycle minimum de 21% 3000 cycles/min, 50 Hz
– Duty cycle maximum de 49% 7000 cycles/min, 50 Hz
– Le débit variera de 2,05 l/h à 4,77 l/h en fonction de la vitesse de la ligne
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De quoi Avez-vous Besoin pour la Fonction PWM?
Un pistolet électrique très rapide
La famille des pistolets électriques PulsaJet® est idéale pour le contrôle PWM. Ils peuvent accepter jusqu’à 10 000 cycles/min, sont disponibles avec ou sans air d’atomisation, jusqu’à un débit de 60l/min à une pression de 24 bar maxi.
Connaissance de pulvérisation
Comme toutes les méthodes de contrôle, et spécialement pour l’utilisation PWM, il est nécessaire d’avoir les connaissances spécifiques à la pulvérisation, au fonctionnement des buses, et aux réactions des liquides pulvérisés. Etre capable de réaliser des cycles On/Off sur un pistolet électrique n’est pas suffisant.
Pistolet à Commande Electrique + Contrôleur + Connaissance de Pulvérisation =
Contrôle de Débit PWM
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Un contrôleur de pulvérisation plus un software dédié
Un pistolet automatique seul ne peut pas générer le contrôle PWM
– il doit être contrôlé. AutoJet® Technologies offre une large gamme de Contrôleurs suivant vos besoins. Pour les régulations manuelles, le coffret de contrôle PWM doit
être utilisé. Pour les opérations automatiques de dosage ou
dépose précise, le modèle AutoJet® 2250 sera votre meilleur allié.
Le contrôle de débit PWM peut aussi être géré par un programme standard pouvant générer des cycles On/Off d’un PulsaJet®, cependant, les contrôleurs AutoJet® peuvent commander les cycles de votre PulsaJet® plus rapidement et plus précisément qu’un PLC classique.
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1 Cycle 1 Cycle
ON
OFF
1 Cycle
1 Cycle 1 Cycle 1 Cycle
ON
OFF
Contrôle du Débit en Ajustant le Duty Cycle
Le temps de pulvérisation ou “duty cycle” est exprimé en % du temps total (ouverture + fermeture.
Avec un Duty Cycle possible de 5% à 100%, le PWM offre une grande flexibilité au niveau du débit.
Pourquoi un contrôle de débit si précis?
Bien qu’il y ait de nombreuses raisons d’ajuster un débit, la plus commune est de compenser des variations de vitesses de lignes. Par exemple, pour une dépose uniforme, une augmentation de 50% du débit est nécessaire si la vitesse de ligne augmente de 50%. Accélérer ou ralentir la vitesse d’une ligne est une action commune qui peut directement affecter la quantité du produit fini si il n’y a pas d’ajustement du débit pulvérisé.
Ajuster le Duty Cycle contrôle le volume de liquide par unité de temps.
Une vitesse de ligne plus élevée nécessite plus de débit et un Duty cycle plus important
Une vitesse de ligne plus basse nécessite moins de débit et un Duty cycle moins important
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ON
OFF
Sens de Déplacement
Assurer une Couverture Complète en Ajustant la Fréquence
Ajuster la rapidité du cycle de la buse, aussi appelée Fréquence, permet de produire une couverture uniforme acceptable sur les objets en mouvement.
Un pistolet électrique opérant à très haute fréquence, centaines de cycles/min, peut produire une couverture uniforme sur un objet en mouvement, comme le montre l’image ci-dessous.
L’empreinte de pulvérisation d’une buse montée sur un pistolet fonctionnant à haute fréquence génère une couverture acceptable dans la plupart des
applications.
TM 414 Printed in the U.S.A. ©Spraying Systems Co. 2007
• Pulse Width Modulation Video Demonstrations www.spray.com/pwm
• PulsaJet® Automatic Spray Nozzles Bulletin 603
• AutoJet® PWM Spray Control Panel Bulletin AT162B
• AutoJet® Model 2250 PulsaJet® Panel Bulletin AT164B
Autres Documentations
Spraying Systems Emani
77 avenue Aristide Briand 94118 ARCUEIL CEDEX - FRANCE Tél. : 33 (0)1 49 08 96 16 Fax : 33 (0)1 49 08 94 49E-mail : [email protected]
SSCO - Spraying Systems AG
Eichenstrasse 6 / Postfach 27 CH-8808 Pfäffikon SZ - SWITZERLAND Tél. : ++ 41 (055) 410 10 60Fax : ++ 41 (055) 410 39 30E-mail : [email protected]
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Avenue D. Poplimont 161090 BRUXELLES - BELGIQUE Tél. : 0032 2 425 01 75Fax : 0032 2 425 60 32 E-mail : [email protected]
