Symboles d’électrovannes

Lors de la conception de machines à fluides, il est important de dessiner une image réelle de chaque vanne et des autres composants du système de contrôle. Au lieu d'images détaillées du produit, des symboles uniques sont utilisés pour représenter les différents éléments du processus afin de mettre en évidence les connexions et les aspects fonctionnels. Cet article présente les fonctions, les symboles et les exemples d'application des électrovannes dans les diagrammes de fluides et les diagrammes de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID).

Table des matières

• Fonctions de l'électrovanne
• Symboles des électrovannes
• Symboles des électrovannes dans un diagramme de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID)

Fonctions du circuit de l'électrovanne

Les vannes sont désignées par deux chiffres. Par exemple, dans une vanne 2/2, le premier chiffre indique le nombre d'orifices de connexion. Le deuxième chiffre est le nombre d'états de commutation. Une vanne 2/2 a deux raccords de tuyauterie (entrée et sortie) et deux états de commutation (ouvert et fermé). Normalement fermé (NC) ou normalement ouvert (NO) détermine si la vanne est fermée ou ouverte lorsqu'elle est hors tension. Un distributeur 3/2 possède trois orifices et deux états de commutation. Dans chaque état de commutation, un port différent est fermé. Davantage de ports et d'états de commutation sont possibles.

Symboles des électrovannes

1. Symboles des électrovannes dans les diagrammes de puissance des fluides

Les dessins d'énergie hydraulique sont élaborés par les ingénieurs pour comprendre et analyser les unités d'énergie. Ces diagrammes comportent des symboles graphiques standardisés représentant le fonctionnement complet et le sens de circulation des fluides au sein d'un groupe motopropulseur.

La figure 2 montre le symbole d'une vanne 2/2 utilisé dans les diagrammes de puissance des fluides. Pour chaque état de la soupape, un seul carré est dessiné. Le symbole a le même nombre de cases que la valve a de positions. Par exemple, une soupape 2/2 a deux états (ouvert et fermé) et est donc représentée par deux carrés adjacents, comme le montre la figure 2, et une soupape 5/3 est représentée par trois carrés adjacents.

Le carré de droite montre la vanne en position de repos (non actionnée), et le carré de gauche correspond à une vanne en position de travail (actionnée) dans une vanne 2/2. Pour une vanne à 5/3 voies, il y a trois carrés. Le carré de droite montre l'état des orifices en position de repos et les deux autres carrés indiquent comment le fluide circule entre les orifices lorsque la vanne est actionnée dans cet état. La méthode d'actionnement de la valve est indiquée par des symboles ajoutés aux carrés. La commande pilote est représentée sur le carré de gauche et la commande de retour sur le carré de droite. Chaque carré indique comment le médium circule entre les ports. Les flèches indiquent la connexion entre les ports et la direction préférentielle du flux. Les ports bidirectionnels sont représentés par des flèches à double face indiquant la circulation du fluide entre les ports (voir plus loin dans l'article). Les orifices fermés sont indiqués par un "T". Le tableau 1 présente les symboles standard utilisés pour l'actionnement d'une vanne.

Tableau 1 : Mécanisme de commande d'une vanne

Exemples

Symbole de l'électrovanne 2/2 normalement ouverte

La majorité des électrovannes sont des vannes 2/2 normalement fermées. Les deux carrés adjacents représentent les deux états de la valve. Une flèche dans le carré de droite indique que la soupape est normalement ouverte, et la flèche pointe dans le sens de l'écoulement du fluide au repos. Le symbole "T" sur le carré de gauche indique que la valve se ferme lors de l'actionnement. Le symbole de la bobine d'électro-aimant sur le côté gauche et du ressort sur le côté droit indique respectivement les moyens de commande pilote et de commande de retour pour le fonctionnement de la vanne.

Remarque : Les symboles de l'actionneur (ressort et bobine) sont souvent omis, ce qui crée une ambiguïté quant à l'état de l'alimentation électrique (comme le montre la partie droite de la figure 3). En outre, certains fabricants intervertissent les carrés de gauche et de droite, ce qui peut prêter à confusion, en particulier lorsque les symboles des actionneurs sont omis.

Symbole de l'électrovanne 2/2 normalement fermée

La figure 2 montre un symbole de vanne 2/2 à l'état normalement fermé. Les deux carrés adjacents représentent les deux états de la valve. Le symbole "T" dans le carré de droite indique que la vanne est normalement fermée, et la flèche dans le carré de gauche indique le sens de circulation du fluide lorsque la vanne est actionnée. Le symbole de la bobine d'électro-aimant sur le côté gauche et du ressort sur le côté droit indique respectivement les moyens de commande pilote et de commande de retour pour le fonctionnement de la vanne.

Symboles des électrovannes 3/2

Les électrovannes 3/2 ont deux positions et trois orifices de raccordement. Une seule électrovanne peut donc être utilisée pour contrôler le débit d'un fluide dans deux circuits. Ces vannes peuvent être utilisées pour de multiples applications, telles que la commutation entre deux circuits ou l'actionnement d'un cylindre hydraulique. Les symboles de la figure 4 montrent les différentes fonctions du circuit des vannes 3/2. Dans chaque symbole, 1, 2 et 3 représentent trois orifices de la vanne. Le symbole de la bobine d'électro-aimant sur le côté gauche et du ressort sur le côté droit indique respectivement les moyens de commande pilote et de commande de retour pour le fonctionnement de la vanne. Les différentes configurations sont expliquées ci-dessous :

• A : Lorsque la vanne est en position de repos, le fluide s'écoule de l'orifice 2 vers l'orifice 3 tandis que l'orifice 1 est complètement fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 1 dans le carré de droite). Lorsque la vanne est actionnée, le fluide s'écoule de l'orifice 1 vers l'orifice 2, tandis que l'orifice 3 reste fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 3 dans le carré de gauche).
• B : Lorsque la vanne est en position de repos, le fluide s'écoule de l'orifice 1 vers l'orifice 2 tandis que l'orifice 3 est complètement fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 3 dans le carré de droite). Lorsque la vanne est actionnée, le fluide s'écoule de l'orifice 2 vers l'orifice 3 tandis que l'orifice 1 reste fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 1 dans le carré de gauche).
• C : Lorsque la vanne est en position de repos, le fluide s'écoule de l'orifice 1 vers l'orifice 3 tandis que l'orifice 2 est complètement fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 2 dans le carré de droite). Lorsque la vanne est actionnée, le fluide s'écoule de l'orifice 1 vers l'orifice 2, tandis que l'orifice 3 reste fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 3 dans le carré de gauche).
• D : Lorsque la vanne est en position de repos, le fluide peut circuler entre les orifices 1 et 3, l'orifice 2 étant complètement fermé (indiqué par un symbole "T" sur l'orifice 2 dans le carré de droite). Lorsque la vanne est actionnée, le fluide peut circuler entre les orifices 1 et 2, l'orifice 3 étant complètement fermé (indiqué par un symbole "T" à l'orifice 3 dans le carré de gauche).

2. Symboles des électrovannes dans un diagramme de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID)

Schéma de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID)

Un diagramme de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID) est une représentation graphique détaillée d'un processus qui comprend à la fois le matériel et les logiciels (comme l'équipement, la tuyauterie et l'instrumentation) nécessaires à la conception, à l'assemblage et au fonctionnement du système. La plupart des systèmes de fabrication utilisent de la vapeur, de l'air comprimé, de l'eau et d'autres procédés qui nécessitent des canalisations pour la transmission d'un point à un autre. Plusieurs instruments contrôlent ces formes d'énergie, ces processus et ces médias, généralement sous la forme de jauges, de vannes et de pompes.

Le P&ID d'un système de contrôle est similaire au schéma d'un circuit électronique. Le diagramme comporte tous les composants conçus pour un processus particulier et il est utilisé par les ingénieurs, les opérateurs et le personnel de maintenance travaillant dans l'unité pour lire et effectuer leur travail. Il peut y avoir plusieurs processus sur un seul P&ID et, dans ce cas, il est conseillé de segmenter l'ensemble du P&ID en processus individuels pour une meilleure compréhension.

Symboles des électrovannes dans un P&ID

Les symboles typiques des électrovannes utilisés dans un diagramme P&ID sont illustrés à la figure 6. Ces symboles ne sont pas aussi descriptifs que ceux utilisés dans les diagrammes de puissance des fluides. Les flèches sont utilisées pour indiquer le sens de circulation du fluide dans les vannes à 3 et 4 voies. Les flèches indiquent les voies d'écoulement hors tension qui donnent la direction de l'écoulement du fluide lorsque la vanne est au repos (non actionnée). Les différents labels sont les suivants :

• A : Electrovanne deux voies tout ou rien
• B : Electrovanne d'angle tout ou rien
• C : Electrovanne trois voies tout ou rien
• D : Électrovanne tout ou rien à quatre voies à clapet ou à bille
• E : Électrovanne tout ou rien à quatre voies et cinq ports

Les symboles des actionneurs pour les électrovannes sont indiqués dans la figure 7. Les différents labels sont les suivants :

• A : Actionneur solénoïde tout ou rien à réarmement automatique
  • L'actionneur solénoïde tout ou rien à réarmement automatique garantit que la vanne change d'état sans l'influence d'un opérateur externe, et cette méthode d'actionnement est idéale pour l'automatisation des processus.
• B : Actionneur solénoïde tout ou rien à réarmement manuel ou à distance
  • Les électrovannes à réarmement manuel sont utilisées dans les applications exigeant des contrôles de sécurité extrêmes avant l'arrêt/le démarrage du processus. Par conséquent, la vanne ne peut pas être actionnée électriquement et la vanne se met en marche lorsque le solénoïde est alimenté en électricité par une opération manuelle.
• C : Actionneur solénoïde marche-arrêt manuel et à réarmement à distance
  • L'actionneur solénoïde manuel et à réarmement à distance assure l'actionnement automatique et manuel de l'électrovanne.
• D : Actionneur solénoïde modulant
  • Un actionneur solénoïde modulant positionne avec précision la vanne entre la position complètement ouverte et complètement fermée (c'est-à-dire entre 0° et 90°). Ceci est nécessaire pour les applications qui requièrent une variation du débit.

Un diagramme P&ID comprend généralement le symbole des vannes actionnées, comme le montre la figure 8. Il convient de noter que les symboles P&ID représentés dans les figures 6 à 8 ne sont donnés qu'à titre d'information et qu'ils peuvent varier d'une entreprise à l'autre. Reportez-vous toujours à la légende P&ID de l'entreprise concernée pour le tableau des symboles.

Normalisation des symboles

L'International Society Of Automation (ISA) a défini un ensemble de normes strictes pour les symboles P&ID, mais il existe encore différentes manières de représenter les vannes. Il existe des divergences transparentes entre les types de vannes des différentes entreprises et les bibliothèques d'un outil de simulation. Mais il ne s'agit pas d'un problème de saillie car tous les composants sont également décrits par un texte, un modèle unique appelé numéro de pièce, un numéro d'étiquette qui correspond à un composant spécifique du système, et sont décrits en détail dans une légende qui accompagne le dessin. Veillez à la cohérence des symboles sur l'ensemble du dessin afin que le diagramme P&ID puisse être facilement compris par tous ceux qui l'utilisent.

Exemple

Une vanne de contrôle de processus placée à distance peut être actionnée et contrôlée par une vanne de contrôle intermédiaire, comme le montre la figure 9. La conduite d'alimentation en air (Figure 9 étiquetée C) est contrôlée par une électrovanne à trois voies (Figure 9 étiquetée A). Il évacue l'air (Figure 9 étiquetée D) ou l'envoie vers la vanne de régulation du processus (Figure 9 étiquetée B). La vanne de régulation intermédiaire est positionnée de manière à fournir de l'énergie à la vanne de régulation du processus.