Pour exploiter pleinement le potentiel des vérins linéaires électriques, il est essentiel de comprendre et de mettre en œuvre les bons systèmes de commande. En choisissant les systèmes de commande adaptés aux vérins linéaires électriques, les applications peuvent bénéficier d’une plus grande précision, d’une utilisation simplifiée et d’une optimisation des performances. Cette page est dédiée à la compréhension des différents types de systèmes de commande pour vérins linéaires électriques, à leur fonctionnement, aux avantages qu’ils offrent et à la manière de choisir le meilleur pour les besoins spécifiques de votre application.

Introduction au fonctionnement des actionneurs

Introduction au fonctionnement des actionneurs

Actionneurs are fundamental components in various mechanical systems, playing a crucial role in energy conversion into motion. Essentially, an actuator takes an energy source and converts it into a physical movement. This capability is integral to countless applications, from industrial machinery to consumer electronics, and even in advanced robotics. The basic concept behind actuators involves the conversion of energy, typically électrique, hydraulique ou pneumatique into mechanical motion. This is achieved through différents composants and mechanisms depending on the type of actuator. For instance, electric actuators may use moteurs CC à balais, while hydraulic actuators utilize fluid-filled pistons to generate movement.


In electric linear actuators, electric current is used to produce rotational motion in an electric motor that’s mechanically linked to a gearbox and utilizes a vis mère to cycle the actuator’s shaft attached to an ACME drill nut for linear motion. Control systems for actuators have developed significantly over the years, enhancing the versatility and functionality of these devices. Linear actuators can be operated through various means and control mechanisms including:

• Wired controllers - provide a direct and reliable connection, often used in industrial settings where robust control is necessary.
• Wireless controllers - offer users the convenience of remote control operation from a distance without the need for physical cables.
Contrôleurs compatibles Wi‑Fi et Bluetooth - allow for integration into smart systems and access through mobile devices, providing user-friendly interfaces and the ability to adjust settings remotely and precisely.

These advancements in actuator technology and control systems have broadened the scope of their applications, making them indispensable in modern automated systems. Whether it's adjusting windows in véhicules, operating heavy duty équipements agricoles, or l’automatisation des appareils ménagers, actuators continue to be pivotal in translating electrical signals into physical action.

Comprendre les systèmes de commande pour les actionneurs

Les systèmes de commande sont des composants essentiels au fonctionnement des actionneurs linéaires électriques. Ils sont conçus pour gérer leur fonctionnement et diriger leurs mouvements. Les boîtiers de commande, par exemple, constituent un type de système de commande pour actionneurs linéaires. Ils regroupent tous les composants électroniques dans un boîtier, généralement de forme rectangulaire. Un système de commande interprète les commandes d'entrée, manuelles ou automatisées, et les traduit en signaux qui ajustent le mouvement de l'actionneur.


L'objectif principal de ces systèmes est de garantir un fonctionnement précis, efficace et fiable des actionneurs, conformément aux paramètres prédéfinis. L'importance des systèmes de commande dans le fonctionnement des actionneurs est capitale, notamment pour un contrôle précis et efficace des mouvements. Ces systèmes sont essentiels pour plusieurs raisons : 1. Précision : Les systèmes de contrôle permettent un réglage fin des mouvements des actionneurs afin d’obtenir des niveaux élevés de répétabilité et de précision. Ceci est essentiel dans les applications où un positionnement précis est critique, comme en chirurgie robotique ou en ingénierie aérospatiale. 2. Efficacité : En optimisant la réponse des actionneurs aux commandes, les systèmes de contrôle réduisent la consommation d’énergie et minimisent l’usure. Cela prolonge non seulement la durée de vie de l'actionneur, mais améliore également l'efficacité globale du système dans lequel il fonctionne.
3. Adaptabilité : Les mécanismes de rétroaction peuvent ajuster en temps réel le comportement des actionneurs compatibles en analysant les données de position qu'ils reçoivent. Cette adaptabilité est essentielle dans les environnements dynamiques où les conditions évoluent rapidement, comme dans les processus de fabrication automatisés ou lorsque plusieurs actionneurs subissent une répartition de poids inégale.

4. Intégration : Les systèmes de commande permettent souvent aux actionneurs de fonctionner conjointement avec d’autres systèmes préexistants, facilitant ainsi des opérations complexes à partir d’entrées simples envoyées au système de commande. Cette intégration est rendue possible par les progrès réalisés en matière de connectivité et de programmation. Dans certains systèmes de commande, les transformateurs intégrés peuvent également assurer une intégration transparente en servant de convertisseur de tension, par exemple lorsqu’une source d’entrée de 120 V CA est nécessaire pour alimenter un actionneur de 12 Vcc.

5. Dispositifs de sécurité : Les dispositifs de sécurité programmés, tels que la protection contre les surcharges, contribuent à prévenir les dommages à un actionneur ou à l’application en interrompant le fonctionnement lorsque le boîtier de commande détecte une consommation de courant excessive. Une autre fonction de sécurité présente dans les boîtiers de commande est la protection contre la surchauffe. Celle-ci interrompt le fonctionnement après un certain nombre de cycles afin de garantir que le cycle de service de l'actionneur reste inférieur à ses valeurs nominales, évitant ainsi la surchauffe du moteur. Les systèmes de commande sont essentiels au fonctionnement des actionneurs. Ils leur confèrent l'intelligence et l'adaptabilité nécessaires pour assurer précision, efficacité, sécurité et un contrôle de mouvement performant. Leur rôle est primordial dans le domaine en pleine expansion des technologies d'automatisation, où la précision des mouvements est souvent la clé du succès opérationnel.

Composants et types de systèmes de commande

Les systèmes de commande des actionneurs linéaires électriques sont composés de plusieurs éléments clés qui garantissent un fonctionnement précis et efficace. Comprendre ces éléments et les principes qui les sous-tendent est essentiel pour optimiser les performances des actionneurs linéaires.

Composants clés d'un boîtier de commande de base

Dans un boîtier de commande de base conçu pour les actionneurs linéaires électriques, chaque composant joue un rôle crucial pour assurer un fonctionnement efficace. Voici une description détaillée de ces principaux composants, de leurs fonctions et de leur utilité :

1. Relais : Les relais fonctionnent comme des interrupteurs qui commandent le circuit électrique haute puissance à l'aide d'un signal basse puissance. Pour les boîtiers de commande conçus pour gérer des actionneurs à deux fils, deux relais sont indispensables pour inverser la polarité de la tension appliquée aux deux fils de l'actionneur, ce qui modifie le sens du mouvement. Ceci permet une commande bidirectionnelle simple pour déployer et rétracter l'actionneur.

2. Canaux d'entrée : Les canaux d'entrée sont des interfaces par lesquelles le système de commande reçoit des signaux électriques provenant de sources externes, telles que des alimentations ou des télécommandes filaires. Les boîtiers de commande à retour de position peuvent également recevoir des données des capteurs de l'actionneur. Ces canaux traitent les entrées de l'utilisateur et/ou des capteurs afin de déterminer le mode de fonctionnement de l'actionneur. Ils sont donc essentiels pour initier et contrôler les mouvements de l'actionneur en fonction d'exigences spécifiques.

3. Canaux de sortie : Les canaux de sortie transmettent les signaux de commande du contrôleur à l'actionneur ou à d'autres composants, comme des relais. Les boîtiers de commande à retour de position peuvent également fournir un courant électrique pour alimenter les capteurs de l'actionneur. Ces canaux sont essentiels à l'exécution des commandes définies par le système de contrôle, influençant directement le comportement de l'actionneur.

4. Bouton de synchronisation à distance : Ce bouton permet de synchroniser le système de contrôle avec une télécommande. Il garantit la reconnaissance et le traitement des entrées de la télécommande par le système de contrôle, facilitant ainsi une utilisation pratique et flexible à distance.

5. Voyant lumineux : Les voyants lumineux fournissent un retour visuel sur l'état du système. Ils peuvent indiquer la mise sous/hors tension, les modes de fonctionnement, les erreurs ou la réception du signal, facilitant ainsi la surveillance et le dépannage du système sans outils de diagnostic complexes.

6. Sélection du mode : Cette fonction permet à l'utilisateur de basculer entre différents modes de fonctionnement du boîtier de commande, tels que les commandes momentanées ou non momentanées. En mode momentané, le bouton de la télécommande doit être maintenu enfoncé pour que l'appareil fonctionne. Dès que vous relâchez le bouton, l'appareil s'arrête. Le mode non momentané fonctionne comme un interrupteur qui reste dans sa dernière position jusqu'à ce qu'il soit modifié, qu'il soit enfoncé ou non. Cela signifie qu'une fois activé, l'appareil continue de fonctionner jusqu'à ce que l'interrupteur soit éteint manuellement.

7. Antenne : L'antenne fait partie des boîtiers de commande dotés d'un système de communication sans fil. Elle sert à améliorer la portée et la qualité du signal entre le système de commande et les dispositifs de télécommande, ou entre systèmes interconnectés. Elle est essentielle pour maintenir une communication fiable dans les environnements où le câblage direct est impossible ou indésirable.

8. Module récepteur RF : Ce module reçoit les signaux radiofréquences émis par les télécommandes sans fil. Il décode ces signaux en commandes exploitables par le système de commande. Le module récepteur RF est indispensable aux systèmes de commande sans fil, permettant ainsi la commande à distance de l'actionneur sans contact physique. Ensemble, ces composants forment un système de commande complet pour les actionneurs à deux fils. Chacun remplit une fonction spécifique qui contribue à l'efficacité globale du fonctionnement de l'actionneur. Ce système permet non seulement un contrôle précis des mouvements de l'actionneur, mais améliore également l'interface utilisateur et l'interaction, le rendant adaptable à une large gamme d'applications.
Mécanismes de rétroaction de position

Mécanismes de rétroaction de position

Rétroaction de position is essential for enhancing the precision and accuracy of actuator control. Three common types of feedback mechanisms include hall effect sensors, potentiometers, and limit switch feedback.

Capteurs à effet Hall

The Hall Effect theory, Edwin Hall (who discovered the Hall Effect), stated that whenever a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the flow of electric current in a conductor, a voltage difference is induced. This voltage can be used to detect whether a hall effect sensor is in the proximity of a magnet.
En fixant un aimant sur l’arbre rotatif d’un moteur, les capteurs à effet Hall peuvent détecter lorsque l’arbre leur est parallèle. À l’aide d’un petit circuit imprimé, cette information peut être émise sous forme d’onde carrée, similaire aux codeurs optiques. Il est courant que les cartes à effet Hall intègrent 2 capteurs, produisant ainsi une sortie en quadrature où deux signaux montent et descendent à mesure que le moteur électrique tourne, avec un déphasage de 90° entre eux. En comptant ces impulsions et en voyant laquelle arrive en premier, les systèmes de commande peuvent déterminer le sens de rotation du moteur.

Potentiomètres

A potentiometer provides a variable resistance that is proportional to the position of the actuator. Gears are often linked between the potentiometer’s knob and the actuator’s rotating motor. As the actuator moves, the resistance value changes, which can be measured and converted into position data. This information is then used by a control system to make fine adjustments to the actuator's position, enhancing accuracy.

Rétroaction par interrupteurs de fin de course

The purpose of limit switch feedback signals is to allow a system to determine whether the actuator has physically tripped the internal limit switches. This kind of feedback is simple and useful for applications that mainly just require information on whether the actuator has reached the fully extended or fully retracted positions.

Types de systèmes de commande pour les actionneurs

Les systèmes de commande pour les actionneurs peuvent être classés en deux grandes catégories :
Systèmes de commande en boucle ouverte : In these systems, the actuator is controlled solely based on the input commands without any feedback on the actual position. While simpler and less expensive, open-loop systems lack the ability to correct errors in positioning, making them less accurate than their counterparts.
One example of a simple open-loop system includes a momentary rocker switch wired to a linear actuator. This requires an operator to physically press and hold the switch for the actuator to continue cycling and letting go of the switch before the actuator has reached the end of travel will result in the actuator stopping motion mid-way.
Systèmes de commande en boucle fermée : These systems incorporate feedback mechanisms, such as Hall effect sensors or potentiometers, to continually adjust the control signals based on the actuator’s actual position. This feedback loop allows for precise control and error correction, making closed-loop systems ideal for applications where accuracy is critical. Closed-loop control systems are commonly found in applications that utilize microcontrollers, control boxes, and PLCs programmed for actuators to perform specific functions.
The choice of control system and its components significantly impacts actuators' functionality and performance optimization. By integrating effective feedback mechanisms and selecting the appropriate control system type, actuators can be optimized for a wide range of applications, ensuring both precision and reliability in their operation.
Rétroaction et correction d’erreurs

Rétroaction et correction d’erreurs

In an ideal setting, linear actuators would always behave predictably, however, disturbances can come in the form of heavy winds, unequal weight distributions, physical obstructions, and mechanical wear and tear. Some of these disturbances can be accounted for using control systems that have been programmed to work with linear actuators that have compatible feedback to read errors and then execute error correction strategies to reach the desired results.

Variables corrigées par les systèmes de commande


1. Position : Control systems help ensure that an actuator reaches and maintains the desired position accurately by comparing the user’s position to the actual position reading from the positional feedback sensors. Examples include when standing desk users press a controller’s button to have actuators travel to a specific preset memory position to adjust their workspace from the seated to standing height.

2. Vitesse : Reading positional feedback and dividing the distance traveled by how much time had passed will result in travel speed. Some control systems allow for adjustable speed settings through PWM (Pulse Width Modulation), enabling the actuator to move at different speeds based on the application's requirements. This is useful in applications where varying speeds are necessary such as for actuators driving the motion of flight simulators.

3. Force : Certain control systems can regulate the amount of force exerted by actuators, ensuring that it operates within safe limits and prevents damage to the system or surrounding components. By measuring the electric current draw, control systems can gauge approximately how much force is being exerted by linear actuators. This feature is useful for linear actuators that open and close windows to shut off power and stop applying force in case a person's hand or obstacle is blocking the path of travel.

Types de stratégies de commande

Different control strategies are used in the industry to achieve a reasonable level of precision in motion control. Each of these control strategies offers different benefits and is suitable for various applications, depending on the level of control and precision required by the system. Some of the widely used control strategies for electric linear actuators include:

1. Commande Marche/Arrêt : This is the simplest form of control used with electric linear actuators commonly found in open-loop control systems. It involves turning the electric current supplied to the actuator on or off with no in-between state. This method is straightforward and is used in applications where precise control over the position is not necessary. The actuator operates at full power until it reaches a set limit switch or completes its task, at which point it turns off.
2. P (commande proportionnelle) : La commande proportionnelle ajuste l’alimentation de l’actionneur en fonction de l’erreur, c’est‑à‑dire la différence entre la position/la force mesurée et la valeur souhaitée par l’utilisateur. Le signal de commande est proportionnel à cette erreur : plus l’erreur est grande, plus la réponse de l’actionneur est forte. Cette méthode permet un fonctionnement plus fluide que la commande Marche/Arrêt, mais peut tout de même entraîner une erreur statique si elle n’est pas combinée à d’autres types de commande.
3. PI (commande proportionnelle-intégrale) : Cette stratégie améliore la commande proportionnelle en ajoutant un terme intégral, qui traite le problème de l’erreur statique. La composante intégrale cumule les erreurs passées dans le temps et applique une correction cumulative qui tend à ramener l’erreur à zéro. Cela permet à l’actionneur d’atteindre et de maintenir plus précisément la position/la force souhaitée par l’utilisateur.
4. PID (commande proportionnelle-intégrale-dérivée) : La commande PID est une méthode plus avancée combinant trois types de stratégies — proportionnelle, intégrale et dérivée — pour offrir un contrôle précis et stable de l’actionneur. La composante proportionnelle dépend de l’erreur actuelle, la composante intégrale additionne les erreurs passées, et la composante dérivée anticipe les erreurs futures selon le taux de variation. Cette approche complète permet une maîtrise très précise de la position, de la force et de la vitesse de l’actionneur, ce qui la rend idéale pour les systèmes complexes et dynamiques où la précision est essentielle.
Boîtiers de commande pour vérins linéaires

Choisir le bon système de commande

When selecting control systems for your electric linear actuators, it is important to consider the following factors:

• Indice de protection (IP)
• Compatibilité
• Budget

1. Indice de protection (IP) : Évaluez les exigences environnementales spécifiques de votre application afin de déterminer le type de système de commande nécessaire. Le boîtier de commande PA-33, par exemple, possède un indice de protection IP65 contre la poussière et l’eau. Un indice de protection IP65 ou supérieur est recommandé pour les systèmes de commande exposés aux éléments extérieurs tels que la pluie, la poussière et les débris.

2. Compatibilité : Assurez-vous que le système de commande est compatible avec les vérins linéaires électriques que vous avez choisis ou utilisez actuellement, afin de garantir une intégration fluide. Vérifiez si votre actionneur dispose de protocoles de communication/rétroaction de position compatibles avec les contrôleurs envisagés. Par exemple, les actionneurs servo de micro-précision PA-12-T (TTL/PWM) et PA-12-R (RS-485) offrent une commande de position précise avec une exactitude de position jusqu’à 100 µm et nécessitent des protocoles de communication avancés pour de telles performances. Un autre point à considérer est la compatibilité entre le type de moteur de votre actionneur et un système de commande. Des moteurs sans balais à fonctionnement continu, comme ceux que l’on trouve dans nos actionneurs PA-14 sur commande, nécessitent des boîtiers de commande compatibles avec leur fonctionnement, tels que le boîtier LC-241.

To see which of our control boxes and actuators are compatible with each other, check out our control box comparison and compatibility charts linked below:

https://7717445.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/7717445/PDF%20Manuals/Desk%20Accessories/Control%20Boxes%20Compatibility%20Chart%202023.pdf

https://7717445.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/7717445/PDF%20Manuals/Desk%20Accessories/Control%20Boxes%20Comparison%20Chart-1.pdf

3. Budget : Déterminez s’il existe des contraintes budgétaires pour le projet et choisissez un système de commande offrant le meilleur rapport valeur/coût tout en répondant à vos exigences de performance. Par exemple, des projets d’intérieur simples ne nécessitant pas une grande précision fonctionneront sans problème en câblant un interrupteur à bascule basique, sans haut indice de protection, pour piloter un mini-vérin linéaire 2 fils à prix abordable.

Boîtiers de commande de type effet Hall

Les boîtiers de commande tels que notre série FLTCON permettent d'avoir des fonctions programmées, des fonctions de sécurité et d'autres réglages utilisateur accessibles via la télécommande connectée. Lorsque plusieurs actionneurs de type effet Hall sont connectés à un boîtier FLTCON, celui-ci assure la synchronisation des moteurs afin qu'ils se déplacent ensemble à la même vitesse.
Lisez notre blog sur les applications des boîtiers de commande FLTCON pour plus d'informations.
Lors du choix d'une configuration avec 2 actionneurs à effet Hall, notre FLTCON-2 accepte une tension d'entrée de 110 V CA. Cependant, nous proposons également le FLTCON-2-24 Vcc, qui accepte une tension d'entrée de 24 Vcc. Associé à notre bloc d'alimentation portable FLT PA-BT1-24-2200 (sortie 24 Vcc), le FLTCON-2-24 Vcc et le PA-BT1-24-2200 offrent une mobilité optimale. Nous proposons une large gamme de télécommandes, vous permettant de profiter pleinement des fonctionnalités uniques de nos différentes télécommandes filaires programmables. Celles-ci peuvent également être utilisées avec nos télécommandes sans fil RT-14 pour un confort d'utilisation accru.

En résumé

Les systèmes de commande jouent un rôle crucial dans la maximisation des performances, de l’efficacité et des capacités des vérins linéaires électriques. En comprenant les différents types de systèmes de commande, leurs fonctions et la manière de choisir celui qui convient à votre application, vous pouvez garantir un fonctionnement optimal et obtenir les résultats souhaités. Que vous œuvriez dans la fabrication, la robotique ou l’automobile, la mise en place du bon système de commande peut vous aider à porter les performances de vos vérins linéaires électriques au niveau supérieur.

Nous espérons que vous avez trouvé cela aussi informatif et intéressant que nous, en particulier si vous recherchiez des conseils pour choisir des systèmes de commande adaptés à vos vérins linéaires électriques. Si vous avez des questions sur nos produits ou si vous avez du mal à sélectionner les systèmes de commande et les vérins linéaires électriques qui répondent le mieux à vos besoins, n’hésitez pas à nous contacter ! Nous sommes des experts dans notre domaine et serons ravis de vous aider à répondre à toutes vos questions !