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Maintenance Magazine 150 – novembre 2020

Une conversion se traduit par des économies d’énergie allant jusqu’à 41%

Une ligne de production doit être le plus longtemps possible productive. Mais parfois, un renouvellement écoénergétique de pièces obsolètes est rapidement amorti. De cette manière, ATS a assuré la conversion réussie de Masterdrives obsolètes en contrôleurs Sinamics G120. Ceci en combinaison avec des moteurs à réluctance Simotics chez IFG Exelto, ce qui a permis d’économiser jusqu’à 41% d’énergie dans des conditions optimales.

IFG Exelto, situé sur l’ancien site de Domo, est un producteur de fibres discontinues PP (polypropylène) aux applications pour les revêtements de sol, l’automobile, les géotextiles et la construction (fibres à béton). Les fibres sont filées 24h/24 sur cinq lignes à fibres à Zwijnaarde. Les pompes de spin sont à cet effet essentielles pour la qualité des fibres. Jusqu’à récemment, les huit pompes de spin de la ligne 4 étaient entraînées par des variateurs de fréquence Masterdrives. Cette technologie de Siemens a fait ses preuves depuis des années, mais deviendra obsolète à partir d’octobre 2020. Il deviendra dès lors difficile d’obtenir des pièces de rechange et de faire des réparations. Un autre problème était que le protocole de communication entre les variateurs de fréquence était Simolink. C’est également une technologie de Siemens qui faisait autrefois fureur, mais qui depuis a été remplacée par des systèmes plus conviviaux. En conséquence, l’expertise Simolink a progressivement disparu du terrain. ATS était encore l’un des rares intégrateurs à être familier avec ce protocole.

La mise à jour s’impose

ATS travaille depuis des années avec IFG Exelto dans le domaine électrique. Pour ce projet, ATS a cartographié les risques possibles et les points faibles de la plus grande ligne de fibre. Comme le souligne Jeroen Kuypers, chef du département technique : « Il était grand temps de moderniser l’une des cinq lignes de fibre. Simultanément, les pièces libérées pouvaient être utilisées pour dépanner les autres lignes. » Le chef de projet d’ATS, Tom Leutenez, a suggéré à IFG Exelto de passer aux variateurs de fréquence modulaires et multifonctionnels Sinamics G120. « En principe, ils pourraient commander les moteurs de pompe de spin existants, mais nous avons tout de même proposé de remplacer les moteurs obsolètes et sous-optimaux par les moteurs synchrones à réluctance Simotics. Ces derniers sont parfaitement adaptés au contrôle de fréquence Sinamics, de manière à ce que le variateur de fréquence nécessite moins de puissance. En raison de l’efficacité (énergétique) accrue, même à charge partielle, le surcoût est rapidement récupéré », explique Leutenez. Simolink a été simultanément remplacé par la technologie de communication Profibus, plus accessible, qui était déjà présente. L’ensemble de la conversion a dû être réalisé dans un court laps de temps, lors de la pause estivale lorsque les lignes étaient à l’arrêt. Leutenez : « Heureusement, IFG Exelto pouvait compter sur notre flexibilité et notre expertise. Grâce à une préparation minutieuse, avec le soutien de Siemens, ATS pouvait faire le travail en une semaine à peine. »

Les avantages d’un système d’entraînement synchrone à réluctance

En passant à un entraînement synchrone à réluctance, la puissance absorbée de l’installation pouvait être réduite et des moteurs plus efficaces pouvaient être installés. Stephan d’Hert de Siemens explicite : « Huit moteurs de 5 kW (rendement < 70%) ont fait place à des moteurs à réluctance de 2,2 kW à haut rendement (89,5%) et à la commande précise. Même lorsqu’ils sont utilisés à charge partielle et à faible vitesse, le rendement des moteurs synchrones à réluctance est beaucoup plus élevé que ce n’est le cas avec un moteur asynchrone standard. De cette manière, une efficacité d’au moins IE4 est obtenue sans aucun problème. » Une analyse du réseau démontre que la nouvelle installation consomme jusqu’à 41% moins d’énergie (conditions nominales, marge d’erreur de 5%). Cela aide IFG Exelto à atteindre ses objectifs découlant de l’accord de gestion énergétique, mais bien sûr, cela permet également d’économiser gros sur la facture énergétique. En outre, le système d’entraînement à réluctance ne requiert aucun encodeur ni refroidissement forcé, tandis que la commande reste précise, même à très basse vitesse. Ces pièces économisées ne peuvent donc pas non plus se casser, elles ne requièrent aucune maintenance et ne consomment aucune énergie. La nouvelle installation est de ce fait beaucoup plus résiliente et performante.

Une collaboration proactive

IFG Exelto fait confiance à ATS. Les techniciens d’ATS ont effectivement une connaissance approfondie de la base installée d’IFG Exelto, un net avantage sur la concurrence. Mais il est également plus facile de réfléchir avec le client et de proposer des solutions sur mesure. IFG Exelto est satisfait de la collaboration et l’installation tourne à souhait. Mission accomplie ! Mais c’était aussi un plaisir pour ATS de travailler avec IFG Exelto : « Les armoires étaient parfaitement entretenues et les schémas étaient à jour. Ce n’est hélas pas toujours le cas », déclare Leutenez avec un clin d’œil. C’était un cas typique où ATS faisait de nécessité vertu et examinait le problème au-delà de l’urgence (nouveaux variateurs de fréquence). ATS démontre ainsi par exemple au client que la modernisation s’amortit rapidement en raison des économies d’énergie, de la convivialité, d’un entretien réduit… En route vers les quatre autres lignes de fibre ?

Par Tony Geudens