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Référence 9 juin 2021
Avec la sécurité dans le cloud

Linde a mis au point une installation de séparation d'air qui peut être exploitée avec un haut degré de flexibilité - en fonction de la situation sur le marché de l'électricité. Pour éviter que ce mode de fonctionnement innovant n'entraîne une augmentation des charges ou des pertes d'efficacité dans l'installation, Linde a mis en place une surveillance sophistiquée basée sur le cloud. WAGO veille à ce que les données de mesure soient transférées de manière fiable vers le cloud grâce à la solution Cloud Connectivity.

Le vieux rêve de conte de fées de pouvoir filer de l'or à partir de la paille - les installations de séparation de l'air de Linde se rapprochent de cette utopie : les installations utilisent l'air pour extraire des produits chimiques de base précieux. L'oxygène pour le secteur de la santé et l'industrie sidérurgique, par exemple, l'azote pour les fabricants de produits alimentaires ou l'argon pour l'industrie électrique. Mais cela n'a rien d'un conte de fées. Au contraire, les installations de la taille d'un gymnase, avec leurs tours caractéristiques, sont la preuve des plus hautes compétences en matière d'ingénierie. Le procédé de séparation des gaz sur lequel ils reposent a été mis au point par le fondateur de l'entreprise, Carl von Linde, à la fin du 19e siècle, et porte donc le nom de « procédé Linde » en son honneur.

Vos avantages :

  • Exploitation hautement flexible des unités de séparation d'air avec WAGO

  • Collectez et envoyez des données vers le cloud grâce à la Cloud Connectivity.

  • Contrôleur de passerelle IoT PFC200 - Plus grande disponibilité, meilleures performances

Cependant, il faut beaucoup d'électricité pour décomposer l'air en ses composants. « Pour la transition énergétique mondiale, c'est une grande opportunité. Après tout, les installations industrielles de ce type peuvent contribuer de manière significative à l'intégration de l'énergie éolienne et photovoltaïque dans le système énergétique », explique le Dr Oliver Slaby, responsable de l'informatique pour l'exploitation des installations au sein de la filiale du groupe Linde Engineering. Cela est possible en rendant le fonctionnement plus flexible, en fonction de l'approvisionnement en électricité : si l'on dispose de beaucoup d'énergie éolienne et solaire, les centrales fonctionnent au maximum de leur capacité ; si l'on dispose de moins d'énergie renouvelable, elles sont réduites ou complètement arrêtées.

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Réseau sécurisé avec Cloud-Connectivity

Cependant, un tel mode d'exploitation variable pose des exigences nettement plus élevées à la technologie de l'installation que l'exploitation à rendement largement constant qui était courante jusqu'à présent. C'est pourquoi Linde Engineering a mis au point un nouveau concept technologique appelé FLEXASU® qui permet d'exploiter les installations de séparation d'air avec un haut degré de flexibilité. Un système sophistiqué de surveillance et d'analyse empêche les variations de charge de réduire les performances et la durée de vie interne de l'installation. Un composant central de ce système : la passerelle IoT du contrôleur PFC200 de WAGO, qui utilise la connectivité du cloud pour collecter les données et les envoyer au cloud.

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Plus grande disponibilité, meilleures performances

Un regard sur Vejle, une ville du sud-est du Danemark, montre ce que les usines de séparation d'air peuvent faire pour la transition énergétique. Linde Engineering y a installé une installation pilote FLEXASU®. Elle se distingue notamment des installations conventionnelles par le fait que l'échangeur de chaleur à plaques, qui constitue le cœur de tous les systèmes de séparation d'air, est équipé de nombreux capteurs. « Les échangeurs de chaleur à plaques ont pour mission de refroidir l'air entrant. En même temps, ils chauffent les produits sortants générés dans l'installation », explique Paul Heinz, ingénieur de conception chez Linde Engineering. Le démarrage et l'arrêt fréquents de l'installation provoquent une contrainte thermique, qui peut entraîner une contrainte sur l'échangeur de chaleur. « Dans le pire des cas, cela pourrait entraîner de petites fuites. Si la production devait être interrompue pour des réparations, cela entraînerait des coûts élevés en raison des temps d'arrêt », explique M. Heinz.

Les experts de Linde Engineering utilisent donc les capteurs installés pour surveiller l'état thermique des blocs de l'échangeur de chaleur. Sur la base de ces données, qui sont collectées chaque minute, les experts peuvent utiliser des simulations pour prévoir la durée de vie des blocs. S'il s'avère qu'un composant est sur le point d'atteindre sa limite de charge, les employés le remplacent à temps ou modifient le mode de fonctionnement afin d'éviter toute contrainte sur les composants.

« Une telle approche de maintenance prédictive augmente encore la disponibilité des installations », explique M. Heinz. En outre, les données des capteurs révèlent également comment les performances des installations peuvent être améliorées - par exemple, en montrant où les températures dans le composant s'écartent localement de l'optimum. Grâce à ces connaissances, le processus peut être adapté de manière à réduire les besoins énergétiques de l'installation. Les experts en surveillance deviennent ainsi des consultants pour l'exploitation de la centrale. Ce service profite non seulement aux opérateurs internes mais aussi aux opérateurs externes - Linde vend également ses installations de séparation d'air à d'autres entreprises.

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Dans le pire des cas, cela pourrait entraîner de petites fuites. Si la production devait être interrompue pour des réparations, cela entraînerait des coûts élevés en raison des temps d'arrêt.

Paul Heinz | Conceptual Design Engineer | Linde Engineering

Film de référence

Fiable dans le désert et la toundra

Contrôleurs PFC200

La consolidation des données, les analyses, les simulations et les prévisions sont réalisées dans Microsoft Azure, l'offre cloud du groupe américain de logiciels. Cela permet, entre autres, de travailler avec les données depuis n'importe quel endroit du monde - un avantage majeur, car les installations de séparation d'air de Linde sont souvent installées dans des régions éloignées. Mais comment les données arrivent-elles dans le cloud ? Linde Engineering fait confiance à WAGO pour cette tâche critique pour le système : avec ses fonctions de connectivité au cloud, la passerelle IoT sous la forme du PFC200 assure le transfert sécurisé et crypté des données vers Microsoft Azure.

Un certain nombre de raisons plaident en faveur de WAGO, rapportent les experts de Linde. Paul Heinz souligne, entre autres, la robustesse qui est requise ici. « Nos installations sont souvent exploitées dans des endroits où les conditions climatiques sont extrêmes. Nous avons été convaincus que le produit de WAGO est aussi bien adapté à une utilisation dans le désert que dans la toundra », explique l'expert. Plus le lieu est éloigné, plus il est important que l'acquisition et la transmission des données puissent être configurées et mises en service à distance. « Avec WAGO, c'est possible sans aucun problème, et la configuration se fait à distance », dit le Dr. Oliver Slaby. L'installation elle-même est un jeu d'enfant et ne nécessite aucune expertise particulière. L'infrastructure de communication mobile n'est pas toujours fiable, en particulier dans les endroits éloignés. Ici, les exploitants d'installation bénéficient du tampon de données fourni par la passerelle IoT des contrôleurs WAGO : si la connexion est interrompue pendant un court instant, les données sont ensuite transmises collectivement à partir du tampon, de sorte qu'aucune valeur mesurée n'est perdue.

Nos installations sont souvent exploitées dans des endroits où les conditions climatiques sont extrêmes. Nous avons été convaincus que le produit de WAGO est aussi bien adapté à une utilisation dans le désert que dans la toundra.

Paul Heinz | Conceptual Design Engineer | Linde Engineering

Agile et engagé

M. Slaby cite également la certification ATEX de WAGO. « De nombreuses installations de traitement proposées par Linde Engineering manipulent des milieux inflammables ou explosifs. Il faut donc utiliser un contrôleur certifié pour ces zones hautement explosives », explique-t-il. Enfin, Linde Engineering a déjà eu de nombreuses bonnes expériences avec les produits de la société interne dans d'autres domaines, souligne M. Slaby. Ainsi, les solutions WAGO sont utilisées dans d'autres secteurs de Linde. En plus des qualités techniques, WAGO a également pu impressionner son client par son agilité et son engagement lors de la mise en œuvre. « Pendant le développement de nos installations pilotes, nous avions besoin d'une assistance rapide et flexible. Les experts de WAGO ont vraiment fait un excellent travail : ils ont mené à bien leur tâche en deux semaines seulement », déclare M. Slaby.

Linde Engineering souhaite maintenant transposer son concept d'installation de séparation d'air flexible en fonction de la charge dans une nouvelle série de produits. Cela fait de l'entreprise un pionnier de la transition énergétique - et un modèle pour l'ensemble de l'industrie des process. Le potentiel de gestion des charges des entreprises dans d'autres domaines technologiques est également considérable. WAGO est à vos côtés en tant que partenaire fiable.

Auteur : Ralph Diermann
Interlocuteur chez WAGO :
Dirk Volkening | Product Manager Software
Carsten Wendt | Product Manager Software

Pendant le développement de nos installations pilotes, nous avions besoin d'une assistance rapide et flexible. Les experts de WAGO ont vraiment fait un excellent travail.

Dr. Oliver Slaby | Head of IT for Plant Operation | Linde Engineering

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