Technologie ferroviaire pour les conditions les plus défavorables

Quand les grues ferroviaires et les véhicules de transport de scories à Leipzig quittent l'usine du fabricant Kirow, ils doivent souvent faire leurs preuves pendant plus de 20 ans dans des environnements particulièrement défavorables. Des températures extérieures comprises entre -20 et +40°C, des scories chaudes jusqu'à 1 200°C, de fortes vibrations et des tensions électriques accrues sont parmi les exigences posées à la technologie et à l'électronique. La technologie de connexion à ressort et les contrôleurs d'E/S de WAGO ont aussi dû faire leurs preuves dans cet environnement.
Le Multi Tasker de Kirow, le leader mondial dans le domaine des grues ferroviaires, se trouve dans les dépôts de nombreuses entreprises ferroviaires. Cette machine est utilisée là où des avaries sur le réseau ferroviaire doivent être supprimées rapidement et efficacement et lorsque des charges de jusqu'à 200 tonnes doivent être déplacées. Le Tracklayer est un complément spécial au Multi Tasker : il est utilisé pour poser des éléments de voie ou pour remplacer des aiguillages qui doivent être régulièrement renouvelés du fait de l'usure importante provoquée par les trains à grande vitesse. Auparavant, il fallait transporter les éléments de l'aiguillage jusqu'à leur lieu d'utilisation, les assembler à cet endroit et poser les rails. Désormais, les segments d'aiguillage de jusqu'à 18 tonnes sont intégralement prémontés par le fabricant puis sont transportés jusqu'au site du remplacement. Les aiguillages de jusqu'à 4,4 m de large étant trop encombrants pour un transport ferroviaire normal, ils sont inclinés à 60 ° sur des chariots de transport d'aiguillage spéciaux de Kirow, ils sont solidement fixés et transportés, souvent sur de longues distances, jusqu'à leur lieu d'utilisation.

Les grues ferroviaires et les véhicules de transport de scories de Kirow sont exploités par une technologie de commande très élaborée. Une multitude de capteurs surveille l'état de fonctionnement actuel et de nombreux actionneurs garantissent une commande fiable. Les signaux sont acheminés via un système E/S. La position des béquilles de stabilisation d'une grue est par exemple contrôlée par des capteurs inductifs. Si les béquilles de stabilisation sont placées avec l'écart exigé, un témoin lumineux est activé via une borne de sortie numérique du système. D'autres capteurs vérifient que la compensation d'inclinaison est correctement verrouillée pendant le transport et qu'elle est déverrouillée pendant l'exploitation.

« Le système E/S que nous recherchions devait être adapté à l'environnement ferroviaire sévère et être établi dans ce secteur. Par rapport à d'autres fabricants, la technique fiable de connexion à ressort et la technique CANopen robuste de WAGO nous ont également convaincus », explique Arnfried Wagner, responsable de la technologie de commande chez Kirow. Kirow utilise le SYSTÈME E/S WAGO 750. Le fabricant basé à Minden a pu démontrer que la robustesse de sa technique permettait de répondre aux exigences particulières du secteur ferroviaire conformément aux normes EN 50155 (norme ferroviaire) et EN 50121/3/2 (compatibilité électromagnétique). La technique de connexion à ressort et l'électronique ont fait l'objet d'essais de vibrations, de secousses et de chocs. La résistance aux intempéries, l'insensibilité aux perturbations et la résistance aux vibrations et aux tensions ont été démontrées et certifiées.

Selon Arnfried Wagner, la conception modulaire et les dimensions compactes sont les autres avantages de la technique WAGO. Les nœuds E/S compacts peuvent être placés là où des capteurs et des actionneurs sont nécessaires et il est possible de renoncer à un câblage compliqué vers un contrôleur centralisé. Compte tenu des écarts courts, le fabricant utilise des câbles avec de petites sections qui sont moins sensibles aux influences électromagnétiques. Le SYSTÈME E/S WAGO complète le système de commande de Kirow avec une multitude d'entrées et sorties analogiques et numériques. Ainsi, à l'avenir, d'autres fonctions comme les mouvements des bras de support doivent être commandées par des cartes de sortie du système E/S de WAGO.

« Nous utilisons la technique WAGO depuis cinq ans et nous en sommes très satisfaits. » Nous n'avons pas de pannes, malgré l'environnement extrême. Elle peut être utilisée de manière très flexible pour faire face aux différentes exigences et elle se distingue par un bon rapport qualité/prix », reconnaît le responsable de la technologie de commande chez Kirow qui attribue de bonnes notes à WAGO. « Au début, nous avons sous-estimé les problèmes liés à la condensation dans des secteurs soumis à des variations de température extrêmes. Avec WAGO, nous avons recherché une solution et l'avons rapidement trouvée avec un vernis de protection spécial sur l'électronique. Depuis, nous n'avons plus aucun problème d'humidité et nos clients sont aussi très satisfaits de la fiabilité de la technique » déclare Arnfried Wagner.

Kirow attache en outre une grande importance aux interfaces standardisées, à l'image du coupleur de bus de terrain pour CANopen, et à une manipulation simple. Malgré les conditions très sévères, la technique de connexion à ressort s'est avérée parfaitement fiable tant au niveau de la surface de connexion que pour les contrôleurs. « La plage de température élargie aura pour nous une importance toujours plus grande. Nous avons par exemple des appels d'offres de Lituanie et de Chine où la technique doit fonctionner à la perfection même par-40 °C. Avec le nouveau système 750 XTR, WAGO est sur la bonne voie dans ce domaine », explique Arnfried Wagner. Avec le nouveau SYSTÈME E/S WAGO 750 XTR, la plage de température sera étendue et sera comprise entre -40 °C et +70 °C. Ce système est en outre stable en tension jusqu'à 5 kV et résistant aux vibrations jusqu'à une accélération de 5g.

D'après les expériences de Kirow, disposer d'une technique éprouvée ne suffit plus. Le respect des normes concernant les conditions climatiques, la protection CEM ou les justificatifs de sécurité doivent être attestés par des certifications. WAGO peut prouver la conformité de toutes les normes via son propre laboratoire d'essai certifié.

Les clients du fabricant de technique ferroviaire exigent une durée de cycle de vie des produits d'au moins 20 ans. La durée de cycle de vie se mesure aussi selon le service et la disponibilité des pièces de rechange. Or, le cycle d'innovation des logiciels et des composants électroniques ne convient pas à ces exigences. Le responsable de la technologie de commande chez Kirow a souvent eu de mauvaises expériences auprès des fournisseurs électroniques : « Les fabricants nous annonçaient sans cesse, à notre grande surprise, qu'ils allaient cesser de livrer certaines pièces importantes. La philosophie de WAGO en matière de produits nous convient mieux car les nouveaux composants sont compatibles avec des versions précédentes. Cette continuité est très importante pour nous. »

Text : Marco Schrader, WAGO