Les blocs d'alimentation assurent des processus plus efficaces.

 21 juin 2022
Comme avant, mais en mieux !

Des immeubles en France, des tunnels en Suisse, des plafonds en béton en Allemagne - tous obtiennent leur stabilité entre autres grâce aux produits en fil métallique de Kehl. La société Badische Drahtwerke GmbH (BDW) fournit des treillis soudés, des cages d'armature, des poutres en treillis et de nombreux autres produits en acier à béton et en acier d'armature dans la région et dans les pays voisins. Lorsque les machines de production de poutres en treillis ont dû être soumises à une mise à jour de sécurité, les ingénieurs ont utilisé les capacités de communication d'une alimentation électrique intelligente de WAGO pour améliorer l'efficacité du processus.

Le béton armé est aujourd'hui l'un des matériaux de construction les plus importants au monde. Partout où la résistance à la traction est nécessaire dans la construction, il est le premier choix. L'acier d'armature utilisé se présente sous la forme de barres d'armature, de treillis soudés, de poutres en treillis ou de fil d'armature. BDW livre en moyenne plus d'un demi-million de tonnes de ces produits en acier par an. En respectant les exigences les plus élevées en matière de protection du travail et de l'environnement, nous fabriquons des produits de la plus haute qualité grâce à des techniques de production ultramodernes. Grâce à des procédures certifiées en matière de gestion de la qualité, de la protection de l'environnement et de l'énergie, BDW s'assure que les exigences des clients et les dispositions légales sont respectées à tout moment. Les fils d'acier d'une épaisseur de 4 à 25 millimètres sont toujours au centre de la production des produits d'armature variés et souvent individuels. Pour que les produits d'armature puissent être créés en pliant et en assemblant les fils, ceux-ci doivent d'abord être déroulés de bobines, appelées coils. Ce n'est qu'à ce moment-là que les installations de dressage, de pliage et de découpe peuvent faire leur travail. Il faut faire attention lors du déroulement des bobines de plusieurs tonnes : la courbure créée lors de l'enroulement doit être contrée lors du déroulement. La torsion de l'acier et dans le sens de la longueur, joue un rôle important dans cette rectification. Pour le traitement ultérieur, celle-ci ne doit pas être trop grande.

Jusqu'à 15 mètres de long parfaitement droits : les poutres en treillis de Kehl

L'une des principales familles de produits de BDW est celle des poutres en treillis, des éléments d'armature composés de fils parallèles reliés entre eux par des étriers diagonaux à une distance fixe. Les BDW vendent des poutres en treillis dans de nombreuses variantes jusqu'à une longueur de 15 mètres. Elles assurent la capacité portante et d'utilisation des dalles en béton ou sont utilisés pour lier les dalles préfabriquées et le béton local. Les fils diagonaux sont reliés aux fils parallèles, appelés sangles, par soudage par points de résistance. Le fil d'acier lisse, profilé ou nervuré est le matériau de base de telles poutres en treillis. À Kehl, douze machines assurent leur production à la chaîne.

Une attention particulière est portée à la membrure supérieure, dont la tension intrinsèque contribue largement à la rectitude du produit final. "Après avoir été déroulée et redressée, la bande supérieure passe une nouvelle fois dans un appareil", explique Paulo Luis, responsable de l'automatisation et de l'optimisation du grand parc de machines chez BDW à Kehl. "En fonction du matériau, de la géométrie de la section et de la courbure de sortie, les opérateurs de la machine ajustent les rouleaux de redressage. Ils voient quand une intervention est nécessaire pour que la poutre ne bascule pas ou ne se torde pas".

Pendant de nombreuses années, les opérateurs de la machine ont réglé l'écart entre les rouleaux qui s'enchevêtrent à l'aide d'une broche et d'un volant. Les travaux de modernisation visant à améliorer l'efficacité et la sécurité du travail ont posé plusieurs défis à Luis et à son équipe : "Les rouleaux de redressage se trouvaient désormais dans la zone de sécurité derrière une grille de protection", explique-t-il avant de préciser : "Pour actionner la manivelle, les opérateurs devaient faire passer les machines du mode automatique au mode manuel, ouvrir la grille, l'ajuster, fermer la grille et repasser en mode automatique. En cas d'ouvertures imprudentes, toute la rue se mettait en arrêt d'urgence".

Un plus de sécurité nécessite un changement de mentalité

Afin d'assurer des processus plus efficaces et plus simples, les responsables de BDW ont décidé de réaliser à l'avenir le mouvement de la broche par un moteur de 24V. Cela a eu des conséquences importantes : comme la bande supérieure peut avoir un diamètre de 4 à 16 millimètres selon le produit et qu'il faut en outre tenir compte d'autres paramètres, il n'est pas possible de définir un point d'arrêt universel pour le moteur qui règle les rouleaux de redressage via la broche.

"Dans d'autres appareils de dressage, nous utilisons des capteurs pour déterminer les positions finales", explique Luis : "Mais comme ici les rouleaux s'emboîtent les uns dans les autres et que nous passons des fils très différents, cela aurait été énormément compliqué". Les variantes possibles présentaient toutes des inconvénients, comme il l'explique : "Nous aurions par exemple dû installer plusieurs capteurs, y compris les câbles, dans une zone qui pose des exigences très élevées aux composants en termes de vibrations. Un disjoncteur-moteur classique a été notre prochaine approche. Nous l'avons rejeté, car il aurait fait en sorte qu'un électricien doive vérifier l'armoire électrique à chaque déclenchement. Cela aurait été totalement inacceptable".

[...] et développé avec notre alimentation WAGO Pro 2 une solution qui va bien au-delà d'une application classique d'alimentation électrique [...].

Josef Fleig, directeur adjoint du bureau de vente WAGO à Reutlingen

L'alimentation électrique fait la différence

Paulo Luis a continué à travailler sur ces défis, en évaluant plusieurs possibilités : "Assez rapidement, nous avons eu l'idée de savoir si nous ne pouvions pas déterminer le point d'arrêt en fonction du courant nécessaire au moteur pour déplacer la broche avec les rouleaux", se souvient le spécialiste de l'automatisation, en développant l'idée : "Dès que l'intensité du courant augmente sensiblement, cela devrait clairement signaler la position finale. Mais pour cela, nous aurions dû installer un compteur électrique supplémentaire sur chaque machine".

Enfin, Josef Fleig a démontré que non seulement c'était la bonne approche, mais qu'elle pouvait même être réalisée avec un seul appareil. Le directeur adjoint du bureau de vente de WAGO à Reutlingen est responsable des clients industriels dans le sud de l'Allemagne et donc un interlocuteur pour BDW depuis des années. "Après que M. Luis m'ait décrit l'utilité de l'alimentation, nous avons continué à discuter ensemble de l'approche et avons développé, avec notre alimentation WAGO Pro 2, une solution qui va bien au-delà d'une application classique d'alimentation électrique : dès que les galets de redressage appuient contre la bande supérieure en mouvement, le moteur doit exercer une certaine force en fonction du type de matériau et de l'épaisseur du fil. Celle-ci est proportionnelle à l'intensité du courant absorbé. Une valeur déterminée empiriquement permet ainsi de déterminer la position finale et nous utilisons cette valeur comme seuil d'alerte de surcharge de la Pro 2".

Les alimentations Pro 2 de WAGO disposent de très nombreuses fonctions utiles et sont capables de surveiller et de signaler en continu la tension de sortie, le courant de sortie, le comportement de boost et de surcharge, le comportement à l'enclenchement, la signalisation, les seuils d'alerte et bien d'autres choses encore. Des applications inédites peuvent être réalisées grâce à des modules de communication qui communiquent avec le niveau d'automatisation et de contrôle via les protocoles IO-Link, Modbus RTU ou ETHERNET : "Avec BDW, l'alimentation vérifie si le courant de sortie est supérieur au seuil d'alerte de surcharge et la sortie numérique du Pro 2 permet de signaler la surintensité détectée au système de contrôle", résume Fleig.

L'opérateur peut alors vérifier ce message via le panneau tactile de la machine. "La solution est simple, mais géniale", se réjouit Luis : "Elle nous a permis de déplacer la commande des rouleaux de redressage de la zone de sécurité vers le poste de commande et de concevoir le processus de manière à le rendre non seulement plus sûr, mais aussi plus efficace". Des appareils supplémentaires sont superflus, comme le souligne Fleig : "Cette solution efficace a pu être mise en œuvre directement par le client sur la machine. En dehors du moteur et du bloc d'alimentation intelligent Pro 2, aucun autre composant n'est nécessaire".

Cette solution efficace a pu être mise en œuvre directement par le client sur la machine. En dehors du moteur et du bloc d'alimentation intelligent Pro 2, aucun autre composant n'est nécessaire.

Paulo Luis, Automatisation et optimisation du parc de machines (BDW)

Après s'être assuré de la fonctionnalité et de la fiabilité de la solution par le biais d'un montage d'essai, Luis et son équipe ont pu transformer cinq machines pour la production de poutres en treillis : "Ainsi, nous protégeons non seulement nos opérateurs de machines, mais aussi les moteurs - et tout cela grâce à une alimentation électrique dont nous aurions de toute façon eu besoin !" Enthousiaste, il ajoute : "Tout fonctionne exactement comme avant, mais beaucoup mieux et plus intelligemment : nous utilisons le bloc d'alimentation pour quelque chose à quoi nous n'avions d'abord pensé qu'en théorie. Mais ce sont justement ces possibilités et cette flexibilité qui caractérisent aujourd'hui les appareils intelligents". Fleig se réjouit avec son client : "En raison de sa capacité de communication, la Pro 2 a effectivement beaucoup plus de potentiel qu'une simple alimentation électrique. Il existe d'innombrables possibilités d'utiliser la valeur de courant surveillée comme point de départ pour des optimisations et des augmentations d'efficacité".

La nouvelle horloge dans l'armoire de commande

L'alimentation WAGO Pro 2 – L'armoire de commande est en pleine mutation car les exigences qui lui sont imposées ne cessent d'augmenter - en quantité et en qualité. La mise en réseau croissante, la hausse des coûts énergétiques et l'individualisation croissante signifient que l'armoire de commande doit être plus petite, plus économique, plus rapide et plus flexible.

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