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Des variateurs de vitesse et des démarreurs progressifs connectés – les outils idéaux pour l’Automation 4.0

Lorsque l’on parle d’industrie 4.0, on parle d’automation, d’IHM, d’IoT, de machines et de capteurs connectés. La connectivité des variateurs de vitesse et des démarreurs progressifs offre d’importantes améliorations s’agissant tant de leurs performances que de leur maintenance. Grâce à des capteurs de dernière génération et à des logiciels intégrés, la supervision des machines est grandement simplifiée. Chez WEG, les variateurs de fréquence et les démarreurs progressifs communiquent entre eux pour aller vers toujours plus d’efficience énergétique.

Automation et variateurs de vitesse

Les industriels en recherche de solutions économes en énergie pour le contrôle des moteurs asynchrones ou à aimants permanents trouvent la réponse adéquate dans les variateurs de vitesse connectés. Flexibles, ils sont performants et contrôlent avec précision le couple et la vitesse de rotation, assurant ainsi l’optimisation de vos process. 

Quelques notions s’agissant des variateurs de vitesse

Rôle et composition du variateur de vitesse

Le rôle d’un variateur de vitesse est de contrôler la vitesse d’un moteur triphasé dès son démarrage jusqu’à son arrêt. Il réduit les risques de surtension et de sous-tension. Également, l’utilisation d’un VFD réduit la consommation énergétique des moteurs asynchrones. A noter qu’avec l’arrivée des variateurs de vitesse de dernière génération, l’industrie utilise de plus en plus des moteurs à courant alternatif (CA) et délaisse les moteurs à courant continu (CC).

 

Les VFD sont équipés de trois éléments principaux, à savoir : un redresseur, un bus courant continu et un onduleur. Grâce à ces trois éléments, la tension d’entrée alternative est convertie en une tension continue, puis le signal transmis est régulé et enfin la tension est rendue de nouveau alternative au travers d’une onde sinusoïdale. La tension et la fréquence nécessaires peuvent être définies grâce à la modulation de largeur d’impulsion (MLI).

Alimentation mono ou triphasée ? Comment choisir son VFD ?

La large gamme de convertisseurs de vitesse WEG se compose de variateurs monophasé/triphasé et triphasé/triphasé. Ce large choix permet de répondre à tous les besoins quelle que soit l’alimentation de départ. Bien que souvent triphasé dans l’industrie, le réseau domestique est lui bien souvent monophasé. Ainsi, un variateur de vitesse mono / tri délivrera, en sortie, une tension d’alimentation triphasée alors qu’elle était monophasée à l’entrée. 

Lorsque l’alimentation initiale est triphasée, les variateurs de fréquence WEG permettent à l’alimentation en entrée et en sortie de 400V d’être identique (triphasée). Attention, dans ce cas à la configuration du couplage pour le moteur électrique.

Les équipes techniques et commerciales de WEG conseillent leurs clients pour le choix du variateur de vitesse le plus adapté à l’application. 

En effet, ce choix s’effectue selon l’application, l’alimentation du réseau et également l’intensité du moteur. Quelle que soit la puissance des moteurs entraînés, l’alimentation initiale (mono ou tri), basse ou moyenne tension, le besoin de protection (IP), l’utilité d’une intégration en armoire, les variateurs WEG répondent présents. Compacts ou décentralisés, ils peuvent être flexibles et supporter des cycles intensifs.

L’automatisation des variateurs de vitesse : une porte d’entrée dans l’industrie 4.0

Les variateurs connectés deviennent de plus en plus fonctionnels. De nombreuses fonctions sont facilement et rapidement programmables. Les logiciels sont intégrés aux VFD. Leur gestion automatisée rend les processus plus fiables. La gestion thermique est automatisée en fonction de la température ambiante. L’automation permet aussi la réduction de la consommation d’énergie ainsi que des opérations de maintenance. L’efficacité énergétique est une notion essentielle, particulièrement depuis juillet 2023, selon les exigences de la réglementation européenne, où les variateurs de fréquence doivent obligatoirement avoir un rendement IE2.

Connectés, les variateurs de vitesse deviennent intelligents. Les nouvelles fonctionnalités leur permettent de collecter, d’analyser et de traiter les données transmises par les capteurs connectés. De nombreuses données peuvent être transmises telles que le type de courant, la température du moteur ou encore la mesure de la tension aux bornes. 

 

Avec le logiciel WEG SoftPLC, les variateurs sont intégrés à l’application et sont personnalisables. Des automatismes semblables à de petits API sont facilement mis en œuvre et débogués. Les fonctionnalités d’automatisme PLC sont disponibles en standard dans les variateurs de fréquence WEG.

Le logiciel WPS de WEG a de nombreuses fonctionnalités. Il permet la sauvegarde des données et aussi la surveillance des variables des VFD. Le logiciel WPS est utilisé pour modifier, gérer et visualiser les différents paramètres. Il permet la programmation en langage à contacts de nombreux produits WEG. Il permet également et par exemple de faire communiquer en série jusqu’à 30 appareils.

 

L’IHM ou Interface Homme Machine des variateurs CFW900 de WEG est tout aussi intelligente que simple d’utilisation. Sa prise en main est aisée pour l’opérateur qui peut suivre sur site ou à distance le fonctionnement des équipements. Hautement performante, l’IHM du CFW900 permet l’affichage jusqu’à 18 variables. Ce riche affichage permet de diagnostiquer rapidement les dysfonctionnements et de programmer simplement le variateur.

Pour répondre à la diversité des applications industrielles 4.0, les variateurs connectés WEG sont flexibles et polyvalents. L’optimisation des processus ne nécessite plus d’API grâce à la souplesse qu’apportent les fonctions du contrôleur logique programmable SoftPLC. 

 

Les connexions sont totalement sécurisées. Les protocoles de communication sont fiables. Chaque utilisateur utilise une connexion personnelle nécessaire à l’accomplissement de ses missions. 

Automation et démarreurs progressifs

Moins utilisés que les variateurs de vitesse, les démarreurs progressifs répondent néanmoins aux besoins de nombreuses applications. Au démarrage des moteurs asynchrones, ils évitent les pointes de charge. Ils sont idéaux pour adoucir les démarrages et les arrêts des pompes. Connectés, ils permettent eux aussi d’améliorer les performances des machines entraînées.

Les démarreurs progressifs WEG

Pour des démarreurs de moyenne ou basse tension, l’électronique de puissance et les logiciels permettent de contrôler et de faire varier la tension d’alimentation aux bornes du moteur. Cette variation offre une montée en puissance progressive de la vitesse, limite les à-coups, réduit l’appel de courant au démarrage, contrôle le couple et apporte bien d’autres avantages. 

Des démarreurs progressifs pour un démarrage et un arrêt en douceur des pompes

La gamme de démarreurs progressifs SSW900 de WEG est l’équipement idéal pour limiter les coups de bélier lors du démarrage et de l’arrêt des pompes. Les canalisations subissent ainsi moins de pression lors de ces périodes courtes pouvant être critiques.

 

Les démarreurs progressifs SSW900 sont un condensé d’innovations et de technologies. Ils existent en plusieurs tailles pour répondre aux besoins les plus courants : plage d’intensité nominale allant de 10 à 1400 A.

Des démarreurs progressifs pour des moteurs moyenne tension

La gamme des démarreurs progressifs SSW7000 de WEG a été conçue pour des moteurs moyenne tension. En installant un démarreur progressif, un moteur à cage ayant une tension nominale de 6900 V et une puissance pouvant aller jusqu’à 5600 kW peut compter sur une montée en vitesse progressive. 

 

Equipé d’une interface homme/machine « IHM », l’utilisateur visualise et contrôle en toute simplicité les paramètres des démarreurs. Connecté et disposant d’une connexion USB et de logiciels téléchargeables gratuitement, les démarreurs SSW7000 sont facilement intégrables dans vos réseaux.

Solutions digitales WEG

Les solutions digitales WEG font entrer vos installations dans l’industrie 4.0 en apportant une réponse efficiente s’agissant des préoccupations liées à la consommation d’énergie mais aussi des problématiques de maintenance. L’IoT « Internet of Things », le cloud et aussi l’IA sont des outils qui multiplient de façon exponentielle les capacités de collecte et d’analyse des données collectées. Connaître, en temps réel, l’état de fonctionnement des installations permet, entre autres, d’améliorer les processus et donc la production, de réduire la maintenance en la rendant prédictive et bien sûr d’améliorer l’efficacité énergétique des installations. 

Avec l’ère 4.0, la maintenance des machines est en passe de devenir prédictive après avoir été corrective puis préventive. Grâce à la solution Motion Fleet Management, les utilisateurs sont informés en temps réel du comportement des installations et des besoins de maintenance. Ils sont prévenus de la survenue d’une défaillance mais aussi avant la survenue d’un défaut. Une maintenance systématique ou conditionnelle affine les processus et organise une meilleure inspection, un meilleur contrôle pour un remplacement au meilleur moment des pièces d’usure. 

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