TorqueControl4.0 de Bauer transforme une technologie vieille de 130 ans en un entraînement intelligent
TorqueControl4.0 permet d’intégrer de manière rentable tous les motoréducteurs entraînés par secteur Bauer dans un réseau Industry 4.0 sans avoir besoin d’un variateur de fréquence.
Le moteur asynchrone à cage d’écureuil a été inventé en 1889 ; 130 ans plus tard, il reste l’un des moteurs électriques les plus fréquemment utilisés pour les applications industrielles standard. TorqueControl4.0 de Bauer convertit un motoréducteur asynchrone passif en un entraînement intelligent, communiquant des données précieuses via IO-Link. En intégrant des motoréducteurs dans l’Internet industriel des objets (IIoT), les opérateurs peuvent bénéficier d’une plus grande précision, d’une meilleure efficacité énergétique et de coûts de maintenance réduits.
Les avantages de l’IIoT sont bien documentés, les fabricants du monde entier investissant dans des usines intelligentes pour leur permettre d’améliorer les flux de production. Cependant, la plupart des petits et moyens fabricants n’ont pas les ressources nécessaires pour engager des millions d’euros pour reconstruire complètement leurs usines. Ainsi, chaque fois qu’il est possible d’intégrer une technologie passive traditionnelle dans un réseau intelligent, de nombreux fabricants se posent la question : « Comment mettre à niveau mon infrastructure existante ? »
Simon Seybold, ingénieur développement, Bauer Gear Motor GmbH
La contribution de Bauer Gear Motor à la « quatrième révolution industrielle » (Industry4.0) a commencé lorsqu’un client de longue date a posé cette question, comme l’explique Simon Seybold, ingénieur de développement :
« Un client avec lequel nous avions travaillé précédemment en étroite collaboration nous a demandé d’étudier une alternative aux limiteurs de couple mécaniques. Il recherchait une solution plus efficace pour la surveillance et le contrôle du couple des systèmes de convoyeur, qui offrirait idéalement de meilleures performances pendant les opérations et un temps de réaction réduit en cas de surcharge de couple. Nous avons rapidement décidé qu’une solution électronique était le meilleur moyen de répondre à ses besoins et qu’elle pouvait offrir l’avantage supplémentaire de communiquer des données réelles au cloud via IO-Link. »
Les limiteurs de couple mécaniques protègent la transmission en prévoyant une défaillance lorsqu’une charge de couple spécifique est atteinte. Bien que simple, il s’agit d’un moyen de protection efficace pour des applications telles que les convoyeurs où un corps étranger pourrait obstruer la transmission et générer des charges imprévues. La plupart des limiteurs de couple mécaniques modernes sont également équipés d’un capteur capable d’alerter l’opérateur en cas de surcharge. Cependant, dans ce cas, l’embrayage mécanique doit être partiellement démonté puis réengagé, ce qui prolonge les temps d’arrêt rencontrés par l’opérateur. De plus, le système mécanique est autonome et permet uniquement un contrôle binaire, c’est-à-dire engagé ou désengagé.
La solution de Bauer, TorqueControl4.0, est une commande électronique intelligente, ce qui signifie que tous les motoréducteurs entraînés par secteur peuvent être intégrés à un réseau Industry 4.0 de manière économique sans qu'un variateur de fréquence ne soit nécessaire. Il permet à l’opérateur de définir un couple de surcharge flexible, mais précis, et de surveiller en permanence les performances. Il permet de prendre des mesures de maintenance préventive en cas d’irrégularités. En outre, si une surcharge est détectée, le contrôleur central peut communiquer les informations à la chaîne de production et mettre tous les équipements en attente en attendant que la situation de surcharge soit résolue. Ensuite, une fois le problème résolu, il est facile de redémarrer le système sur le réseau.
TorqueControl 4.0 convient aux opérations impliquant la manutention de matériaux, l’intralogistique ou des processus qui démarrent sous charge et nécessitent une excellente efficacité énergétique et un déploiement de puissance en douceur.
La capacité de TorqueControl4.0 à se connecter au réseau Industry 4.0 via IO-Link signifie que les données environnementales d’un motoréducteur standard peuvent pour la première fois être surveillées et traitées en temps réel. Cela augmente par conséquent la fonctionnalité et les performances du motoréducteur, avec des fonctionnalités telles que les démarrages et arrêts progressifs ainsi que la possibilité d’optimiser la magnétisation du moteur indépendamment de la charge, ce qui augmente considérablement l’efficacité du moteur dans des conditions de charge partielle.
Simon poursuit : « TorqueControl4.0 permet non seulement de surveiller l’état de fonctionnement, les heures de fonctionnement, la température et le cycle de charge, mais aussi d’effectuer un arrêt indépendant du couple tout en fournissant des données d’état telles que le courant, la tension ou la puissance. Les paramètres peuvent être définis pour arrêter l'entraînement en quelques millisecondes en cas de surcharge, ce qui évite d’endommager la transmission. En même temps, les opérateurs peuvent limiter le courant de démarrage de la même manière qu’un démarrage progressif conventionnel.
En permettant une surveillance continue du point de charge, TorqueControl4.0 sera en mesure d’ajuster la tension pour faire fonctionner efficacement le variateur en charge partielle. Nous estimons que cela permet une augmentation du rendement du moteur pouvant aller jusqu’à 25 % dans certains cas. »
TorqueControl4.0 est intégré à la boîte de jonction du moteur, ce qui signifie que le moteur conserve son indice IP standard. Le système a été conçu pour une large gamme d’applications avec des exigences de puissance allant jusqu’à 2,2 kW. Il est particulièrement adapté aux opérations impliquant la manutention de matériaux, l’intralogistique ou les processus qui commencent sous charge et nécessitent une excellente efficacité énergétique ainsi qu'un déploiement de puissance en douceur.
Grâce à TorqueControl4.0, tous les motoréducteurs fonctionnant sur secteur peuvent être intégrés à l’IIoT sans qu’un convertisseur de fréquence soit nécessaire. Les données communiquées à l’unité de commande centrale sont au final bénéfiques pour l’ensemble de la ligne de production. Ainsi, les fabricants peuvent transformer la technologie du 19e siècle en une usine du 21e siècle du futur.