Trois tendances digitales dans la variation de fréquence

D’après PwC, 98% des entreprises industrielles européennes prévoient d’augmenter leur efficience via des technologies digitales, une maintenance prédictive ou des solutions RA (réalité augmentée). Mais comment intégrer les variateurs de fréquence ?

De nombreux producteurs s’activent à réaliser des usines « intelligentes ». L’un des facteurs cruciaux est l’intégration de commandes moteur intelligentes. Nombre de nouveaux variateurs de fréquence possèdent leur propre programmation sous forme d’une commande PLC intégrée, permettant la surveillance des commandes via un réseau et l’exécution de programmes. La comparaison de prix est également intéressante car les variateurs de fréquence intelligents sont une méthode avantageuse pour intégrer la dernière technologie Industrie 4.0. Les avantages en termes de productivité sont nombreux, tels que l’amélioration de l’efficience opérationnelle et du contrôle de qualité, l’optimisation intelligente des machines, un diagnostic à distance ou sans fil et une maintenance prédictive.

Pratiquement tous les variateurs de fréquence sont équipés en standard d’une communication sérielle intégrée. En termes simples, celle-ci envoie une série d’impulsions digitales vers un variateur de fréquence qui interprète ces impulsions pour exécuter des commandes et envoyer éventuellement un signal de retour. Le hardware consiste généralement en une technologie sans fil ou des câbles à fibres optiques.

Le choix du bon protocole de communication doit également faire l’objet d’une attention particulière pour éviter les confusions de signaux. Les possibilités sont nombreuses et l’application est généralement déterminante. Prenons Ethernet comme exemple. Les variateurs de fréquence dotés d’une connectivité Ethernet standard apparaissent de plus en plus plus souvent dans les automatisations d’usines. Ils peuvent également établir une connexion avec le réseau MES et échanger des données dans les deux sens. Une telle configuration forme finalement une passerelle vers d’autres composants d’automatisation connectés dans l’usine.

Il faut également tenir compte des systèmes de bus de terrain ouverts. Les données peuvent être échangées entre les composants système, sur de longues distances et sous une charge extrême. Les systèmes de bus de terrain disponibles sont notamment PROFIBUS, CAN-bus, DeviceNet, BACnet et Modbus — dont la plupart ont des variantes Ethernet. 

Le diagnostic sans fil – via le wifi, Bluetooth ou une autre technologie sans fil – est l’avenir des variateurs de fréquence. C’est une bonne chose pour les équipes de maintenance car les boîtiers sont souvent difficilement accessibles. En utilisant le signal sans fil intégré de la commande, les techniciens peuvent désormais se connecter au système à distance. Cette connexion leur permet de visualiser et de diagnostiquer la panne sans contact physique. Les données de diagnostic collectées sans fil peuvent également supporter les stratégies de maintenance prédictive. Certains modèles de variateurs de fréquence ont un serveur qui surveille la continuité de l’application à l’aide d’un moteur horodaté ou de données spécifiques à la commande. En outre, en cas de défaillance de l’application, les données relatives au moteur et à la commande peuvent être partagées avec un PLC maître. 

Les variateurs de fréquence peuvent fournir diverses données sur le moment où la défaillance s’est produite, telles que le courant du moteur, le couple du moteur, la tension du bus et l’état thermique du moteur ou de la commande. Avec ces données à portée de main, les techniciens peuvent réaliser une analyse complète pour trouver la cause première. L’information collectée peut servir à déclencher des alarmes ou des avertissements correspondants si les données de l’application dépassent une certaine limite. Cette stratégie peut être suivie pour stopper l’application et résoudre d’éventuels problèmes avant que le système ne tombe en panne.

Prenons un ventilateur comme exemple pratique. La dernière génération de variateurs de fréquence dispose d’algorithmes capables de surveiller les performances de consommables tels que les ventilateurs et de prédire leur durée de vie à l’aide de données comme la température, le régime et le nombre d’heures de fonctionnement. L’équipe de maintenance peut exploiter ces informations pour, si nécessaire, réparer ou remplacer le ventilateur lors d’une période de maintenance régulière.

90% des entreprises industrielles interrogées par PwC ont déclaré que la digitalisation présentait plus d’opportunités que de risques. En sélectionnant les bons variateurs de fréquence, les entreprises peuvent exploiter pleinement le potentiel de la technologie digitale – tels le MES intégré, la maintenance prédictive et les solutions RA – pour développer et étendre leurs capacités de production.