Une mécanique vieille de 130 ans rencontre une commande de dernière génération

insight 1/2018

La sécurité constitue la priorité absolue quand les collaborateurs assurent la maintenance des motrices du train à crémaillère du Pilatus. La haute tension des caténaires doit être commutée de façon contrôlée. La commande et l’entraînement du pont transbordeur datant de 1888 ont ainsi été remplacés. Grâce à l’API de sécurité avec fonctions Motion Control intégrés de Siemens, une solution simple et rapide a été implantée.

 

Il est 7h00, le parc de véhicules s’anime: les motrices avancent l’une après l’autre et sont déplacées transversalement sur la voie à la sortie par le pont transbordeur. Avant que les voitures ne circulent, le préparateur du train vérifie les freins, les niveaux d’huile et les fonctions de sécurité. À 8h10, la première motrice amène les passagers au sommet à une altitude de 2132 m. Ueli Wallimann, chef d’exploitation du chemin de fer à crémaillère est fier à juste titre: «Avec une déclivité allant jusqu’à 48 pour cent, le Pilatusbahn est le chemin de fer à crémaillère le plus raide du monde. Et ce, depuis près de 130 ans.» En raison de la déclivité exceptionnelle, les constructeurs ont conçu en 1888 un système d’engrenages spécifique avec une crémaillère spéciale. Le pont transbordeur est également d’époque. «À cette époque, le chemin de fer fonctionnait à la vapeur, l’électrification est intervenue en 1937», explique Wallimann.



L’automatisation accroît la sécurité au travail

 

Lorsque les ouvriers assurent le contrôle et l’entretien des motrices, ils évoluent dans un environnement dangereux. La haute tension des lignes de conduite doit par conséquent être commutée de manière contrôlée et reliée à la masse. Pour augmenter la sécurité des ouvriers, la Pilatus Bahnen AG a opté pour une automatisation: pendant que la motrice est déplacée à l’aide du pont autoporteur et pendant les travaux d’entretien sur le véhicule, la haute tension doit être déconnectée et ne doit pouvoir être remise en circuit qu’à l’aide d’un contacteur manuel. C’est avec ces exigences que Wallimann s’est rendu chez Furrer+Frey AG.

 

L’équipement électrique du pont autoporteur accusait le poids des ans – intégrer dans ce système un capteur de position et commuter ainsi la haute tension n’avait aucun sens. Patrick De Gottardi, chef de projet chez Furrer+Frey a par conséquent proposé de remplacer simultanément la commande et les moteurs du pont autoporteur: «Ainsi, nous pouvons commuter directement la haute tension avec la commande.»



Une solution simple grâce à la commande de sécurité

 

Aujourd’hui, c’est un Simatic S7-1500 de Siemens qui assure la gestion du pont autoporteur. Les fonctions de contrôle du mouvement sont intégrées dans la nouvelle génération de commandes de sécurité. Pour De Gottardi, de nouvelles possibilités s’offrent alors: «Grâce à la commande de sécurité avec les fonctions de contrôle du mouvement intégrées, nous pouvons adapter la commande avec souplesse aux besoins du client.»

 

L’équipe a en outre remplacé les moteurs par des moteurs asynchrones. Ils sont commandés par un variateur de fréquence G120 de Siemens.

 

Une barrière photoélectrique assure de surcroît la sécurité des ouvriers. Elle empêche le pont autoporteur de se déplacer totalement au bord de la fosse et de venir comprimer qui que ce soit. Cette solution simple n’a également été possible que grâce à la commande de sécurité.



Définir les paramètres avec TIA Portal

 

Furrer+Frey a utilisé le TIA Portal avec Startdrive pour la programmation de la commande. L’équipe a rencontré des difficultés pour la programmation des variateurs de fréquence. Une solution astucieuse lors des années précédentes s’est aujourd’hui transformée en défi: de petites cavités ont été fraisées transversalement dans les rails du pont autoporteur. Lorsque le préparateur du train déplaçait autrefois le pont autoporteur à la main, il ralentissait la vitesse et laissait des roues s’enfoncer dans les cavités. Ainsi, le pont se positionnait automatiquement au bon endroit. «Remplacer les rails aurait été coûteux. Nous avons dû piloter les variateurs de fréquence de manière à ce que le pont franchisse les aspérités en douceur», explique De Gottardi. Le poids du pont autoporteur n’est pas connu, Wallimann l’estime à 8 ou 10 tonnes. S’ajoute à cela la motrice d’un poids de 9,6 tonnes.



La singularité exige du savoir-faire

 

L’équipe a utilisé la pause hivernale pour transformer le pont autoporteur. Le projet s’est déroulé sans problème et les partenaires ont apprécié la bonne collaboration. «Pour nous, il était nouveau que le client prenne autant de travaux en charge», renchérit De Gottardi. Les Pilatus-Bahnen AG disposent d’un atelier bien équipé et de collaborateurs de longue date connaissant parfaitement le système. Les motrices ainsi que les infrastructures sont depuis toujours entretenues et réparées sur place. Wallimann expliwue: «Notre chemin de fer est unique, il échappe à toutes les normes et réglementations. Aucune entreprise externe n’est en mesure d’exécuter les travaux sur les infrastructures et les véhicules. C’est pourquoi nous avons ce savoir-faire en interne.»