Plus de possibilités grâce à un nouveau système de moteur

insight 2/2018

Le secteur hydraulique s’éloigne de plus en plus des vannes et investit davantage dans les solutions d’automatisation. L’utilisation d’un nouveau système d’entraînement à réluctance de Siemens ouvre de nouvelles possibilités servohydrauliques pour les presses de la société Lindenberg Technics AG. Simultanément, le besoin énergétique des installations diminue et leur commande devient plus simple.

 

Au milieu de l’atelier de montage de la société Lindenberg Technics à Altendorf (SZ). On remarque particulièrement le gros pupitre de 19" qui permet de piloter l’installation. La particularité de l’installation est le système d’entraînement synchrone à réluctance. «Il est constitué d’un moteur Siemens à réluctance et d’un variateur Sinamics G120, parfaitement adapté au moteur», commente André Kälin, co-propriétaire de Lindenberg Technics. Ce système fonctionne sans aimant permanent, mais il est pourtant dynamique et très efficace en termes d’énergie. Son besoin de maintenance est également faible et il apporte un retour sur investissement rapide.

 

Le rendement du système d’entraînement est nettement supérieur aux exigences de la classe supérieure d’efficacité IES2. L’accroissement d’efficacité est encore plus notable en comparaison avec un moteur asynchrone de la classe d’efficacité IE4 en charge partielle. De plus, l’entraînement peut être réglé jusqu’à l’arrêt. «Avec un moteur asynchrone, ce n’est que partiellement possible», explique Ralf Kessler, copropriétaire de la société Späni Elektro-Mechanik AG. Avec tous ces avantages, le moteur à réluctance est principalement adapté pour les applications qui n’ont pas besoin d’un servomoteur classique très puissant, qui ne serait pas rentable du fait des coûts élevés d’acquisition. 



Innovation grâce à la coopération

 

Sur la presse CP-40, le moteur à réluctance fait partie du Energy Saving Hydraulic (ESH), une solution de commande développée par Lindenberg pour les machines hydrauliques. M. Kessler explique: «Le moteur ne fonctionne que si le cylindre doit effectivement être déplacé. Nous économisons ainsi encore plus d’énergie.» Grâce au moteur à réluctance, la servohydraulique atteint de meilleures propriétés de régulation. «Nous régulons par exemple la vitesse et la pression par l’intermédiaire du moteur», continue M. Kessler. Lindenberg Technics et Späni Elektro-Mechanik ont ainsi développé une presse haut de gamme. Les deux entreprises travaillent ensemble avec succès depuis presque 20 ans.

 

La CP-40 intègre une grande partie des fonctionnalités dans l’automate Simatic S7 1500 avec des unités de périphérie ET200 SP. Ceci simplifie l’hydraulique: les vannes régulent uniquement l’inversion correcte du flux d’huile et, en cas de surpression, veillent à ce que la sécurité soit garantie. M. Kälin souligne également l’importance de miser sur de nouvelles technologies: «Ici, nous voyons notre avenir. Pour rester concurrentiel, nous devons travailler avec l’intégrateur de commande.» Et surtout pour les machines de série: grâce à la solution de commande, Lindenberg Technics peut équi per assez facilement la nouvelle ligne de presse CP, à laquelle appartient également la CP-40 avec différentes variantes de systèmes hydrauliques et de commande. «De nombreux paramètres peuvent être saisis via l’automate. Il est ainsi possible à tout moment de reproduire des modifications», explique M. Kessler. C’est aussi une bonne solution pour Lindenberg Technics, déclare M. Kälin: «Cela nous aide beaucoup car la plupart des clients ne commandent qu’une seule installation. Nous pouvons ainsi répondre plus facilement et plus rapidement aux besoins individuels.»



Améliorations sur toute la ligne

 

La structure éprouvée de la presse offre de nombreux avantages. M. Kälin déclare: «Le moteur à réluctance apporte de nombreuses améliorations, nous atteignons une plus grande précision, une dynamique accrue et nous économisons de l’énergie. Le temps de développement est comparable à celui pour la technologie classique, car nous nous appuyons sur un système de base éprouvé.» M. Kessler non plus n’a pas rencontré beaucoup de complication lors du développement: «La CP-40 était la deuxième presse pour laquelle nous avons utilisé un moteur à réluctance. La première avait une classe de puissance plus élevée de 11 kW, ce qui a poussé le système tout entier dans ses limites. Nous avons cependant réglé ce problème avec l’assistance technique de Siemens.» Désormais, Lindenberg Technics utilise en standard le moteur à réluctance dans les installations avec une puissance à partir de 5,5 kW.

 

Un capteur de force placé dans la CP 40 permet de mesurer précisément la force effective, ce qui n’est pas le standard pour des installations comparables. «L’écran de 19" permet de représenter clairement l’enregistrement force-trajectoire. Les données de process enregistrées peuvent être copiées et évaluées via l’interface USB», explique M. Kälin. Si la presse est commandée à une main avec la manette sur le pupitre, la vitesse est limitée à 10 mm/s grâce à Safety Limited Speed. Ceci permet de garantir à tout moment la sécurité des personnes et de l’installation.

Grâce à la solution d’automatisation, nous pouvons répondre plus facilement et plus rapidement aux souhaits individuels.
André Kälin, copropriétaire et directeur général de Lindenberg Technics

Lindenberg Technics

 

La société Lindenberg Technics AG fabrique des presses hydrauliques avec une pression de 1000 tonnes, elle fournit aussi des systèmes d’emballage, de l’ingénierie et des solutions d’automatisation. Elle se concentre plus particulièrement sur les presses de montage, de vulcanisation et de frittage, en proposant aussi bien des modèles standards que des solutions personnalisées. Héritière de la société Lindenberg Maschinenbau, elle est forte de 58 ans d’expérience dans la fabrication de presses hydrauliques.



Späni Elektro-Mechanik AG

 

La société Späni Elektro-Mechanik AG est spécialisée dans le développement et la construction de commandes électriques. L’équipe composée de 21 personnes prend en charge l’ingénierie et la fabrication d’armoires électriques, ainsi que l’installation, le test et la mise en service directement chez le client. Depuis 1995, elle a son siège social à Altendorf sur le lac de Zurich et a fêté ses 40 ans existence en 2012.



Technique en bref

 

Grâce à un moteur Siemens 4 pôles à réluctance de 1500 tours à 50 Hertz, la société Lindenberg Technics AG a pu produire une presse fortement améliorée avec une force de 40 tonnes. Le moteur fournit une dynamique forte, n’a pas besoin d’aimant et ne surchauffe pas du fait de ses bonnes caractéristiques thermiques, même sous le coup d’une surcharge permanente de 20 %. Le système à réluctance est composé du moteur et d’un variateur Sinamics G120, il est placé entre un moteur triphasé asynchrone soumis à glissement et un servomoteur synchrone très puissant avec des aimants permanents. La presse est commandée par un automate Siemens S7-1500 avec des modules ET 200SP, elle peut être pilotée depuis un Flat Panel Simatic Pro de 19".

 

L’installation est commandée par des modules Simatic ET 200SP et Simatic S7-1500, les éléments de commande sont complétés par un variateur Synamics G120.