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12/06/2018 - SAMMY SOETAERT

DETECTER LES ERREURS SUR LES DRIVES NE DOIT PAS ETRE CHER

Foutdetectie drives
L’analyse de la qualité de l’huile en dit beaucoup sur l’état interne de la machine

De simples mesures peuvent suffire dans bien des cas

Dans bien des cas, les entraînements sont un élément critique et précieux dans la chaîne de production, ce qui justifie certainement les coûts d’un système de surveillance étendu ultra équipé. Mais pour des drives plus petits, le coût supplémentaire ne pèse pas lourd face au prix d’un simple remplacement. Toutefois, ces petits drives peuvent également profiter d’une certaine forme de surveillance des conditions.

Foutdetectie drives
L’analyse de ces grandeurs peut être utilisée dans un programme de surveillance des conditions

SURVEILLER LES COMPOSANTS CRITIQUES

Une surveillance d’un entraînement critique est aujourd’hui très répandue et démontre certainement son utilité si elle est bien exécutée. Les grandeurs mesurables sont très diverses et si les bonnes infos sont extraites des données, l’utilisateur peut effectivement entreprendre une action avant que le drive se casse. Les possibilités de captation de données ont augmenté énormément. Un aperçu des indicateurs les plus surveillés.

DISSIPATION DE CHALEUR

Une dissipation de chaleur croissante est une bonne indication qu’une erreur se produit. La mesure de la température est aussi une première grandeur mesurée. Sous une forme multiple, éventuellement combinée.

Sondes de température

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L’unité de surveillance de température qui envoie les données à distance vers le système supérieur

Une simple sonde de température communique constamment la température sur un point précis dans l’installation. Dans le cas d’une hausse anormale, on peut intervenir. C’est une solution très bon marché, mais liée à certains facteurs limitatifs. On ne mesure qu’un seul point, la représentativité pour tout le train d’entraînement est donc une première remarque. De plus, il est difficile de mesurer correctement la température de pièces tournantes. On peut utiliser un point de mesure sans contact, mais ceci exerce aussi un impact négatif sur le coût.

Caméras thermiques

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Une image thermique donne une image temporaire du comportement thermique d’une installation

Une inspection par une caméra thermique exige un plus grand investissement, mais ce genre de mesure est bel et bien plus étendue qu’une pure mesure de température. Une image thermique nous apprend, si exécutée correctement, où se situent les points faibles de l’installation. Une image en dit plus que 1000 mots, nous apprend le dicton, et deux exemples illustrent ceci: des axes mal alignés induisent un frottement dans les points de fixation entre l’axe et le réducteur, tandis que de mauvais branchements des câbles moteur induisent une plus grande résistance de contact entre le câble et le serre-câble. Les deux aspects ont une conséquence commune: l’émission de chaleur.

Ce dégagement de chaleur anormal peut être mesuré par une caméra thermique. Une caméra thermique peut aussi être utilisée pour examiner le comportement thermique dans une armoire de distribution. Un grand avantage d’une caméra thermique est que l’installation peut (et doit en fait) continuer de fonctionner durant la mesure. Le point faible de cette méthode de travail est qu’elle ne donne pas une image continue, mais uniquement un instantané de l’installation, c’est pourquoi elle est souvent répétée. En outre, une caméra thermique n’est pas bon marché et elle exige certaines connaissances pour interpréter l’image thermique de façon correcte. Idem pour une caméra à infrarouge.

En savoir plus sur des caméras thermiques?

Meure de température d’huile

La mesure de la température d’huile est un troisième indicateur lié à la chaleur pouvant être suivi. La capacité d’évacuation de la chaleur de la lubrification diminue avec le temps, ce qui menace la qualité de l’installation.

VIBRATIONS

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Des mesures de vibrations donnent une image dans le temps de la santé des éléments

Via une analyse détaillée des vibrations, la santé de l’installation peut être suivie. L’analyse des comportements vibratoires est un travail de spécialiste, donc la règle veut aussi ici qu’il est difficile de mettre en place un suivi continu. L’analyse des vibrations est souvent effectuée en cas de problèmes persistants, par exemple une panne de roulement fréquente.

En savoir plus sur l'analyse des vibrations?

LE BRUIT

Des capteurs à ultrasons peuvent détecter des problèmes. Sur les capteurs à ultrasons, un son à haute fréquence est émis. L’onde renvoyée par la machine est captée en vue d’une analyse immédiate ou ultérieure. Des comportements anormaux peuvent indiquer notamment des déchirures dans les roulements. La détection à ultrasons est une technique relativement bon marché.

En savoir plus sur la mesure par ultrasons?

LA QUALITE DU LUBRIFIANT

La mesure du nombre de particules de saleté et leur taille nous en dit long sur l’usure de l’entraînement. D’autres paramètres peuvent faire partie d’une analyse tels que le taux d’acidité, la viscosité ou le taux d’humidité.

LA QUALITE DU FREIN

La qualité du frein peut aussi être surveillée. Ceci peut se faire de plusieurs manières, mais le plus souvent de façon électronique au moyen d’un NO (Normally Open) ou NC (Normally Closed) microswitch. Celui-ci émet un signal variable, selon le degré d’usure, vers le système supérieur.

GRANDEURS OPERATIONNELLES

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Un capteur de vibrations statique offre un health check rapide pour les drives plus petits

Le suivi des grandeurs électriques peut en dire beaucoup sur l’état de l’entraînement. Un contrôle de la tension d’alimentation en dit beaucoup sur la power quality, un terme général par lequel on indique dans quelle mesure la tension de réseau fournie répond aux attentes. De nombreux effets négatifs (creux et pics de tension, surtensions, transitoires, harmoniques, …) peuvent induire un mauvais fonctionnement ou une panne de l’entraînement. La tension ne peut plus satisfaire aux exigences, certainement si le moteur est l’un des nombreux dans une installation. Dans certains cas, un contrôle approfondi des sources de courant EMC à proximité peut aussi offrir une échappatoire. Du côté sortie, une simple mesure de courant peut indiquer une surcharge. Un prélèvement de courant exagéré, un couple trop faible et une surchauffe en sont les symptômes primaires. Sur un moteur surchargé, les composants individuels tels que les roulements, bobinages moteur et autres continuent de fonctionner, mais le moteur ne peut plus refroidir. Une mesure de courant sous sollicitation (via pinces de courant) est une façon simple d’attribuer cet échauffement à une surcharge. Des couplemètres peuvent aussi être engagés dans un système de surveillance. Dans les mesures de couple, le couple est mesuré dans l’axe d’un entraînement. On peut, par exemple, vérifier qu’une installation peut encore délivrer sa puissance exigée. Ceci se fait en mesurant la vitesse de rotation, en plus du couple.

LE LOW COST EST AUSSI POSSIBLE

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En faisant tourner des algorithmes sur les données des régulateurs de fréquence, on peut obtenir des informations précieuses sur la longévité restante attendue

Les entraînements lourds qui font se déplacer un tapis transporteur dans une carrière de pierre, profiteront sans aucun doute d’une surveillance pointue des conditions. Le coût de ce type d’entraînement, associé aux dommages financiers potentiels, justifient certainement l’investissement dans une ou plusieurs techniques de surveillance. La question se pose de savoir quoi faire avec les entraînements plus petits. Il fut un temps où les entraînements bon marché étaient simplement détenus en stock, pour les remplacer un par un après une cassure. Mais les clients finaux veulent garder moins de stock et disposent aussi toujours d’un nombre de techniciens de moins en moins important qui sont disponibles à tout moment de la journée pour exécuter le remplacement. Ils sont donc demandeurs d’une analyse de l’usure de ces entraînements afin de remplacer les entraînements quasi défectueux durant les arrêts de production prévus. Ceci est parfaitement possible techniquement, mais il reste un seul problème: le matériel requis (capteurs, appareils de mesure, …) est coûteux en comparaison des appareils. Les producteurs ont donc cherché une solution sensible au prix pour ce problème.

LE REGULATEUR DE FREQUENCE COMPREND UN TRESOR D’INFORMATIONS

Pour les entraînements décentralisés, on peut mettre en œuvre l’onboard PLC et le régulateur de fréquence dans une certaine mesure. En fait, le convertisseur de fréquence ne fait rien d’autre qu’adapter constamment la vitesse à ce que veut l’utilisateur. C’est pourquoi il collecte en continu des données sur le courant, la tension et la vitesse de rotation fournis. En plaçant toutes ces données avec d’autres variables (facteurs environnementaux, lubrifiant utilisé) dans un algorithme, on peut établir des prévisions très précises sur la longévité restante de l’entraînement, mais aussi de certaines données secondaires telles que l’état du graissage. Ce concept avec ‘capteurs virtuels’ se base sur l’intelligence développée par les producteurs sur la base de calculs et d’expériences. Après s’être prononcé sur la valeur attendue sur la base des mesures réelles, on a comparé cette valeur attendue aux réelles mesures de contrôle. En adaptant un peu l’algorithme de calcul à chaque fois, on obtient une prévision très précise.