Internet Industriel des Objets IIOT : Q&A technique: tendances et développements dans les entraînements

Les leaders de l'industrie d'ABB, Rockwell et Siemens révèlent les exigences des clients et les tendances générales qui façonnent l'évolution des entraînements.
Les lecteurs effectuent différentes tâches pour les clients dans de nombreux environnements qui commencent à exiger la compatibilité IIOT, une meilleure manipulation des données, une plus grande efficacité et un meilleur contrôle des processus. L'ingénieur a demandé l'avis d'experts dans ce domaine pour savoir comment ils répondraient à ces demandes.

Rencontrez les experts

Arnold Taddeo, responsable de la gestion globale des produits – Drive Products, ABB Motion

Jonathan Smith – chef d'entreprise sur le terrain – Power & Control Rockwell Automation

Jason Peel, chef de la division Motion Control, Siemens UK

Quelles sont les tendances / exigences des clients qui stimulent le développement de vos produits d'entraînement?
AT: Nous constatons une demande continue de nos clients pour le contrôle et la fiabilité des processus. Nous travaillons en étroite collaboration avec les clients pour les aider à choisir le bon lecteur, afin qu'ils puissent atteindre leurs objectifs de réduire les temps d'arrêt et de maximiser la productivité. Une autre tendance clé est l'efficacité énergétique, à la fois pour contenir les coûts et pour réduire les émissions qui contribuent au changement climatique. Aujourd'hui, un tiers de l'électricité mondiale est convertie en mouvement par des moteurs électriques. D'ici 2040, le nombre de moteurs dans le monde devrait doubler. En règle générale, un variateur de vitesse en combinaison avec des moteurs à haut rendement réduira la consommation d'énergie de 30 à 50%.
Les disques ABB ont permis de réduire la consommation d'énergie d'un hôtel madrilène de 40% JS: sans aucun doute, la capacité des disques à tirer parti de l'Internet des objets industriel (IIoT) pousse les développements. Les clients expriment un désir croissant d'avoir plus de contrôle sur les appareils pour une production et une qualité améliorées, mais également pour obtenir des données exploitables en temps réel sur ce qui se passe dans leur usine. Une commande de moteur excellente avec un potentiel d'ajustement presque infini de la vitesse, du couple et du contrôle de position est attendue d'un entraînement moderne, mais les meilleurs produits sont désormais capables de bien plus, y compris la prise en charge de la maintenance prédictive, la surveillance active de l'état et la puissance en temps réel et les informations sur la consommation d'énergie. Les clients s'attendent également à ce que les nouveaux produits prennent en charge les derniers protocoles de sécurité.
D'ici 2040, le nombre de moteurs dans le monde devrait doubler
JP: Les clients s'attendent de plus en plus à obtenir des données précieuses des actifs pour augmenter la productivité / disponibilité. Nous pouvons répondre à ces attentes, car notre usine entièrement numérisée à Congleton comprend: la technologie Digital Twin, Virtual CAVE (Computer Aided Visual Environment) et la démonstration de lunettes 3D du «digital factory floor». Une autre tendance à la croissance rapide est que les clients demandent des produits plus intégrés et configurés, ce qui signifie que des options supplémentaires pour améliorer les performances devraient être intégrées dans un ou plusieurs produits. Cela signifie qu'un flux continu de données du client vers le fabricant est essentiel pour garantir des délais de livraison rapides, car les portefeuilles sont désormais davantage basés sur la «fabrication sur commande».
Donnez un ou deux exemples de la façon dont vos disques aident les clients à relever les défis auxquels ils sont confrontés?
JP: L'une de nos principales bases de clients pour les entraînements est constituée d'entreprises de logistique et d'intralogistique. Par exemple, en intralogistique, les entreprises réalisent des économies de productivité, ramassent et déplacent des marchandises plus rapidement avec plus de précision. De même, dans un secteur varié comme les services publics, nous voyons que les compagnies des eaux maintiennent un approvisionnement fiable grâce à la surveillance en ligne des actifs connectés et à la réduction des factures d'énergie en pompant beaucoup plus efficacement. Ceci est réalisé non seulement par les composants des disques, mais par le biais de Total Integrated Automation (TIA). Il est important de s'assurer que non seulement une usine ou une installation est totalement intégrée dans tout son matériel, mais connectée via divers outils IoT. Par exemple, nos clients utilisent MindSphere.
JS: Une demande clé dans une usine moderne est de maximiser la disponibilité des opérations de production. Pendant les temps d'arrêt, le coût de la perte de production augmente rapidement, il est donc essentiel de maintenir l'usine en ligne. Les derniers variateurs PowerFlex ont la capacité de fournir un état de condition détaillé en temps réel, non seulement des variateurs eux-mêmes, mais également des opérations moteur associées, telles que les changements dans les caractéristiques de charge. Cela signifie qu'au lieu d'avoir des périodes de maintenance fixes (ou d'attendre une panne), il est désormais possible d'utiliser la maintenance planifiée dynamique.
AT: En installant des variateurs de vitesse (VSD) et des moteurs électriques avec une classification d'efficacité énergétique IE3, nous avons contribué à réduire la consommation d'énergie de l'InterContinental Hotel Madrid de 40%. L'équipement a réduit la consommation d'énergie de 445 000 kWh par an – assez pour faire bouillir deux millions de bouilloires d'eau. Les entraînements dédiés à l'eau d'ABB ont fourni une fiabilité cruciale dans une usine de traitement des eaux usées sans pilote à Pietarsaari, en Finlande. Les entraînements ont une fonction de nettoyage de pompe intégrée pour éviter le colmatage – réduisant les temps d'arrêt et les économies sur les coûts de nettoyage manuel. Les lecteurs sont accessibles à distance, garantissant un contrôle complet des niveaux d'eau pour éviter les risques d'inondation.
Le PowerFlex 755T de Rockwell Automation a été conçu pour éliminer les harmoniques à la source Quel est le produit clé pour vous actuellement et comment est-il appliqué?
AT: Nos entraînements d'harmoniques ultra-faibles sont conçus pour lutter contre les effets nocifs des harmoniques qui peuvent provoquer un fonctionnement électrique irrégulier des équipements et augmenter les défaillances des équipements. Ces VSD produisent des niveaux d'harmoniques exceptionnellement bas, réduisant les pertes électriques dans les systèmes et les rendant plus efficaces et fiables. Nous avons également développé des variantes du VSD à très faible harmonique spécialement pour les marchés du CVC et de l'eau et des eaux usées. Ces disques ont été installés dans des installations critiques comme les hôpitaux, les centres de données et les usines de traitement de l'eau. Ils maintiennent les réseaux électriques propres, stables et conformes aux normes harmoniques les plus strictes.
JS: Une tendance constante est que les clients évaluent leur consommation d'énergie [and] comment minimiser les pertes dans leur réseau d'alimentation électrique. Les perturbations électriques peuvent perturber les approvisionnements [that] peut entraîner des pertes supplémentaires, entraînant des coûts supplémentaires pour les fournisseurs d'énergie et une augmentation des coûts d'investissement en termes de fournitures plus importantes telles que des transformateurs ou des appareillages de commutation. Une perturbation électrique courante est les «harmoniques» où les charges non linéaires (telles que les entraînements conventionnels) ont un impact cumulatif sur le réseau d'alimentation électrique de l'usine. L'utilisation des technologies à faible harmonique dans les variateurs tels que le PowerFlex 755T permet d'atténuer les harmoniques à la source.
JP: Notre variateur Sinamics G120X, que nous avons lancé en 2019, répond à toutes les normes UL, NEMA et EN / IEC les plus récentes et à venir pour 2019 et au-delà, et offre jusqu'à 100 kA de courant de court-circuit (SCCR), garantissant une sécurité accrue du produit et l'efficacité énergétique. Ce variateur a été développé pour répondre aux besoins du marché des infrastructures de manière compétitive, avec des fonctionnalités dédiées qui permettent aux solutions pompe / ventilateur et compresseur d'être installées de manière plus rentable et des modes spécifiques liés à la sécurité pour garantir que les systèmes de chauffage / ventilation du bâtiment fonctionnent dans toutes les conditions. . Le lecteur facile à utiliser est appliqué dans une variété d'environnements industriels.
Quels produits ou technologies voyez-vous changer votre secteur à l'avenir?
JP: Je peux voir qu'il y a plus d'intégration avec la robotique, avec des commandes contrôlant les robots. Les entreprises obtiendront des informations opérationnelles plus rapides lorsque nous passerons à la 5G et superposerons l'intelligence artificielle, et les logiciels joueront un rôle de plus en plus important, interprétant les informations à partir des données et prouvant les améliorations des usines dans le monde virtuel. De nouveaux outils de modélisation combinés à des techniques de fabrication additive auront un impact plus important dans les nouvelles conceptions de produits, aidant la personnalisation et l'individualisation à atteindre le marché beaucoup plus rapidement. Les clients commencent également à demander des produits plus intégrés et configurés, ce qui signifie que des options supplémentaires pour améliorer les performances devraient être intégrées dans un seul produit.
Le Sinamics G120X de Siemens convient à une gamme d'environnements industriels JS: La vision d'une plate-forme IIoT complète est encore assez difficile à réaliser car la véritable interopérabilité entre les plates-formes de plusieurs fournisseurs n'est pas encore là. Chez Rockwell Automation, dans notre environnement Logix, nous sommes très proches du type d'approche Plug-and-Play que les gens attendent avec des appareils personnels. Nous l'appelons Premier Integration, et cela fonctionne en donnant à chaque appareil un profil dédié qui l'adapte au sein du système d'automatisation et permet aux utilisateurs et aux programmeurs de se concentrer sur l'automatisation et le contrôle des processus, plutôt que sur la configuration des éléments individuels.
AT: Les solutions numériques nous permettent de faciliter l'utilisation des produits par nos clients. Par exemple, les manuels d'utilisation numériques permettent aux clients d'accéder rapidement et facilement à des instructions graphiques et animées directement depuis leur smartphone. En scannant simplement un code QR situé sur notre produit, le client a toutes les informations pertinentes à portée de main. Bientôt, les clients pourront utiliser leur smartphone pour connecter leur disque directement à notre équipe d'assistance. Cela nous permettra de diagnostiquer et de résoudre rapidement tout problème. Un dépannage rapide et efficace aidera les clients à maximiser la disponibilité de la production.

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