Cet article donne un aperçu sur la technologie des centres de commande des moteurs, sur les considérations et les avantages d’un CCM intelligent et sur les économies éventuelles. Les échanges de données en temps réel et l’intelligence à réagir de la manière appropriée aux évènements donnent un excellent exemple où le MCC intelligent est le meilleur choix pour donner un rendement supérieur de travail en économisant sur l’énergie, les pièces et le temps.
Qu’est ce qu’un centre de commande de moteurs ?
Un centre de commande des moteurs est un assemblage d’une ou plusieurs sections ayant un bus d’alimentation commun et contenant principalement des unités de démarrage de moteurs, des artères et des appareillages de mesure. Il peut également contenir l’entrée électrique principale. Les CCM sont généralement utilisés pour contrôler les moteurs à courant alternatif de 208 V à 600 V. En outre, des CCM moyenne tension peuvent exister pour les gros moteurs. Un CCM est souvent installé sur le plancher, à côté de la machine contrôlée.
Pourquoi considérer des CCM intelligents?
Les interruptions (accidentelles ou planifiées) dans les processus critiques et complexes sont de plus en plus répandues dans nos secteurs industriels tel que le secteur pétrolier, minier, chimique, etc… et s’avèrent extrêmement couteuses, même si c’est pour une courte durée. Ces perturbations peuvent être causées par des défauts soit d’origine mécanique ou électrique. Le suivi en temps réel, les applications de protection et de dépannage améliorent la productivité, minimisent les temps d’arrêt et rendent le fonctionnement plus efficace. La disponibilité des données conduit à mieux protéger les investissements et à améliorer davantage la sécurité sur les chantiers.
L’apparition des relais électroniques intelligents ainsi que les entraînements à fréquence variable, les ‘’Soft starters’’ et les contrôleurs intelligents (dits: ‘’Motor Managers’’) ont constitué le point de départ de l’époque des CCM intelligents.
Avantages de ces relais intelligents
En plus du sectionneur principal, du contacteur et du relais de surcharge thermique traditionnels, un démarreur pouvait englober des relais de défaut à la terre, des relais de protection thermique, des ampèremètres, des voltmètres, des Wattmètres, des compteurs, des boutons-poussoirs, des lampes témoins et des relais auxiliaires. Le démarreur intelligent englobe toutes ces fonctions dans ce relais programmable. Ainsi, ces relais sont capables de surveiller le courant, la tension, les puissances, contrôler la surchauffe des moteurs, analyser des données, exécuter des applications de dépannage et de protection , et donner des diagnostics qui aident à éviter ou minimiser les temps d’arrêt. Toutes ces données, ces diagnostics et ces commandes peuvent être extraits simplement à partir d’un panneau de contrôle, via des bornes de sortie, ou être diffusées sur un réseau de communication.
En plus des fonctions mentionnées ci-haut, ces relais jouent le rôle de liaison entre les autres éléments du système (tel que : disjoncteurs, sélecteurs, contacts de fin de course, détecteurs de niveau, de température, de mouvement, etc…) et l’opérateur, en utilisant des modules d’interfaces locaux (clavier / écran LCD (HMI)) et les centres de contrôle, DCS ou un système SCADA via la communication. Ils peuvent donc recevoir les informations, les états et les consignes et les acheminer au bon endroit.
Voici une liste des applications de paramétrage, de protection et de diagnostic possibles avec le relais intelligent : niveau de déclenchement, niveau d’alerte, surcharge thermique, sous-charge, blocage et calage, déséquilibre, décrochage, perte de phase, chute de tension, défaut à la terre et des entrées PTC, un dispositif d’alarme ou signal de déclenchement, temps de surcharge, historique sur les derniers évènements, etc…
L’évolution du CCM
Englobant ces démarreurs programmables, un MCC intelligent est en mesure d’échanger, en temps réel, toutes les données de surveillance, les diagnostics détaillés, les analyses, les instructions et les commandes critiques. Il présente un avantage réel pour améliorer la productivité et pour maximiser la disponibilité des informations critiques. Il permet, en cas de remplacement des équipements, un re-paramétrage rapide, simple et précis.
Abritant une gamme complète de dispositifs de surveillance et de contrôle, et connecté à un réseau de communication, ce CCM permet le traitement des données à partir de presque n’importe où. Il peut être désigné comme l’unité neurologique de base de votre installation.
La disponibilité, instantanée et détaillée, de l’information offre aux utilisateurs le pouvoir de contrôler et d’analyser les opérations, de mieux prévoir les problèmes potentiels / générer des alarmes, de prévenir les défaillances catastrophiques, d’améliorer la vitesse de dépannage (en dévoilant l’endroit et la cause), et d’enregistrer les données pour des analyses ultérieures.
Cela se traduit par une amélioration de la maintenance proactive et par une augmentation de la production.
Avantage du réseau de communication
Le raccordement d’un MCC traditionnel à un DCS exige beaucoup de câblage et de filage «Marshaling », de la documentation, et d’intégrations, avec toutes leurs préparations et leurs conséquences.
Un MCC intelligent remplace le tout par un simple câble de communication préfabriqué et sécuritaire.
Les modifications et les expansions sont aussi très faciles à exécuter. Le réseau de communication constitue le cœur d’un MCC intelligent. Par conséquent, il est très important qu’un tel MCC soit compatible avec les protocoles de communication les plus utilisés tel que : Profibus DP, Modbus, DeviceNet, etc.
Réduction des coûts
À la suite de ce qui précède, les économies possibles par l’utilisation d’un MCC intelligent peuvent être divisées en plus de trois (3) catégories :
- Les économies instantanées : atteintes sous forme de réduction du cout de raccordement au DCS (cout d’installation électrique, support des câbles, boites de jonctions, contrôle des systèmes d’entrée et sortie, et des relais d’interposage) et, aussi, par la flexibilité de la conception. Il y a également la réduction de nombre de pièces de rechange en inventaire.
- Les économies continuelles sont réalisables suite à l’amélioration du système de contrôle et diagnostic qui mène à un dépannage plus facile et plus rapide, à un pouvoir d’élimination des causes des défauts potentiels et qui mène à minimiser les évènements d’interruption de travail et à l’augmentation de la durée de vie des équipements
- Les économies futures seront réalisables grâce à l’enregistrement de la précieuse base de données qui, à la suite, sera considérée dans les études et la réalisation des projets futurs.
Un autre avantage se base sur la disponibilité de presque toutes les informations à distance, qui aident à améliorer la sécurité et à réduire l’exposition de la main d’œuvre à des tensions dangereuses durant les périodes de fonction normales, le dépannage et même durant la période de démarrage des équipements. Surtout, la réduction possible d’accidents.
Résumé
Avec la demande accrue d’accessoires complexes dans les CCM et l’amélioration des prix des composants intelligents, l’industrie n’a pas le choix que de passer à l’ère des centres de commande des moteurs intelligents afin de bénéficier de la technologie de pointe de ces systèmes, d’améliorer les diagnostics, d’accroître la fiabilité du système, de profiter de la flexibilité de conception et de réduire le câblage. Pour tous ces avantages, les ingénieurs et les gestionnaires devraient faire du CCM intelligent leur priorité pour tous les projets futurs.
M. Ali Merhi est gestionnaire de produits et spécialiste d’applications des systèmes basse tension chez ABB Inc.
Ali.m.merhi@ca.abb.com