UN PONT ROULANT PLUS PERFORMANT ET SECURISE GRACE A L’INNOVATION

Les fonctions intelligentes soutiennent toujours plus l’efficacité

Les ponts roulants jouent souvent un rôle essentiel dans la fluidité des activités de production. Toute personne ayant jamais été confrontée à une panne imprévue sait à quel point c’est vrai. La fiabilité et la sécurité sont donc le fil rouge que suivent les fabricants pour le développement d’innovations.

SMART FEATURES GRACE AUX PLC

Les innovations dans le domaine des ponts roulants sont reprises sous l’appellation ‘smart features’, qui englobe toutes les nouveautés en matières de sécurité et d’efficacité. Ces solutions sont presque toutes le résultat de programmes que l’on associe aux entraînements, plutôt qu’à l’optimisation du matériel en tant que tel. C’est ce qui nous amène automatiquement aux PLC, le véritable ‘moteur‘ de cette évolution.

Avantages

Cette technologie permet pour un léger surcoût d’intégrer les fonctions intelligentes dites ‘smart features’. Mettre en place ces fonctions logiques à l’aide de relais n’est déjà plus de notre temps. Les fabricants constatent une diminution sensible du nombre de pannes et la livraison des pièces de rechange aux clients qui travaillent avec des grues PLC vont bon train. Les principales sources de panne restent un relais bloqué et une rupture du câblage, ce qui peut faire brûler le moteur. Travailler avec un relais est également moins précis. De plus, la technologie PLC est clairement plus avancée en matière de sécurité, puisqu’elle permet de regrouper dans un même système intégré des mesures de sécurité et des éléments plus sophistiqués. Et mieux encore, l’intelligence du programme permet de charger de nouvelles ‘smart features’ très facilement à mesure que les mises à jour sont publiées.

Inconvénients

N’y a-t-il donc rien à reprocher à l’utilisation des PLC? Bien sûr que si. L’électronique dans les PLC peut aussi vous faire défaut. Les mises à jour doivent être effectuées régulièrement pour adapter la programmation, mais aussi pour assurer la cybersécurité du système. De plus, en raison des prix, il arrive que les fabricants préfèrent des PLC d’une marque obscure qu’il faudra remplacer au bout de quelques années parce qu’ils auront trouvé un nouveau fournisseur encore moins cher. Pourtant, travailler avec une marque connue de PLC offre de garantie en termes de continuité et de mises à jour des fonctions de sécurité. Nous allons analyser point par point les smart features de ces solutions sur la base des deux facteurs-clés que sont l’efficacité et la sécurité.

EFFICACITE

Entraînements à fréquence

Les anciens ponts roulants étaient équipés d’un moteur de levage classique qui permettait de travailler à deux vitesses. Cela fonctionne très bien, mais pour les plus petites charges c’était souvent frustrant pour les opérateurs puisque la vitesse maximale était toujours trop lente, idem pour le retour sans charge. L’inverse se vérifie aussi: pour les charges les plus lourdes, la vitesse lente était encore trop rapide et entraînait des situations dangereuses suite au balancement de la charge. Aujourd’hui, le moteur classique à double vitesse est presque systématiquement remplacé par un moteur à fréquence. Ce type de moteur permet d’ajuster la vitesse librement par le biais de l’électronique interne. Il suffit de convertir la tension entrante. En fonction de la fréquence utilisée, la tension est modifiée à la sortie et la vitesse de transport adaptée. Cela résulte non seulement en un gain de vitesse. Mais les moteurs à fréquence sont également plus efficaces sur le plan énergétique et consomment moins d’électricité. De plus, le réglage plus souple de la vitesse permet aussi un positionnement plus précis sans chocs, ce qui réduit sensiblement le risque de dommages pour la charge.

Load floating

Lorsque l’on déplace une charge d’un point A à un point B, il n’est pas toujours possible d’effectuer le déplacement d’une seule fois; il faut de temps en temps de brefs arrêts inter­médiaires. Cette fonction spécifique permet de fixer la charge dans une position tout en maintenant le couple du moteur. Cela implique certainement que le frein moteur ne doit pas être activé pendant les arrêts intermédiaires. De cette façon l’opérateur dispose d’un meilleur contrôle sur les mouvements, et cela réduit également la fréquence des entretiens du frein mécanique.

Services à distance

Le service à distance est utilisé depuis longtemps, mais il n’a pas encore fini de nous étonner par son évolution. Il était déjà possible de consulter à distance toutes sortes de données liées au pont roulant d’à peu près partout: smartphone, tablette ou PC. L’analyse de ces données et la comparaison des modèles d’utilisation du pont roulant (fréquence d’utilisation, charge, vitesse …) permettent de mettre en place une stratégie de maintenance prédictive. On évite ainsi les arrêts de production imprévus.

La qualité des analyses réalisées a progressé à pas de géant, et grâce à l’intelligence artificielle, ces analyses peuvent se faire de manière autonome ou presque: rapport du système pour des prévisions encore plus adaptées, sans intervention humaine. De cette manière, la machine prévient d’elle-même lorsqu’une erreur risque de se produire, ce qui permet à l’utilisateur de réagir de manière proactive en s’informant sur les solutions et les pièces de rechange éventuelles. Et tout cela à disposition directement sur son smartphone, sa tablette ou son PC.

SECURITE

Contrôle anti-roulis

Le contrôle anti-roulis est une ‘smart feature’ qui pourrait également être reprise sous le volet efficacité. Les charges qui se balancent peuvent en effet être à l’origine de situations dangereuses (risque de heurter les machines ou les opérateurs), mais aussi de pertes de production, puisque les opérateurs doivent à chaque fois attendre que la charge se stabilise. Et les grosses charges compactes qui se balancent ne sont pas les seules choses dangereuses. Les objets plus longs comme les tuyaux ou les profilés peuvent également être dévastateur, et ce sur une plus longue portée.

Il existe aujourd’hui plusieurs principes anti-roulis sur le marché, mais cette fonction est de plus en plus souvent intégrée dans le programme des moteurs de levage et de transport. Cela se fait par le biais d’algorithmes qui calculent la vitesse idéale des deux systèmes. Les facteurs-clés sont suivi en permanence pendant le déplacement de la charge, comme la vitesse, l’accélération, le poids et l’angle de la charge. En rassemblant ces variables dans un modèles mathématique, en plus des caractéristiques propres à l’installation (puissance, longueur du pont …), on est capable de calculer en continu la compensation idéale du mouvement de balancier. Chaque variation de la vitesse va entraîner des modifications. Outre une sécurité renforcée et une charge qui se balance nettement moins, cela contribue à l’efficacité du système. En compensant les variations rapides de la vitesse, il y a aussi moins de pics de charge, ce qui aura un effet bénéfique sur l’usure de la mécanique du moteur, des roulements et autres pièces sensibles.

Prévention des chocs

La fonction précédente est souvent associée à la prévention des chocs. L’entraînement qui contrôle le levage est actionné progressivement, avec amortissement. Des capteurs sentent que la charge augmente au moment du levage. Si le levage est trop brut, la vitesse est automatiquement freinée. C’est un outil très pratique pour ceux qui ont tendance à vouloir avancer trop vite, ou pour les opérateurs inexpérimentés. L’option slack rope prevention, la surveillance du mou de câble, est aussi associée aux autres options. Ici, ce n’est pas le pic de charge qui est contrôlé, mais le mouvement de descente qui est fluidifié. Une charge qui redescend pour s’arrêter brusquement peut endommager le câble ou l’installation de levage.

Espace protégé

Cet espace permet de délimiter des zones virtuelles, où le pont ne pourra jamais passer avec une charge. Les allées ou les machines les plus coûteuses peuvent être protégées en cas de passage du pont roulant. Dès que le support du pont passe dans la zone, le moteur s’arrête automatiquement.

CONTROLE

Les arrêts imprévus ne sont jamais bienvenus. Un suivi de près des ponts roulants est un outil efficace pour y remédier. Afin d’éviter qu’un technicien ne doit contrôler visuellement le pont roulant, il existe des systèmes de contrôle à distance et en temps réel. Les données opérationnelles les plus récentes et pertinentes et leur analyse sont communiquées sans fil par WiFi, Bluetooth ou GPRS. Les notifications d’erreur, les images de caméra, les mesures de poids et autres données peuvent aussi être consultées sur tablette, smartphone ou PC. Cela permet de réduire le risque de panne et d’agir de manière préventive lorsqu’un composant montre des signes d’usure.

ROLE DE L’OPERATEUR

Certaines ‘smart features’ nécessitent quelques explications, et parfois même une formation spécifique. Mais après une période de familiarisation, la quasi totalité des utilisateurs s’accordent sur les avantages de ces fonctions. Ceux qui ont l’habitude depuis des années des commandes proportionnelles chipoteront un peu au début aux commandes d’un moteur à fréquence. Mais la plupart des innovations sont rapidement maîtrisées de manière intuitive, sans nécessiter de formation. Les ‘smart features’ libèrent les opérateurs de plusieurs tâches et manipulations, ce qui profite dès le départ à la sécurité et à la productivité. Il s’agit pour la plupart de technologies qui concernent les commandes du pont roulant, et dans une moindre mesure les composant du pont roulant. Ces actions automatiques sur les commandes allongent aussi la durée de vie du pont roulant et de ses composants, notamment grâce au contrôle automatique des mouvements et à la compensation des mouvements imprévus.

ET … LE PRIX?

Reste encore une question qui vous brûle sûrement les lèvres: combien coûtent ces nouveautés? Le plus gros poste de nos entreprises sera toujours celui des salaires, et non le matériel. Il faut pouvoir travailler toujours plus vite et de manière plus efficace. Les ‘smart features’ facilitent toutes les interventions, mais les sécurisent aussi. Si l’opérateur ne doit plus attendre que la charge arrête de balancer avant de s’en approcher, on gagne rapidement plusieurs secondes par mouvement. L’opérateur ne doit pas non plus bloquer la charge manuellement, ce qui a un impact positif sur la sécurité.

Exemple: moteur ESR

La plupart du temps, il faut compter pour un moteur A avec fonction ESR (Extended Speed Range) un peu moins de 1.500 euros. Dans certains cas, le surcoût sera entièrement compensé par une puissance électrique inférieure, puisque la vitesse adaptée permet de ne pas consommer d’électricité lorsque ce n’est pas nécessaire. Ce n’est pas uniquement un retour financier, puisque cela permet de travailler plus vite. Sur un pont roulant unique d’une capacité de levage 3.200 kg, les poulies fonctionnent à deux vitesses: 5 et 0,8 m/min. Un moteur avec fonction ESR garantit des vitesse de levage jusqu’à 12 m/min pour des charges jusqu’à 500 kg. A charge pleine, le système fonctionne de manière flexible entre 0,47 et 3,9 m/min, mais à 500 kg on peut aller jusqu’à 12 m/min. Cela permet de travailler plus vite, puisqu’aucun pont roulant ne fonctionne en pleine charge en continu. Un troisième poste d’économie s’ajoute, à savoir le fonctionnement plus précis réduit l’usure des pièces, ce qui réduit le besoin en pièces de remplacement.

Le prix d’achat d’un pont roulant a évolué ces 10 dernières années au rythme de la durée de vie et des prix de l’acier. Mais en optant pour les ‘smart features’ adaptées, on peut doublement compenser cette hausse de prix. Selon les fabricants, les anciens ponts roulants plus lents qui ont été usés de manière intensive peuvent être entièrement remplacés par un pont roulant plus rapide et intelligent avec un ROI de 3 ans sur le prix d’achat complet.

SAFE WORKING PERIOD

Bien que chaque fabricant accorde énormément d’importance à la sécurité, travailler avec un pont roulant nécessite malgré tout une bonne dose d’attention. Et pas seulement pendant les opérations, mais aussi pendant l’entretien des pièces.

Les poulies en sont un excellent exemple. Elles sont essentiels au fonctionnement au quotidien, mais comptent aussi parmi les pièces qui doivent être suivies afin de garantir la sécurité. En Europe, cette sécurité est définie dans la directive Machines. Pour les poulies, cette directive comprend un paragraphe spécifique FEM 9.755. Il est question ici de proposer une ‘Safe Working Period’, qui définit la durée de vie et d’utilisation d’une poulie sans risque. Les poulies sont réparties en groupes FEM (voir tableau) qui représentent chacun un groupe d’utilisation. A l’achat d’une poulie, l’utilisateur doit choisir un groupe FEM qui correspond le mieux à l‘intensité d’utilisation prévue. La ‘Safe Working Period’ correspondante traduit la durée de vie sécurisée théorique que la poulie devrait atteindre. Une fois que cette période est dépassée, la poulie doit être révisée voire remplacée. Malheureusement, on a souvent tendance à passer outre ce délai. On s’acharne jusqu’à ce que la poulie lâche. Cela n’aide pas non plus que l’on ne mette en place que si peu d’actions afin de soutenir la validation périodique de la ‘Safe Working Period’. On ne contrôle que l’état de la poulie, et non l’historique de charge. Pour autant que les notes aient été sauvegardées, car on ne garde encore que trop rarement ces historiques.

NOUVELLES POULIES

Le suivi de la durée de vie des nouvelles poulies est plus simple, car elles sont souvent équipées d’un compteur horaire ou d’une mémoire collective. Dans le premier cas, les heures d’utilisation et un historique des charges permettent d’estimer la durée de vie restante de la poulie. Pour la mémoire collective, cette estimation n’est pas nécessaire puisque l’appareil retient, en plus d’autres indicateurs comme le nombre de départs, la durée de fonctionnement des moteurs de levage, la charge moyenne, le nombre de situation de surcharge, d’arrêts d’urgence … Le surcoût limité de ces accessoires est également rapidement amorti.

ANCIENNES POULIES

Beaucoup de poulies plus anciennes ne sont en général pas équipées d’un compteur horaire ou d’une mémoire collective. Dans ce cas, la durée d’utilisation et la durée de vie théorique sont calculées sur la base d’une estimation des différentes charges, ce qui est quasiment impossible. En cas d’accident de travail, vous pouvez être tenu pour responsable, même si vous disposez des attestations nécessaires. Il est donc vivement conseillé de remplacer progressivement les poulies plus anciennes dont on ne connaît pas l’historique par des modèles à mémoire collective.