Le contrôle moteur en mode entraînement fait toute la différence pour le fonctionnement de la ligne d'extrusion

En parcourant le classement des dix plus grands géants mondiaux de la chimie, on tombe sur ce nom surprenant. Si Mitsubishi est surtout connu du grand public pour ses voitures ou ses pompes à chaleur, le groupe d'origine japonaise jouit également d'une renommée dans le domaine de la chimie. Depuis Tielt, Mitsubishi Chemical Advanced Materials produit des plastiques ultra-techniques par extrusion. L'extrusion est toutefois un processus très spécifique qui doit fonctionner en continu. Les arrêts sont donc à proscrire. ATS a contribué au développement d'une nouvelle norme électrique pour les rétrofits, a fait ses preuves avec la conversion de plusieurs lignes d'extrusion et a également résolu un problème d'entraînement en un temps record grâce à l'introduction de l'IC7 de Danfoss.

PET, PEEK, POM C/H, TORLON... Si vous n'êtes pas familier avec le monde des plastiques, cette liste d'abréviations ne vous dit probablement pas grand-chose. « Ce que nous fabriquons ici, c'est la crème de la crème dans le monde des plastiques », explique sans détour Michiel Vanderperre, ingénieur de projet Automation chez MCAM. « Ce sont des plastiques qui sont utilisés dans des applications exigeantes. Pensez à l'aéronautique et à l'aérospatiale, aux éoliennes, à la production de semi-conducteurs... Nous pouvons être fiers de ce que nous produisons ici, car seules quelques entreprises dans le monde sont capables de le faire. »

Extrusion

Cela se fait par extrusion : un processus qui, dans l'idéal, fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. « Parce que la production prend beaucoup de temps. Une fois par an, la production s'arrête pendant deux semaines. Entre-temps, nous préférons ne pas avoir d'arrêt. » MCAM dispose à Tielt de 55 lignes d'extrusion de différents types. Certaines datent même des années 60. Il devient alors de plus en plus difficile de garantir leur fiabilité. Parallèlement, de l'espace est libéré sur le site de l'entreprise pour installer six nouvelles lignes d'extrusion et porter la capacité à 11 000 tonnes. « Ils croient en ce que nous faisons ici. Ma tâche principale est donc de faire entrer toute notre usine dans leXXIe siècle. Et cela commence par la standardisation. Si la base est toujours la même, l'utilisation et la maintenance deviennent beaucoup plus faciles », explique M. Vanderperre.

Schéma électrique générique

ATS a été chargé d'élaborer un schéma électrique générique qui servirait désormais de référence pour chaque ligne : lors de la modernisation de l'ancienne et de la construction de la nouvelle. « Nous voulions d'une part garantir un fonctionnement fiable et d'autre part avoir un contrôle solide sur la ligne en termes de processus. Nous voulons voir ce que font les lignes afin de pouvoir les piloter. » Pour la BU Automation et le chef de projet Frederik Laevens, c'était la première rencontre avec MCAM. Mais ils le Groupe ATS déjà une le Groupe ATS expérience avec le Groupe ATS : la BU Moyenne Tension, VDC Roeselare (composants électriques) et Ohmewatt (résistances électriques) étaient déjà connues à Tielt. « La première fois, il faut toujours chercher : qu'est-ce qui est important pour le client et comment pouvons-nous l'installer au mieux ? Nous partons de la situation existante. Toutes les fonctions des lignes ont été répertoriées sous forme de menu. En concertation avec le client, nous avons pu déterminer ce qui serait standard pour toutes les lignes et ce qui serait spécifique à chaque ligne. »

ATS et Danfoss : partenaires dans le domaine de la régulation à vitesse variable

ATS et Danfoss savent désormais ce qu'est la collaboration. Depuis des années, ils réalisent ensemble la meilleure solution possible pour leurs clients dans le domaine de la régulation de vitesse variable. Une collaboration qui a été scellée en 2023 par un partenariat officiel. Kurt Muylaert, responsable des applications Benelux chez Danfoss : « Nous sommes peut-être des fabricants, mais nous voulons surtout faire la différence grâce à notre connaissance des applications et à notre assistance. C'est pourquoi il est si important de travailler avec un partenaire comme ATS. Ils sont le prolongement de notre expertise technique sur le terrain chez le client pour toute l'assistance de première ligne : du conseil à la maintenance et aux réparations. »

De la version standard à la conversion

Ce n'est pas une tâche facile à accomplir. En effet, le processus d'extrusion peut varier considérablement en fonction du plastique et de l'épaisseur souhaitée. Laevens : « En sélectionnant et en combinant des blocs fonctionnels, il est possible de construire différentes configurations de lignes d'extrusion de manière standardisée. Et cela porte ses fruits. Là où trois armoires électriques étaient parfois nécessaires auparavant, le système est désormais beaucoup plus compact. » ATS a ensuite pu le prouver dans la pratique avec sa nouvelle norme : l'entreprise s'est vu attribuer la construction d'une ligne d'extrusion. Tout s'est déroulé sans encombre. Ce succès a débouché sur une nouvelle commande pour la modernisation de deux lignes quasi identiques (lignes 13 et 15). « On rencontre toujours quelques petits problèmes. Mais le fait de disposer de nombreux services en interne est très utile. Notre équipe Mécatronique s'est par exemple chargée des adaptations mécaniques du châssis et de la transmission par courroie afin d'adapter le nouveau moteur au châssis existant de l'extrudeuse », explique M. Laevens.

Problèmes liés à la conduite

Cependant, lors de la conversion d'une autre ligne, un « nouveau » problème est apparu. Vanderperre explique où le bât blesse. « L'extrusion est un processus à faible vitesse qui nécessite un couple élevé. De ce fait, de nombreux variateurs de fréquences . La ligne en question était équipée du plus petit moteur dont nous disposons ici, ce qui rendait le contrôle encore plus difficile. Le fabricant avait trouvé une solution de contournement en ajoutant un encodeur, mais la ligne n'avait en réalité jamais fonctionné comme nous l'avions prévu. Elle posait surtout des problèmes au démarrage. » Après la conversion, la situation n'avait pas changé : le moteur refusait de tourner. Le fabricant du variateur n'ayant pas réussi à résoudre le problème après quatre jours, MCAM a demandé conseil à ATS.

Le contrôle moteur fait la différence

L'appel d'urgence a finalement été reçu par Gianni De Greve, responsable de compte Danfoss chez ATS. Depuis 2023, ATS est officiellement partenaire de Danfoss Drives. M. De Greve assure la liaison. « J'essaie de trouver la solution technique adaptée aux défis des clients. J'ai tout de suite su que pour une application techniquement complexe comme celle de MCAM, les variateurs IC7 étaient souvent la réponse. » L'équipe de Danfoss s'est mise en route et s'est rendue à Tielt avec ATS. Vanderperre a pu découvrir en un temps record les capacités techniques de la série IC7. Un projet test plus tard, celle-ci avait largement fait ses preuves. « Grâce au contrôle supérieur du moteur, même à basse vitesse, du Danfoss IC7, nous avons réussi à contrôler le moteur en boucle ouverte, c'est-à-dire sans encodeur, avec des exigences bien supérieures aux attentes », explique Koen Schiettekat, responsable grands comptes chez Danfoss.

iC7-Automatisation

Le choix du variateur de fréquence iC7-Automation n'était pas un hasard. Ce variateur de fréquence est spécialement conçu pour les applications exigeantes telles que celles de MCAM, où un contrôle précis du moteur avec un couple élevé est crucial. La puissance de l'iC7 réside dans son contrôle moteur supérieur qui offre des performances exceptionnelles, même sans rétroaction de l'encodeur (en boucle ouverte). De plus, le variateur est « sécurisé par conception » grâce à une puce cryptographique intégrée, ce qui est essentiel dans le cadre de l'IoT industriel et de la normalisation pérenne que MCAM vise à mettre en place. Sa conception modulaire et compacte lui confère en outre un faible encombrement, tandis que sa large plage de puissance et ses possibilités de configuration flexibles permettent d'utiliser le variateur sur mesure pour pratiquement toutes les lignes d'extrusion.

Être à l'avant-garde

Vanderperre ne peut que confirmer. Après moins de quatre heures, la ligne tournait à plein régime avec les nouveaux entraînements. Les deux nouvelles lignes actuellement en projet seront également équipées des entraînements IC7. Qu'est-ce qui a plu à Vanderperre dans cette collaboration ? « Lorsque je demande à ATS de construire un nouveau panneau, ils le font dans les règles de l'art. C'est déjà un exploit en soi de nos jours. Mais ils veillent également à ce que le panneau soit installé, que toute la tuyauterie soit en ordre, que le moteur soit correctement adapté... C'est ce qui en fait un partenaire idéal pour une entreprise comme la nôtre, qui souhaite évoluer rapidement. De plus, ils se tiennent au courant des nouvelles technologies. Étant nous-mêmes leaders sur notre marché, nous attendons également de nos partenaires qu'ils soient à la pointe. Ils l'ont prouvé avec le variateur Danfoss. Mais j'ai également été très impressionné par tout ce que j'ai vu lors des ATS Discovery Days », conclut Vanderperre.

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