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Emplacement géographique : Aix-la-Chapelle, Allemagne

Segment de marché : Automatisation des bâtiments

Défi : Le système d'évacuation d'air des bâtiments de la Faculté de chimie nécessitait d’urgence une modernisation conceptuelle

Solution : Ensembles démarreur-moteur PKE avec SmartWire-DT, automates avec écran tactile XV100, système   de montage sur jeux de barres SASY 60i

Résultat : SmartWire-DT augmente la disponibilité du système, réduit le câblage dans le circuit de commande et permet de gagner du temps lors de la mise en service et de la   maintenance

SmartWire-DT et les ensembles démarreur-moteur PKE constituent une solution idéale.

Robert Wagner, Wagner & Müller

Contexte

Le système d'évacuation d'air des bâtiments de la Faculté de chimie d’une grande université allemande nécessitait d’urgence une modernisation conceptuelle. Grâce à l'expertise exceptionnelle de l'entreprise aixoise, Wagner & Müller a remporté le marché pour son concept de solution remarquable, incluant le système de connexion et de communication SmartWire DT et les ensembles démarreur-moteur PKE d'Eaton. Cette nouvelle solution se distingue des solutions CVC traditionnelles par ses composants standard de haute performance et par ses avantages économiques vérifiables.

Défi

Les installations d'évacuation d'air de trois bâtiments appartenant à la Faculté de chimie d'une université allemande devaient faire l'objet d'une modernisation. Plusieurs problèmes spécifiques se sont posés notamment au niveau de l'ouverture des portes, en raison de la défaillance du système d'alimentation d'air. Au total, cinq installations ont été reconçues et mises en service successivement.

Solution

La solution destinée au système d'évacuation d'air inclut l'utilisation de SmartWire-DT, la technologie de connexion et de communication intelligente d'Eaton. Ce système ouvert et homogène remplace le câblage de commande dans tous les constituants, du disjoncteur au démarreur-moteur en passant par les auxiliaires de commande et les convertisseurs de fréquence. Au total, environ 500 démarreurs-moteurs PKE d'Eaton ont été utilisés au sein de la Faculté de chimie, chacun d'entre eux étant utilisé avec deux démarreurs pour vitesses faibles et élevées des ventilateurs d'évacuation. Les deux vitesses de rotation sont interverrouillées aussi bien au niveau du logiciel que du matériel. Chaque ventilateur, installé sur le toit de l'immeuble, se voit attribuer plusieurs petites salles ou bien une seule grande salle.

Chacune des cinq installations de la Faculté de chimie se compose d’une armoire électrique (2,60 m de large, 2 m de haut), contenant chacune un terminal-automate Eaton - un écran tactile 7,4’’ de la série XV 100 avec interface bus de terrain Profibus DP - ainsi que de démarreurs directs encliquetés sur le système de montage sur jeux de barres SASY 60i d’Eaton. Associé aux disjoncteurs-moteurs et aux disjoncteurs Eaton, le système SASY 60i constitue une solution homogène certifiée UL pour la commande, la protection et la distribution de l’énergie.

SmartWire-DT permet d’intégrer les démarreurs-moteurs PKE de l'université dans le monde de l'automatisation : L'interface COM modulaire PKE-SWD-32 permet de connaître le débit de courant du PKE et propose différentes fonctions, notamment de diagnostic, d'état ou de surcharge. Toutes les données relatives aux processus sont directement transmises à l’automate et sont accessibles depuis tout le système. La transparence des données ainsi créée permet de renforcer l'efficacité et la sécurité de fonctionnement des entraînements au niveau du disjoncteur-moteur. L'automate (ou le système de commande) dispose en permanence de données de diagnostic actualisées et précises. Il est également possible de prédéfinir des valeurs de déclenchement et de surcharge pour la protection des moteurs.

Une solution exceptionnelle à base de composants standards La solution retenue par la Faculté de chimie de l'université présente plusieurs avantages. Le concept d'automatisation des bâtiments n'est pas basé sur une solution propriétaire mais uniquement sur des composants standard. Les travaux de maintenance matériels et logiciels, mais aussi l'extension du système selon les besoins, peuvent être effectués par tout technicien qualifié conformément aux normes. Cela s'applique également au terminal-automate, dans la mesure où, comme tous les groupes de produits xSystem, la série XV100 est programmée comme un automate avec le système de programmation xSoft-Codesys-2 basé CoDeSys selon CEI61131-3. Les logiciels de visualisation Galileo ou CoDeSys Target peuvent être utilisés. Chaque terminal-automate des cinq installations est complété par un onduleur Eaton 5125.

La solution déployée permet également à l'université de mettre en place un système de gestion d'énergie efficace. Il est possible d'évaluer la consommation énergétique de chaque moteur et de transmettre toutes les valeurs à un système de surveillance à des fins d'analyse.

La conception du système d'évacuation d'air permet également, en cas de défaillance du niveau 2 (vitesse élevée), de continuer à faire fonctionner le système d'évacuation d'air via le niveau 1 activé (vitesse faible).

Système d'évacuation d'air autonome avec commande centralisée en option

Les cinq installations d'évacuation d'air fonctionnent indépendamment l'une de l'autre. Ainsi, elles n'ont pas besoin d'être raccordées au système de commande central pour fonctionner pleinement. Le niveau de commande utilise actuellement Modbus, connecté à BACnet via une passerelle. Le raccordement du système SmartWire-DT au système de contrôle-commande central via Profibus DP est à l'étude. Un système de surveillance centralisé pourrait ainsi être mis en place - le système SmartWire-DT offre d'ores et déjà cette possibilité pour garantir une conception évolutive. Les courants moteurs des 250 entraînements doubles pourraient non seulement être surveillés en parallèle via le câble SmartWire-DT, mais l'écran tactile pourrait également transmettre ces informations au centre de contrôle des bâtiments via un serveur OPC.

PKE avec bloc de déclenchement ZMR débrochable

Le disjoncteur-moteur PKZ permet également d'utiliser des blocs de déclenchement débrochables, en l'occurrence le ZMR : Avec l'unité de base PKZ, le déclencheur débrochable ZMR-PKZ doté d’une fonction de relais thermique ne provoque pas la coupure du disjoncteur de protection en cas de surcharge du moteur mais l’ouverture du contacteur en aval. Le PKZ reste ainsi fermé et ne doit pas être réinitialisé manuellement.

Résultat

- - Robert Wagner, ingénieur diplômé et PDG de Wagner & Müller, résume la situation comme suit : « Nos projets ont véritablement impressionné les ingénieurs de l'université, bien que leurs connaissances techniques soient déjà très approfondies. SmartWire-DT et les ensembles démarreurs-moteurs PKE constituent une solution idéale et pas seulement en termes économiques. SmartWire-DT permet d’augmenter la disponibilité du système, de réduire le câblage dans le circuit de commande et de gagner du temps lors de la mise en service et de la maintenance. »