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Publié dans Glass International Mai 2022:

Innover à l'unisson

German machine builder Waltec’s partnership with Siemens has led to sustainable and increasingly digitalised concepts, such as fully electric e-servo presses. Dr. Christian Reuss* discusses how these services have benefitted Polish manufacturer Trend Glass.

Le processus de fusion est responsable de jusqu'à 85% de la consommation d'énergie dans le processus de fabrication, selon le type de verre et la méthode de production. Waltec a étudié les économies potentielles dans le reste 15%.

Basé en Bavière, Allemagne, Waltec se spécialise dans les optimisations durables des processus à l'extrémité chaude en mettant l'accent sur les machines de type carrousel entièrement automatisées pour le pressage de la vaisselle. Ses innovations ont été installées dans plus de 250 usines de fabrication de verre dans le monde.

Chaque machine à carrousel contient jusqu'à quatre cylindres de presse, chacun étant alimenté par son propre piston avec un volume de gaz personnalisé. Comprendre la puissance de l'innovation dans le domaine des entraînements de presse, il est important de regarder le passé. Jusqu'à il y a dix ans, Waltec utilisait l'hydraulique de soupape conventionnelle.

Lorsque les servopompes se sont retrouvées dans les presses à verre hydrauliques de Waltec en 2012, il y avait plusieurs avantages immédiats pour les clients: par rapport à la configuration traditionnelle, les presses à verre servo-hydrauliques étaient beaucoup plus compactes et flexibles et étaient supérieures en termes de quantités de production. Mais surtout, ils étaient plus économes en énergie jusqu'à un remarquable 50%. Ces économies ont été possibles car le moteur et la servopompe ne fonctionnaient que lorsque le vérin était actionné., plutôt que de fonctionner en continu comme ils le faisaient auparavant. Il n'y avait pas non plus de soupapes dans l'ensemble du groupe motopropulseur, et le grand réservoir d'huile pourrait être remplacé par un accumulateur de pression compact.

Entraînements de presse entièrement électriques

Le saut significatif suivant s'est produit dans 2020 lorsque Waltec a complètement éliminé l'hydraulique et s'est converti en vérins électriques. "Avec nos composants e-servo, nous sommes en mesure d'offrir une preuve claire de l'engagement sérieux de notre entreprise en faveur de solutions durables à l'extrémité chaude.

En plus des presses à verre, la conversion à des machines entièrement électriques a créé des améliorations encore plus tangibles pour les fabricants de verre qui font confiance à Waltec.

Grâce aux cylindres de presse entièrement électriques, les coûts énergétiques sont réduits jusqu'à un supplément 35% par rapport à la servohydraulique et jusqu'à 85% par rapport à l'hydraulique conventionnelle. "C'est un argument extrêmement important à une époque où action durable et efficacité économique doivent aller de pair,".

L'absence d'hydraulique signifie que l'huile n'est plus nécessaire, ce qui améliore considérablement la sécurité au travail, parce que l'huile est notoirement inflammable. La réduction des émissions profite également à la santé des employés.

Il a également été découvert que les presses e-servo nécessitaient beaucoup moins d'entretien car elles sont conçues avec moins de pièces., et les e-presses consommées jusqu'à 85% moins d'énergie que la méthode conventionnelle car ils ne fonctionnent que lorsqu'une force de pression est nécessaire (Figure 1). Quant au volume d'huile, Waltec a pu économiser jusqu'à 970 litres, à nouveau par rapport aux composants traditionnels.

Siemens

Depuis des décennies, tous les développements des presses à verre chez Waltec ont littéralement été « propulsés par Siemens ». En d'autres termes, Siemens a toujours remplacé toutes les technologies d'automatisation et d'entraînement des lignes de presses de type carrousel par de nouvelles technologies et concepts (Figure 2). Par exemple, dans le cas des machines servo-hydrauliques, le système d'onduleur modulaire Sinamics S120 et le servomoteur Simotics ont été modernisés pour entraîner les pompes.

Jusqu'à ce moment là, la pression et le débit volumétrique dans le système hydraulique étaient contrôlés par des vannes. Le contrôle de processus pour les presses a continué à être effectué par un Simatic S7-300 en liaison avec un pupitre opérateur Simatic.

"Nous sommes très heureux d'utiliser la technologie Siemens, parce que nous pouvons interagir avec nos contacts sur un pied d'égalité, et ils nous fournissent des informations précieuses sur la direction technologique que nous pouvons prendre,". « Nous nous considérons comme un consultant en processus pour nos clients, c'est pourquoi nous voulons être un précurseur en termes de technologie.

Lorsque le passage a récemment été fait aux presses e-servo entièrement électriques, il est rapidement devenu évident que l'environnement typique de la technologie d'entraînement de Siemens resterait le même. "La programmation est maintenant encore plus facile, parce que l'hydraulique n'intervient plus,". Waltec cherche à migrer vers les contrôleurs Simatic S7-1500. Cela impliquera l'introduction du portail TIA, qui fournira à Waltec un accès complet à l'ensemble de l'automatisation numérisée, de la planification numérique et de l'ingénierie intégrée à l'exploitation transparente.

Les données plutôt que l'expérience

Les experts de l'industrie comprennent que les technologies durables comme e-servo sont toujours associées à l'acquisition et à l'évaluation de données afin que des résultats mesurables puissent être obtenus. Client Waltec Trend Glass, une entreprise polonaise de vaisselle, eu cette expérience.

Michel Kaleta, Directeur des opérations chez Trend Glass, a dit: « Nous travaillons avec Waltec depuis environ 20 années, et en 2020/2021 nous avons décidé de tout cœur de convertir nos presses à verre à un fonctionnement entièrement électrique. L'entreprise familiale est représentée dans environ. 40 marchés du monde entier et s'est consacré à des mesures environnementales et climatiques globales, qui visent tous à minimiser la consommation d'énergie, réduire les émissions de CO2, et en utilisant des sources d'énergie renouvelables. L'entreprise a d'abord testé le fonctionnement électrique sur l'un de ses 15 lignes, et les résultats ont été époustouflants. "Des experts indépendants qui ont pris des mesures après trois mois de fonctionnement de test ont en fait pu conclure que e-servo était responsable d'un 84% réduction de la consommation d'énergie par rapport à l'hydraulique conventionnelle utilisée auparavant,” a déclaré M. Kaleta.

Compte tenu de ces informations, Trend Glass modernisera progressivement davantage de presses à verre. M. Kaleta a expliqué: "Par conséquent, nous avons choisi la version tout électrique pour deux de nos nouvelles acquisitions, parce que Trend Glass suit une stratégie de développement durable depuis de nombreuses années. Le processus de fusion représente également les besoins énergétiques les plus élevés de notre entreprise, mais la zone de presse est la seconde immédiate.

Trend Glass s'appuie sur la technologie Siemens éprouvée et disponible dans le monde entier depuis de nombreuses années, et ses employés ont été formés dans un environnement technologique familier.

Depuis que Trend Glass est passé à la version entièrement électrique, le processus a également été plus stable et les employés ont travaillé dans un environnement plus sain, grâce à l'absence d'huile.

Les machines ont également beaucoup moins de composants, ce qui signifie que Trend Glass déploie le service beaucoup moins fréquemment, ce qui simplifie la gestion des pièces de rechange. "Et si le service est nécessaire, la plupart d'entre elles sont désormais effectuées à distance ou par des employés sur site qui utilisent des systèmes d'aide visuelle,", faisant référence au système de gestion de données modulaire WTRACK de Waltec.

*Responsable du développement commercial, Siemens Industries numériques, Nuremberg, Allemagne, www.siemens.com global/fr.html

Machines Waltec, Kronacher, Allemagne, www.waltec.de

Tendance Verre, Radom, Pologne, www.trendglass.pl/fr

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