MBI Beton

Étude de cas

Les roues de grue synchronisées réduisent les coûts de maintenance

La modernisation de cette grue à portique chez le fabricant de béton MBI Beton BV impliquait le remplacement des commandes et des moteurs d’entraînement. Emotron a fourni une solution complète, qui nécessite moins d’entretien grâce à l’usure minimale des roues.

La modernisation permet de réduire la maintenance

L’entreprise néerlandaise MBI Beton BV fabrique des blocs de béton utilisés comme briques de façade, pavés et pierres de jardin. MBI a été fondée il y a 60 ans et emploie environ 200 personnes. Le siège social est situé à Veghel. La production et la vente ont lieu ici ainsi que sur le site de l’entreprise à Kampen. Comme il n’était plus possible d’entretenir à un coût raisonnable la grue à portique basée à Kampen et utilisée pour déplacer du gravier et du sable, la décision a été prise de la moderniser. MBI a fait appel à Emotron, qui possède 20 ans d’expérience dans le domaine de la modernisation des grues.La modernisation a consisté à installer un nouveau système de contrôle électronique complet basé sur le variateur de vitesse Emotron VFX. Les huit moteurs d’entraînement, d’une puissance de 22 kW chacun, ont également été remplacés. La nouvelle solution nécessite beaucoup moins d’entretien.L’usure des roues a été minimisée, les contacteurs ne doivent plus être remplacés, le mécanisme d’entraînement génère moins de chocs et les moteurs à courant alternatif à bague collectrice, qui nécessitent beaucoup d’entretien, ont été remplacés par des moteurs à courant alternatif standard à cage d’écureuil.
La modernisation de cette grue chez le fabricant de béton MBI Beton a permis de réduire considérablement les coûts de maintenance.
Le contact entre les boudins de roue et les rails est évité. La précision des signaux émis par les quatre capteurs à ultrasons est essentielle à l'opération.

La synchronisation des roues est un défi

Il arrive souvent qu’une grue sur rails larges ne se déplace pas complètement parallèlement aux rails. La charge transportée étant inégalement répartie de part et d’autre de la grue, les moteurs fonctionnent à des vitesses légèrement différentes, ce qui tire la grue vers le côté. Les variations de température peuvent également faire varier la distance entre les deux rails sur la distance de déplacement.

Ces facteurs font que les boudins des roues entrent en contact avec les rails. Un son perçant trahit clairement l’usure importante subie par les roues qui s’écrasent rapidement contre le rail. Pour la grue MBI, ce problème mécanique a été résolu grâce au contrôle électronique des boudins et au variateur de vitesse Emotron VFX.

Le contrôle électronique de la bride minimise l’usure

La vitesse des roues de la grue est désormais complètement synchronisée, ce qui permet un déplacement parallèle. Les coûts de maintenance et les niveaux de bruit sont réduits et la durée de vie des roues est considérablement prolongée. Les roues devront être remplacées tous les cinq ans environ, alors qu’elles devaient l’être tous les trois mois en cas de déplacement non synchronisé, avec au moins une journée d’arrêt à chaque fois.

Le contrôle électronique des boudins empêche tout contact entre les boudins des roues et les rails en guidant la grue à une distance pratiquement constante des rails de part et d’autre. Le régulateur de distance (guide central) calcule la ligne de déplacement idéale sur la base des relevés reçus.

La correction à appliquer (guide d’angle) modifie le décalage de la grue pour compenser les différences de distance. Le logiciel de cette commande est incorporé dans le système de commande Power Panel (PP41) inclus dans l’ensemble des grues Emotron.

La commande électronique de flasque Emotron assure une synchronisation totale de la vitesse des roues de la grue. La durée de vie des roues est considérablement prolongée et les niveaux de bruit sont réduits.

Installation facile sans PC

L’efficacité du système dépend fortement de la précision des signaux émis par les quatre capteurs de distance à ultrasons. Les capteurs doivent être montés avec le plus grand soin, tant sur le plan mécanique qu’électrique. Une attention particulière doit également être accordée au blindage du câble de signal.

Les valeurs mesurées par les capteurs sont affichées sur l’écran du PP41 sous la forme d’une figure et d’un graphique. Les régulateurs peuvent être arrêtés si nécessaire et les entraînements peuvent être commandés manuellement à partir du contrôleur principal. Les paramètres du régulateur sont facilement configurés à l’aide du menu de configuration du PP41, sans avoir besoin d’un PC. Les réglages sont protégés par un mot de passe.

Démarrage en douceur même avec de lourdes charges

Le variateur de vitesse Emotron VFX assure des démarrages instantanés mais en douceur et une accélération rapide sans mouvements saccadés, même avec des charges très lourdes. Cela renforce la sécurité et minimise l’usure mécanique.

Le contrôle direct et rapide du couple, la prémagnétisation du moteur et le contrôle précis du frein garantissent que le moteur a suffisamment de puissance pour fournir le couple nécessaire au moment même où le frein mécanique est desserré. Une montée en puissance HCB (Half Controlled Bridge) de la tension de la liaison CC assure un démarrage contrôlé et détecte les erreurs de phase et les charges asymétriques de l’alimentation. Le risque de panne d’un composant, par exemple d’une défaillance du circuit de charge, est réduit au minimum. Sinon, cela pourrait résulter de la commutation fréquente de l’alimentation en courant alternatif à l’aide d’un contacteur externe, ce qui est souvent le cas dans les applications de grue. L’absence de résistances ou de contacteurs intégrés permet d’économiser de l’espace et de la maintenance.

La modernisation a consisté à installer un nouveau système de contrôle électronique basé sur le variateur de vitesse Emotron VFX, ainsi qu'à remplacer les huit moteurs d'entraînement.

Le variateur de vitesse Emotron VFX assure des démarrages instantanés mais en douceur et une accélération rapide sans mouvements saccadés, même avec des charges très lourdes.

Contrôle direct du couple pour une grande fiabilité

Le contrôle direct du couple de l’Emotron VFX garantit un fonctionnement fiable et efficace de la grue, sans interruptions dues à des changements brusques de charge ou à des paramètres mal réglés, tels que les temps de rampe. Le contrôle direct du couple réagit extrêmement rapidement à toute variation de charge et régule instantanément le couple en fonction de la vitesse afin de protéger le processus. Le temps de réponse est extrêmement court puisque le couple réel et le couple requis sont comparés 40 000 fois par seconde !

Un régulateur de vitesse interne augmente l’efficacité. Il réagit immédiatement aux variations de charge qui entraînent une déviation de la vitesse du moteur et ajuste rapidement la vitesse à la valeur de référence définie. Le régulateur fonctionne sans rétroaction externe et une fonction d’autoréglage réduit le temps de réglage.

Les faits

Capacité de levage

14 tonnes

Vitesse de levage

60 m/min

Vitesse de déplacement

120 m/min

Longueur du rail de la grue

40 m

Portée du rail de la grue

120 m/min

Portée de la grue

55 m y compris 15 m de projection

Un freinage sûr et efficace

Un hacheur de frein intégré assure un freinage rapide et en douceur, même avec de lourdes charges. Il fonctionne avec le contrôle direct du couple de l’Emotron VFX et maintient le couple nécessaire pour éviter les secousses. La vitesse est continuellement réduite vers zéro et la grue peut être arrêtée en toute sécurité avant que le frein mécanique ne soit activé.

Un temps précieux est gagné et la sécurité est accrue grâce à un contrôle de fin de course qui arrête automatiquement la grue juste avant qu’elle n’atteigne ses positions finales. L’opérateur peut conduire la grue plus rapidement, sachant qu’elle s’arrêtera en douceur, sans mouvements saccadés.

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