Les sorties de nouveaux modèles se succèdent
à grand train entre 2014 et 2015. Au programme des nouveaux modèles plus
performants mais aussi intégrant quantité de fonctions nouvelles.
S’il y a un
domaine où la concentration n’a pas encore fait son œuvre, c’est bien le monde
des variateurs. On compte actuellement encore plus d’une centaine de fabricants
dans le monde ! Et comme la plupart renouvellent régulièrement leurs gammes,
les nouveautés se succèdent à un train d’enfer. Depuis l’an dernier, la plupart
des fournisseurs d’équipements d’automatismes ont lancé de nouvelles gammes,
notamment dans les petites et moyennes puissances.
Plus « universels »
Chacun
essaie de garder sa petite particularité pour se différencier. Mais de grandes
tendances se dessinent. D’abord, chez la plupart des fabricants, les dernières
générations deviennent de plus en plus universelles. Chez Parker, par exemple,
les AC10 et AC 30, modèles d’entrée et de milieu de gamme peuvent piloter des
moteurs asynchrones classiques, des moteurs à aimants permanents… C’est
également des derniers CFW500 de Weg ou encore des ACS 580 d’ABB, compatibles
avec des moteurs haut-rendement tels que ses modèles à reluctance variable.
Avec une
offre du marché qui se connecte également aux réseaux Ethernet industriels, la
différence entre les variateurs classiques et les servovariateurs devient plus
floue. Exemple avec le Powerflex 527 de Rockwell Automation, annoncé pour le
printemps. Conçu pour fonctionner exclusivement avec ses contrôleurs Logix, il
emploie des instructions embarquées communes aux servovariateurs Kinetix du
fabricant, « ce qui permet d’offrir la
même expérience à l’utilisateur pour la configuration, la programmation et la
commande de ces deux types de variateurs », annonce l’Américain. L’appareil
dispose aussi d’un double port Ethernet, qui évite d’utiliser un routeur et
permet de continuer à fonctionner en cas de rupture d’un câble réseau.
Avec sa
nouvelle gamme MotiFlex e180, ABB veut pousser cette « universalité » à
l’extrême. « Leurs fonctions intégrées
permettent d’utiliser les variateurs, sans option supplémentaire, dans
pratiquement tout type d’application : avec diverses architectures de systèmes
et de communications ainsi que divers types d’asservissements », explique
le Suédois. Pour cela, ils misent sur la connectivité Ethernet, une interface
temps réel, des interfaces de retour codeurs et la capacité à s’intégrer dans
une solution de commande centralisée ou de cinématique indépendante
intelligente. Ces neuf nouveaux variateurs sont configurables pour différentes
puissances de sortie (courants de sortie jusqu’à 90A), qu’elles soient
permanentes ou transitoires, afin d’optimiser les applications présentant des
différences de précision, de performances dynamiques et de conditions
d’utilisation.
Attention
cependant, un servovariateur sera toujours plus performant pour piloter un
servomoteur et un variateur classique
pour commander un moteur asynchrone. En outre, « un servovariateur est plus
cher », note Fabrice Poulet, responsable des activités Entraînements et Départs
moteurs chez Rockwell Automation en France.
Enfin, pour
devenir universels, certains modèles peuvent désormais être utilisés montés à
même un moteur ou en configuration murale. C’est le cas du MW500 de Weg. Ce
modèle durci fonctionne sans ventilateur, même en mode mural. IP 66, il résiste
à des températures jusqu’à 50°C et peut
fonctionner avec une surcharge de 150% pendant 60 secondes toutes les 10
minutes. Conçu pour les moteurs asynchrones de 0,75 à 7,5 kW, il reprend
plusieurs aspects du CFW500, dont la possibilité d’y connecter un écran pour un
écran pour la programmation.
Intelligence embarquée
Pour
faciliter, leur installation, les derniers modèles font preuve d’astuce. Comme
les ACS880, les ACS 580 d’ABB emploient une console amovible pour leur
configuration. Grâce à ce périphérique, il est aussi possible de cloner des
variateurs, lorsque l’on en a plusieurs identiques sur une même installation. Les
séries 5 de Rockwell automation proposent également une fonction d’auto-remplacement.
« L’automate reconnaît le nouveau variateur et gère tout son paramétrage. Il
peut même reflascher le soft pour garantir d’y avoir la bonne version »,
explique Fabien Poulet. Evidemment, cela ne fonctionnera qu’avec des modèles
identiques. En cas de rétrofit, le technicien devra réintroduire les bons
paramètres. Même démarche chez Bosch Rexroth, dont les derniers EFC 3610 and
EFC 5610 (0,4 à 18,5 kW) peuvent s’intégrer dans tous types d’architecture et
dont l’installation se veut la plus simple possible, notamment grâce à une
console amovible qui permet de réaliser tous les réglages et de cloner des
variateurs, grâce à sa fonction copie.
A noter,
pour les mises à niveau d’installations, les modèles de dernière génération
reprennent généralement les cotes de montage des versions précédentes. Plus
universels, ces appareils sont aussi plus intelligents. Et cela commence avec
les plus simples. Le Sinamics V90 de Siemens, sorti fin 2014, est ainsi un
modèle monoaxe destiné aux fabricants de petites machines simples et
économiques. Pour autant, il se connecte à un automate Simatic avec un simple
câble – et à un PC via un port USB pour
des tâches de diagnostic – et offre plusieurs modes de pilotages intégrés, ou
encore un mode auto-tuning en temps réel, qui « permet de supprimer les
résonances mécaniques, tout en optimisant la dynamique du process et la
souplesse dans les mouvements », annonce Siemens. Disponible en 4 tailles, il monte
jusqu’à 7kW de puissance et sa fréquence d’échantillonnage peut atteindre 1MHz.
L’intelligence
passe également par l’intégration de fonctions d’automatismes au sein même des
variateurs. Pour la plupart dotés de processeurs puissants, ces appareils peuvent
en effet se substituer à des PLC pour des applications simples et ainsi éviter
de les surcharger. « Cela permet par exemple de gérer deux fins de courses avec
différentes programmations ou encore de programmer une fonction de repli en cas
de perte du réseau », note Fabien Poulet. Mais les fonctions d’automatismes
intégrées sont souvent moins poussées que dans un PLC. En outre, « l’échange
d’un appareil est plus facile si l’on ne met pas d’intelligence dedans »,
prévient le spécialiste de Rockwell Automation.
Pour
Schneider Electric, l’intelligence des Altivar Process, qui visent en
particulier les applications dans l’eau, la pétrochimie ou l’agroalimentaire,
est aussi dans leur capacité à communiquer. Avec leur double port Ethernet et
leur service RSTP, ils assurent en effet la remontée des informations « à tous
les organes de gestion, de supervision et de contrôle quelque soit le support
», assure le fabricant. Tout au long de la vie du variateur, l’utilisateur peut
récolter des données sur l’application et les exploiter. Il peut aussi utiliser
des QR code contextuels, qui revoient à des informations précises sur l’état du
variateur et les actions conseillées. En cas de besoin une proposition
d’assistance technique est automatiquement implémentée. Enfin, « des alarmes de
maintenance préventives sont aussi déclenchées en fonction du temps de
fonctionnement ou d’une dérive anormale d’un paramètre mécanique ou électrique
», indique Schneider Electric.
Performance max, taille mini
Dans les servovariateurs
en particulier, on cherche à faire toujours plus performant tout en gagnant de
la place. L’Acopos P3, dévoilé sur SPS IPC Drives 2014 par B&R Automation,
est ainsi proposé avec des variantes mono-axe, double-axe ou triple-axe
couvrant une plage de puissance de 0,6 à 24 kW (plage de courant de 1,2 à 48
ampères), particulièrement compacts. « Le modèle triple-axe est aussi compact
que celui du variateur mono-axe de la génération précédente, ce qui libère
jusqu’à 69% d’espace supplémentaire dans l’armoire électrique », déclare
B&R. Et côté performances, il affiche un temps d’échantillonnage de
seulement 50 µs pour toute la boucle de régulation (boucles de courant, vitesse
et position réunies). Associé à une fonction « codeur virtuel » intégrée, ce
temps d’échantillonnage très court « permet un contrôle de position dynamique
et précis sans codeur externe ni câble codeur », ajoute l’Autrichien. Dévoilé
également à Nuremberg, l’AX8000 de Beckhoff, dédié aux applications multiaxes,
bat lui aussi des records de réduction de taille grâce à une construction
modulaire. « L’appareil est constitué d’une alimentation séparée à laquelle on
ajoute les modules variateurs module
d’axe, résistance de récupération, etc. », explique Pierre Hervy, Responsable
Support et Marketing chez Beckhoff France. Les modules d’axe se branchent sans
outil et l’alimentation passe de bloc en bloc. Deux alimentations sont
disponibles, de 20 et 40 A. A noter, les variateurs acceptent la technologie
OCT à un seul câble. Mais ces modèles vont aussi chercher les performances
maximales. Leur processeur interne associé à l’emploi Ethercat permet ainsi de
recevoir des consignes toutes les 62, 5 microsecondes et d’assurer des boucles
de régulations à 31 µs pour la position et 16 µs pour la vitesse. Programmables
en C++ ou via Matlab, ils permettront également d’y intégrer sa propre boucle
de régulation.
Plus de sécurité
La sécurité
est également un must dans tous les appareils. Le P3 de B&R, qui peut
devenir un véritable petit automate lorsqu’il est connecté à un Power Panel et
des modules d’E/S X20, peut aussi être dotée, au besoin, de fonctions de
sécurité intégrées pour applications SIL3 / PLe. « Aux fonctions de sécurité
déjà disponibles avec les modèles précédents, l’Acopos P3 ajoute les fonctions
Safely Limited Torque (SLT) et Remanent Safe Position (RSP). Au total, 14
fonctions de sécurité basées sur Opensafety sont ainsi disponibles », note le
fabricant.
Tous les
fabricants ont mis un accent particulier sur la sécurité. En nivelant par le
haut. Les AX8000 de Beckhoff intègrent ainsi 17 fonctions pour la sécurité «
motion », dont une fonction « frein sûr ».
Le Kinetix
5500 de Rockwell Automation, entre autres, est passé lui aussi à la sécurité
intégrée, profitant du fait qu’EtherNet/IP permet de faire passer les signaux
de sécurité par les mêmes fils et adresses IP que ceux utilisés pour la
commande et le mouvement. Et en plus des paramètres liés au mouvement et à la
commande, les utilisateurs peuvent également configurer le système de sécurité
dans le logiciel Logix Designer. « Ils disposent également d’informations de
diagnostic plus précises grâce à l’intégration du variateur avec le contrôleur
de sécurité GuardLogix. Des détails sur les problèmes de sécurité, tels que les
requêtes de désactivation du couple de sécurité, sont affichés sur l’écran LCD
du variateur. Il est également possible d’importer ces informations dans des
bases de données existantes et dans les solutions de reporting déjà en place
afin de fournir aux utilisateurs des renseignements exploitables sur la
sécurité, quand et où ils en ont besoin », assure Rockwell.
Les
tendances à l’avenir ? Les même qu’actuellement : intelligence, simplicité
plus intégrée, sans oublier les fonctions de gestion de l’énergie, de plus en
plus demandées par certains utilisateurs. Mais surtout, tous ces perfectionnements
s’accompagnent d’une baisse constante du prix au kW délivré. Une bonne nouvelle
pour les utilisateurs finaux…
