La fabrication de systèmes d'alimentation électrique est soumise à de nombreux tests fonctionnels et de sécurité. Pour assurer la performance et la pérennité de ces tests, le spécialiste des alimentations électriques Gustav Klein a développé une nouvelle baie de test basée sur une solution de sécurité modulaire de B&R et intégrant ainsi plusieurs configurations. Toutes ces configurations sont gérées avec un seul et même projet logiciel.
"Tous les systèmes que nous fabriquons sont soumis à des tests complets avant expédition," explains Jörg Umbreit, Directeur R&D chez Gustav Klein. "La hausse rapide de la demande et les besoins croissants de performance nous ont conduits à étendre notre capacité de test de quatre à onze stations et à acroître la capacité de la baie de test. Nous avons également prévu de la réserve du fait de la croissance que nous prévoyons pour les années qui viennent." Ainsi, Gustav Klein dispose désormais d'une baie de test occupant une surface d'environ 500 mètres carrés et comportant 13 stations de test pour les appareils de grande taille, et d'autres stations pour les appareils plus petits.
L'entreprise a développé avec B&R une solution de sécurité englobant toutes les stations de test, les stations de réserve et l'appareillage de distribution électrique. L'exceptionnelle modularité matérielle et logicielle de la solution de sécurité de B&R a facilité ce développement. Les fonctions de sécurité nécessaires pour chaque station peuvent être aisément sélectionnées ou désélectionnées via une interface de configuration. Les collaborateurs habilités peuvent choisir et confirmer une des configurations ainsi réalisées sur un écran opérateur. Il n'est ainsi pas nécessaire d'utiliser un outil de programmation séparé pour changer de configuration et adapter l'application de sécurité. L'adaptation et la maintenance de la baie de test s'en trouvent grandement simplifiées, de même que la mise en service des stations de réserve.
Un seul et unique projet de sécurité pour toutes les configurations d'installation
L'utilisateur d'une solution de sécurité B&R dispose d'un atout déterminant : celui de ne devoir programmer qu'une seule application de sécurité, celle qui correspond à la configuration maximale englobant tous les équipements et fonctionnalités de la baie de test. De là, toutes les combinaisons imaginables sont possibles. Cette approche réduit considérablement les coûts de maintenance ainsi que la quantité de tests à effectuer lors de la mise en route d'une installation ou d'une machine modulaire.
Gustav Klein s'est très tôt rendu compte des avantages de cette approche et l'utilise déjà depuis un certain temps pour ses systèmes de test d'alimentation I-TS et MI-TS, tous deux automatisés avec des systèmes B&R. "Avec l'environnement de développement Automation Studio et son outil intégré SafeDESIGNER, nous disposons d'une solution qui couvre 90 pourcents de nos projets et qui nous demande aucune programmation supplémentaire," se félicite J. Umbreit.
La pertinence de la solution est encore plus évidente si l'on prend en considération la très grande diversité des configurations, des applications et des environnements auxquels les systèmes de test et de simulation I-TS et MI-TS doivent s'adapter. Ces derniers sont utilisés, par exemple, pour simuler des cycles de charge et de décharge lors du développement de véhicules électriques, ou pour tester des composants d'alimentation lors de la production de batteries et de véhicules.
Modularisation sans savoir-faire spécifique
"Nous avons réalise l'application de sécurité pour la baie de test en seulement quelques jours. L'expérience que nous avions acquise à travers ces projets nous a certainement aidés," explique Roland Bayr, l'ingénieur logiciel de Gustav Klein qui a réalisé la solution de sécurité pour les testeurs d'alimentation et la baie de test. "La simplicité avec laquelle sont établies les liaisons entre les domaines qui relèvent de la sécurité et les autres domaines a aussi grandement facilité notre travail. À cela s'ajoute le fait que la solution de sécurité de B&R nous a permis de créer une application modulaire sans avoir suivi de formation particulière. La modularisation sans effort ni coût additionnel était un préalable." Et pas des moindres pour les responsables de Gustav Klein. Comme le développement et la construction de la nouvelle baie de test ne générerait pas de revenus immédiats, il fallait que l'application de sécurité soit réalisée sans interrompre l'activité journalière de l'entreprise.
Technologie de sécurité globale
Les concepteurs de Gustav Klein ont choisi des composants de la gamme X20 pour la baie de test. Ils ont installé des modules d'entrées, des modules de sorties et des modules mixtes digitaux et sécuritaires dans la baie ainsi que dans les unités de raccordement. Pour l'automate de sécurité, ils utilisent un module X20SL8101 de la gamme X20. Cet automate est capable de gérer jusqu'à 280 nœuds sécuritaires et prend en charge toutes les configurations possibles de la baie de test. Les modules sécuritaires sont reliés à l'automate de sécurité via POWERLINK et un câble standard. Le protocole de sécurité utilisé pour la tranmission des données est openSAFETY.
Toute la baie de test dans une seule vue
Pour donner aux collaborateurs un rapide aperçu du statut sécuritaire de la baie de test et de l'état des commutateurs, Gustav Klein a incorporé un écran 24" de la gamme Automation Panel 900 dans la porte de l'armoire électrique du local technique. Un Panel PC 2100 compact monté à l'arrière de l'écran prend en charge l'application de visualisation. La visualisation sert de source d'information pour les collaborateurs utilisant la baie de test. "La grande taille de l'écran permet de représenter les états de tous les commutateurs centraux de la baie de test dans une seule vue." explique R. Bayr. "Sinon, le simple fait qu'un opérateur se trouve quelque part dans un sous-menu pourrait avoir pour conséquence que des événements passent inaperçus". À l'écran, les commutateurs sont disposés de la même manière que dans la baie de test, ce qui facilite la localisation d'un problème en cas d'urgence." Gustav Klein prévoit, dans un avenir proche, d'ajouter des écrans B&R supplémentaires afin que les collaborateurs testeurs puissent visualiser la baie de test à tout moment.
Une baie de test évolutive et flexible
La baie de test du spécialiste de l'alimentation électrique, qui présente aujourd'hui une capacité d'1,5 MVA, est équipée pour tester des unités UPS et des onduleurs. Elle permet aussi la réalisation de tests haute tension, l'utilisation de systèmes de simulation avec une tension allant jusqu'à 1000 VAC ou VDC, ou encore la mise en œuvre d'une électronique de puissance intelligente pour le stockage d'énergie haute tension (capacité 4 MW). L'électronique de puissance réalisée par les ingénieurs de l'entreprise minimise non seulemet la consommation de puissance et les pertes thermiques résultantes lors de la conduite des tests, mais aussi la puissance de raccordement électrique. Gustav Klein a réalisé une des installations de test les plus avancées et les plus complètes qui soit dans le domaine de l'alimentation électrique. En effectuant les essais haute tension avec ses propres installations, l'entreprise fait gagner un temps précieux à ses clients lors de la mise en service sur site. La solution de sécurité modulaire de B&R lui facilite la tâche en permettant une adaptation sans effort de la baie de test en fonction des besoins changeants du marché.
Jörg Umbreit
Directeur R&D, Gustav Klein GmbH & Co. KG
"Avec l'environnement de développement Automation Studio et son outil intégré SafeDESIGNER, nous disposons d'une solution qui couvre 90 pourcents de nos projets et nous demande aucune programmation supplémentaire," se félicite J. Umbreit.