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Les machines-outils à haut rendement énergétique avec Sinumerik Ctrl-Energy de Siemens allient économie et productivité

For the business press
Bruxelles, 23.12.2011

Avec Sinumerik Ctrl-Energy, la division Drive Technologies de Siemens propose une gamme complète de composants d’automatisation, de systèmes d’entraînement, de solutions logicielles et de services en rapport avec les machines-outils. Ainsi parée, chaque machine-outil peut être exploitée avec une productivité élevée et une efficacité énergétique optimale tout au long de son cycle de vie. De nombreux services et conseils pour une efficacité énergétique et une exploitation optimales de la machine complètent la palette. La combinaison des touches « Ctrl » et « E » sur le pupitre de commande permet à l’opérateur d’accéder directement à la gestion énergétique de sa machine, par ex. au mode veille (économie d’énergie) ou à l’évaluation du bilan énergétique.

L’économie d’énergie revêt une importance croissante dans l’industrie en raison de la hausse des coûts de l’énergie, des normes environnementales plus rigoureuses ou de la certification selon la norme internationale d’efficacité énergétique EN16001. Selon la Commission européenne, 40 % de la consommation électrique totale en 2007 incombait à la production industrielle, dont 70 % pour les seuls systèmes d’entraînements électriques. Les besoins énergétiques des machines-outils peuvent atteindre jusqu’à 68 % en fonction des entreprises. L’efficacité énergétique dans la fabrication contribue ainsi sensiblement à réduire les coûts des installations et à améliorer la compétitivité. Dans ce contexte, Siemens a effectué une évaluation énergétique des différents composants des machines-outils afin de réaliser avec Sinumerik Ctrl-Energy des réductions importantes de la consommation énergétique.

Avec Sinumerik Ctrl-Energy, Siemens propose un large éventail de solutions pour l’exploitation éco-énergétique de machines-outils. Elles se composent de moteurs et de systèmes d’entraînement Sinamics, de fonctions CNC et d’entraînements, de solutions logicielles et de services. Sinumerik Ctrl-Energy propose des solutions à haut rendement énergétique pour l’ensemble du cycle de vie de la machine, depuis sa conception jusqu’à son renouvellement partiel ou complet, en passant par son utilisation. Grâce à Sinumerik Ctrl-Energy, tant le constructeur que l’utilisateur ont tous les atouts en mains pour une exploitation efficace.

Fonctions Ctrl-E pour la gestion énergétique
Accessibles par la combinaison – simple et facile à retenir – des touches « Ctrl » et « E » sur le pupitre de commande, les contrôleurs Sinumerik permettent d’évaluer rapidement la consommation d’énergie d’une machine et de la gérer lorsque cette dernière est à l’arrêt. Avec la fonction « Ctrl-E Analysis », les contrôleurs Sinumerik enregistrent non seulement la consommation d’énergie du système d’entraînement, mais aussi celle de toute la machine. L’utilisateur peut ainsi analyser la consommation d’énergie par pièce à usiner et déterminer les améliorations à mettre en œuvre dans le cadre de la stratégie d’usinage. La fonction « Ctrl-E Profiles » constitue également pour le constructeur une plate-forme pour le dimensionnement des modes d’économie d’énergie de la machine. Cela permet de déconnecter les composants énergivores lorsque la machine est à l’arrêt.

Convertisseurs de fréquence et moteurs éco-énergétiques : une chaîne cinématique intégrée est un élément clé de l’efficacité énergétique
Les systèmes d’entraînement Sinamics-S120 permettent d’assurer une gestion dynamique de l’énergie dans le circuit intermédiaire et disposent d’un système de récupération d’énergie extrêmement efficace. L’énergie de freinage générée n’est donc pas transformée en chaleur avec des résistances de freinage, mais maintenue dans un premier temps dans le circuit intermédiaire et réinjectée en option dans le réseau électrique. Les entraînements Sinamics et les moteurs Siemens sont systématiquement développés avec l’efficacité énergétique comme point de mire. Les modules d’entraînement intégrés de Siemens atteignent ainsi un rendement de 97 à 99 %. Avec un rendement pouvant atteindre 94 % en technologie synchrone et 91 % en technologie asynchrone, la gamme de moteurs de Siemens constitue également une base idéale pour des concepts de machines à très haut rendement énergétique. Dans une machine-outil typique, plus de 50 % de la consommation d’énergie est due aux unités auxiliaires telles que l’alimentation hydraulique ou les groupes de réfrigération et de lubrification. Les moteurs asynchrones normalisés 1LE éco-énergétiques (conformes au Règlement CE 640/2009 depuis le 16 juin 2011) présentent, avec jusqu’à 97 % de rendement, un important potentiel d’amélioration de l’efficacité des groupes auxiliaires. L’utilisation du convertisseur de fréquence Sinamics-G120 permet d’adapter leur régime et leur consommation d’énergie en fonction des exigences opérationnelles correspondantes.

La réduction du débit et la compensation de la puissance réactive contribuent aux économies
Les systèmes d’entraînement Sinamics-S120 permettent de diminuer automatiquement le débit en charge partielle des broches asynchrones, réduisant ainsi les déperditions de chaleur inutiles. Les modules intelligents d’alimentation et de récupération d’énergie du Sinamics S120 permettent de compenser entièrement la puissance réactive de l’ensemble de la machine, ce qui évite à l’utilisateur final de prévoir une installation destinée à compenser la puissance réactive, généralement coûteuse et susceptible d’entraîner des pertes.

Les armoires de distribution contribuent également à accroître l’efficacité
La mise en place de l’armoire de distribution et le concept de dissipation thermique correspondant ont une influence sensible sur le bilan énergétique d’une machine. Les constructeurs de machines peuvent recevoir sur demande de la part de Siemens une armoire de distribution complète aux dimensions optimales, tenant également compte des aspects énergétiques. Il existe différentes options de refroidissement, par ex. la variante « Cold Plate » ou le refroidissement direct par liquide, qui réduit le besoin en climatisation de l’armoire de distribution et met la chaleur perdue des entraînements à la disposition du client sous forme de chaleur industrielle. Le savoir-faire de Siemens en armoires de distribution (jusqu’à l’évaluation des imageries thermiques) garantit un agencement optimal et donc une efficacité énergétique maximale de l’armoire de distribution.

Outil de planification Sizer : un dimensionnement approprié est la base de l’efficacité énergétique
L’outil de planification Sizer proposé par Siemens pour le dimensionnement de l’entraînement calcule la consommation d’énergie et les pertes pour les cycles de charge prévus (montée en régime, fonctionnement à vide, fonctionnement en charge, ralentissement, temps de cycle) ainsi que l’influence de la récupération d’énergie. Cela permet d’évaluer facilement l’efficacité énergétique de différentes combinaisons moteur/convertisseur. Il est dès lors possible d’optimiser le dimensionnement des entraînements des axes d’alimentation et des commandes de broches principales en fonction du process et des processus cycliques prévisibles, ce qui évite le surdimensionnement, y compris de l’alimentation, et minimise la consommation d’énergie.

Service et conseils axés sur l’évaluation énergétique
Outre la technique d’entraînement, Siemens dispose d’autres solutions pour une gestion énergétique efficace. Avec le Mechatronic Support, Siemens offre un service d’optimisation mécatronique global des systèmes d’entraînement d’une machine-outil. Les propriétés dynamiques de la technique d’entraînement de Siemens sont ainsi fidèlement transposées dans les simulations de nouvelles machines. L’optimisation itérative ciblée dans le cadre de la construction réduit par exemple les masses déplacées sans perturber la productivité ou la durée de vie ; cela nécessite moins de travail pour une performance équivalente et les entraînements avec une puissance nominale moindre sont pris en compte. Résultat : des broches filetées à billes ou des motoréducteurs peuvent également être utilisés par les moteurs linéaires ou couplés, évitant ainsi les pertes dues au frottement des engrenages.

Pour plus d’informations consultez les sites : www.siemens.be/machinetools et www.siemens.com/sinumerik ou prenez contact avec les spécialistes techniques au 02/536 25 98, e-mail: cnc.be@siemens.com

Ce communiqué de presse est accompagné d’une photo, haute et basse résolution, disponible à l’adresse Internet: www.siemens.com/dt-bild/3038

Sinumerik Ctrl-Energy

Légende
Avec Sinumerik Ctrl-Energy, la division Drive Technologies de Siemens propose une gamme complète de composants d’automatisation, de systèmes d’entraînement, de solutions logicielles et de services en rapport avec les machines-outils. Ainsi parée, chaque machine-outil peut être exploitée avec une efficacité énergétique optimale et une productivité élevée tout au long de son cycle de vie.

Siemens Industry Sector (Erlangen, Allemagne) est le plus grand fournisseur au monde de technologies respectueuses de l’environnement pour la production, les transports, les bâtiments et l’éclairage. Siemens propose des technologies d’automatisation intégrées et des solutions sur mesure pour l'industrie qui lui permettent d'améliorer la productivité, l'efficacité et la flexibilité de ses clients dans l'industrie et les infrastructures. Le secteur comprend six divisions : Building Technologies, Drive Technologies, Industry Automation, Industry Solutions, Mobility et Osram. Au cours de l'exercice 2010 (clôturé le 30 septembre), Siemens Industry a généré un chiffre d'affaires d’environ 34,9 milliards d’euros. Siemens Industry Sector emploie quelque 204 000 collaborateurs dans le monde. www.siemens.com/industry

La Division Drive Technologies de Siemens (Nuremberg, Allemagne) est leader mondial dans les produits, systèmes, applications et services destinés aux automates de production et aux machines-outils. Drive Technologies propose les technologies couvrant l’ensemble de la chaîne cinématique, des composants électroniques et mécaniques aux systèmes de contrôle de mouvements. Son offre s’adresse à tous les segments de l’industrie manufacturière, de l’industrie des process et de l’énergie/infrastructure. La division offre des réponses aux exigences fondamentales de ses clients en matière de productivité, d’’efficacité énergétique et de fiabilité. Avec un effectif mondial de 36 900 personnes, Siemens Drive Technologies a réalisé au cours de l’exercice 2010 (clôturé le 30 septembre) un chiffre d’affaires total de 7 milliards d’euros. www.siemens.com/drivetechnologies