Difficiles à concilier : eaux profondes et sécurité de fonctionnement

L'ordinateur de commande du marteau de battage de la société MENCK doit être modernisé. Un aspect était l'augmentation de la sécurité de fonctionnement étant donné que les réparations sur le pont d'un navire spécial entraînent des coûts élevés. En coopération avec les sociétés LÜTZE et ESD d'Hanovre, le système de surveillance de courant LOCC-Box a été transformé en relais semi-conducteur intelligent impliquant un suivi du comportement en service.

La société MENCK GmbH dont le siège social est à Kaltenkirchen, est spécialisée depuis plus de 140 ans dans la fabrication de chaudières à vapeur, de treuils et de marteaux de battage pour l'industrie offshore. Ses produits en évolution permanente sont utilisés dans des projets pétroliers, gaziers et de parcs éoliens ainsi que pour la construction des ponts et des ports. L'entreprise a modernisé son système de commande pour obtenir plus de fonctionnalité et une sécurité de fonctionnement accrue des marteaux de battage MHU. Considérant que le marteau de battage est utilisé dans des fonds marins de 1800 à 3000 mètres de profondeur, des exigences particulières sont requises pour l'ordinateur de commande, son coffrage dans un réservoir sous pression et le câblage. L'ordinateur de commande du marteau de battage et le groupe hydraulique Powerpack du système de fonds marins constituent la boîte MUX. Elle communique via DSL avec le calculateur de commande basé sur ordinateur et échange par exemple la représentation du processus. Par ailleurs, il faut s'assurer que les électrovannes de la commande du système hydraulique fonctionnent impeccablement et qu'un envahissement par l'eau ne provoque pas une panne totale. En coopération avec la société Friedrich Lütze GmbH et la société ESD electronic system design, une solution non conventionnelle a pu être trouvée pour résoudre le problème.

Les électrovannes du marteau hydraulique doivent pouvoir être commutées via un relais électronique dans le cadre de la nouvelle customisation de l'ordinateur de commande. Par ailleurs, les responsables de la société MENCK ont exigé une mesure de courant intégrée pour pouvoir vérifier le flux de courant par les bobines de l'électrovanne. De plus, les circuits électriques courants doivent être posés de manière redondante. Les coûts offshore élevés légitiment la raison de ces demandes si le périphérique doit être enlevé en raison d'une défaillance sur le pont du navire spécial. «Pour des montants journaliers supérieurs à 500 milliers de dollars pour le navire, chaque minute pendant laquelle un appareil n'est pas opérationnel compte, affirme Rainer Kropf, ingénieur en électricité chez MENCK. Le système intelligent de surveillance de courant LOCC-Box de LÜTZE intègre déjà les caractéristiques essentielles. Les modules offrent une protection fiable des circuits DC 24 V jusqu'à 10 A. La plage de courant est réglable en incréments de 1 A comme le choix de la caractéristique (à action instantanée, semi-retardée, retardée 1, -2, et -3) Les composants supplémentaires de la LOCC-GW (passerelle) permettent la communication avec la commande via le module CANopen. En outre, le système modulaire peut être complété à tout moment. LÜTZE a conçu un micrologiciel spécifique à cette application afin que le système du LOCC-Box se comporte comme un disjoncteur sécurisé (relais statique SSR) et que la fonction de fusible soit réversible. « Nous avons étudié différentes propositions de solutions et une adaptation du micrologiciel était la solution la plus adéquate et la plus économique », affirme Klaus Wünschirs, responsable Automation des ventes de produits chez LÜTZE. MENCK a lui-même conçu le concept de sécurité. Il prend en compte l'assemblage redondant avec huit modules du LOCC- Box-Net sur une passerelle du LOCC-Box ainsi que des amplificateurs-séparateurs Namur dans le circuit des signaux des détecteurs de proximité qui sont installés avec une baie 3U de la boîte MUX.

Pour obtenir des informations à tout moment sur l'état du module et des électrovannes, ESD a conçu une application individuelle et spécifique qui supporte les fonctions de suivi du comportement en service en utilisant les passerelles de la boîte LOCC- Box et un pont CAN. La passerelle agit comme maître du LOCC-Box et communique via le bus LOCC sur une base LIN (Lokal Interconnect Network). De cette manière, les valeurs de courant et de tension de chaque boîte LOCC-Box Net peuvent être activées à partir d'un pupitre de contrôle et il est possible d'exécuter un diagnostic complet en s'appuyant sur l'état demandé du module. Par ailleurs, l'utilisateur peut arrêter le chemin défectueux à partir du pupitre de commande en cas de court-circuit ou de surcharge et désactiver de nouveau les états du module "Court-circuit" ou "Déclenché". Si une liaison ne fonctionne plus en raison d'envahissement par l'eau, le module de boîte LOCC-Box Net redondant supporte cette fonction et peut continuer à fonctionner sans temporisation. Les chemins individuels avec les valeurs de courant et de tension enregistrées permettent de tirer des conclusions sur l'état technique des consommateurs raccordés de manière à pouvoir introduire des mesures par anticipation pour éviter un dysfonctionnement dans les fonds marins.

Le concept de la protection de câble réversible est très intéressant pour les systèmes en eaux profondes (forage de puits de pétrole, fondations en eaux profondes). Les relais semi-conducteurs électroniques ne subissent pas d'usure mécanique donc ils peuvent exécuter nettement plus de commutations sur toute leur durée de vie. ESD a conçu une application individuelle et spécifique qui supporte les fonctions de suivi du comportement en service sur la base du système intelligent de surveillance de courant LOCC-Box de LÜTZE. Grâce au micrologiciel de LÜTZE, le LOCC-Box se comporte comme un disjoncteur sécurisé de 10 A.