Des installations modernes de convoyage pour un e-commerce en plein boom !

Pour les systèmes de convoyage avec des roulements à moteur DC, il faut dans l'idéal prévoir des circuits de protection à proximité des roulements. La technologie décentralisée utilisée permet ce contrôle et offre aussi des avantages complémentaires.

Depuis plusieurs décennies, les systèmes de convoyage sont un élément essentiel pour les entrepôts de stockage et de logistique. Traditionnellement, les systèmes de transport étaient contrôlés par des armoires de commande centrales et des armoires supplémentaires . Le câblage de commande, l'alimentation électrique et les câbles puissance étaient eux effectués directement vers les armoires de commande principales.

Dans l'armoire de commande principale centralisée, sont installés les SPS, l'alimentation et le circuit de protection pour l'entraînement des roulements des moteurs DC. Le résultat final était un nombre important de câbles, qui répartissaient les courants DC importants sur de longues distances. Il s'agit aujourd'hui d'un procédé ancien pour les lignes d'emballage.

Avec le e commerce, les centres logistiques modernes sont maintenant confrontés au défi de devoir livrer plus de colis dans un délai plus court. Cela implique plus de lignes de convoyage , elle mêmes plus rapides, tout en gardant l'infrastructure existante dans les centres logistiques.

Normalement, les lignes de convoyage de colis utilisent des convoyeurs à roulements avec moteur DC pour déplacer et trier les colis efficacement. De nos jours, l'alimentation électrique DC est garantie localement. Le point clé est l'espace . Les ingénieurs en automatisation ont besoin d'installer un courant DC élevé et les équipements de protection correspondants à proximité des roulements DC.

La nouvelle architecture est composée d'une armoire électrique principale, dans laquelle le SPS et quelques régulateurs sont installés. L'alimentation, la commande et le circuit de protection des moteurs DC pour les roulements se trouvent dans un petit boîtier de commande sous les convoyeurs. Le choix des composants pour ces unités de commande locales est décisif, compte tenu de l'espace disponible très restreint. Chaque roulement de convoyage avec moteur DC nécessite généralement 2 A pour 24 V DC. Cela signifie qu'il est possible de contrôler davantage de roulements localement.

Cela dépend de la taille de l'alimentation électrique DC disponible. En général, il s'agit d'alimentations électriques avec des sorties 40 A pour 24 V DC, suivies de MCB (interrupteur de protection miniature) et/ou de MCB de la puissance moteur et de contacteurs pour protéger et contrôler les roulements de convoyage du moteur DC.

Ces conditions d'environnement provoquent cependant des problèmes d'échauffement. Les températures dans les boîtiers de commande atteignent plus de 60 °C parfois, ce qui diminue considérablement la durée de vie des composants. Une solution est de recourir à une alimentation électrique d'une efficacité de 90 % ou plus. Cela peut réduire les pertes de puissance dans le boîtier de commande.

Cela engendre également un autre problème : normalement, les alimentations modernes de 40 A 24 V DC font plus de 120 mm de largeur, mais les anciens modules atteignent parfois des largeurs de 270 mm et plus. Dans les boîtiers de commande de 600 mm de largeur, cela provoque donc des problèmes importants de place.

Les nouvelles alimentations électriques disponibles chez LÜTZE, qui fournissent 40 A 24 V DC, ont une largeur de seulement 81 mm, ce qui améliore considérablement la situation. Une efficacité plus importante associée à une faible largeur de montage est très avantageuse et permet de maximiser le nombre de roulements de convoyage de moteur DC contrôlables.

Les moteurs installés dans les roulements sont des charges DC à induction, qui tirent beaucoup de courant. Lorsque l'intensité maximale est dépassée sur les anciens modèles, les alimentations tentent de se protéger en passant en mode "Crowbar" ou "Hiccup", ce qui entraîne une coupure de l'alimentation. Les nouvelles alimentations disponibles chez LÜTZE sont équipées de fonctions "Power Boost", qui permettent typiquement de fournir 50 % de capacité supplémentaire pendant une période définie. Il est ainsi par exemple possible de fournir 60 A pendant 5 secondes avec une alimentation de 40 A. Le nombre de roulements de convoyage à moteur DC peut donc être plus important, en fonction des courants d'activation et continus, des longueurs de câbles et d'autres facteurs.

Les roulements de convoyage à moteur DC sont normalement protégés et contrôlés par des disjoncteurs et des circuits de protection. En général, les interrupteurs ont une caractéristique de déclenchement de type D, pour gérer les courants de démarrage importants des moteurs et éviter les dysfonctionnements associés. Ils ont normalement besoin de 10 à 15 fois le courant nominal pour protéger le circuit. Ainsi, lorsqu'un MCB de 2 A est monté, un courant de court-circuit d'au moins 20 A est nécessaire pour déclencher le disjoncteur. A pleine charge et même avec des alimentations électriques de pointe, l'alimentation peut être coupée avant que l'interrupteur ne se déclenche, ce qui est problématique !

Dans le pire des cas, ce type de surcharge peut provoquer un courant de défaut supplémentaire de 1 A dans le circuit. Cela peut être le cas sur le roulement de convoyage le plus éloigné de la commande, si un câble endommagé génère par exemple une impédance élevée, qui n'est pas détectée et parvient au MCB et à l'alimentation. Les conséquences potentiellement catastrophiques sont faciles à imaginer.

Pour régler ce problème, des disjoncteurs électroniques comme les LOCC-Box LÜTZE ont été développés s'associent à la nouvelle génération d'alimentations en offrant la protection nécessaire. La gamm LOCC-Box couvre les installations de 12, 24 et 48 V DC, avec des plages de courant sélectionnables (normalement 1 à 10 A) et peut détecter des courants de défaut de 1 mA. 5 courbes de déclenchement sont réglables de rapide à ultra lent afin de couvrir les différents types de charge, par exemple le type D pour les roulements à moteur DC. La surveillance de charge électronique LOCC-Box est aussi équipée d'affichages d'état et d'un système de télémaintenance. Certains modèles transmettent des données en temps réel via différents systèmes de bus de données et peuvent être contrôlés à distance. Les boîtiers LOCC sont en outre plus petits que les MCB, ce qui permet de gagner de l'espace. Ce gain d'espace est aussi possible car l'utilisation des LOCC-Box pour contrôler le roulement de convoyage à moteur DC évite le besoin d'un contacteur.

Pour résumer, la combinaison des alimentations LÜTZE extrêmement fines et d'efficacité élevée ainsi que de la surveillance de courant intelligente LOCC-Box peut résoudre tous les problèmes d'espace et d'échauffement et permet également de contrôler nettement plus de roulements à moteurs par boîtier de commande.

Par Phil Murby, responsable produit du marché Control chez LÜTZE, Angleterre