Brevet FR3027693A1 — publié le 20160429

PROCEDE DE GESTI ON DE L'ALI MENTATI ON ENERGETI QUE D'UNE INSTALLATION L'invention se rapporte à un procédé de gestion de l'alimentation en énergie, notamment en énergie électrique d'une installation. Une installation industrielle, destinée par exemple à la fabrication de véhicules automobiles le long d'une chaine de montage, comprend généralement au moins une machine-outil à commande numérique. Cette commande numérique, qui sert à piloter ladite machine, peut être assurée par un ordinateur possédant le logiciel adapté. Une machine-outil dont la commande numérique s'effectue par ordinateur est généralement désignée par machine CNC (de l'anglais Computer Numerical Control). De même, le calculateur permettant d'assurer le contrôle commande de cette machine outil est généralement appelé automate programmable ou PLC (de l'anglais Programmable Logic Controller). Ce type d'automate programmable PLC désigne donc un type particulier d'ordinateur, robuste et réactif, ayant des entrées et des sorties physiques, utilisé pour automatiser des processus comme la commande des machines-outils sur une ligne de montage dans une usine, ou le pilotage de systèmes de manutention automatique. Ainsi, un tel automate programmable a pour fonction de donner des instructions de mouvement à tous les éléments d'une machine-outil, tels que par exemple, l'outil d'usinage équipant ladite machine, les tables ou palettes où sont fixées les pièces à traiter, les systèmes de magasinage et de changement d'outil, les dispositifs de changement de pièces et les mécanismes connexes, pour le contrôle ou la sécurité, l'évacuation des déchets, etc..... Or, dans une installation industrielle correspondant par exemple à une chaine de montage, les différents équipements électriques, dont par exemple les machines-outils, ne sont pas utilisés en permanence, et restent donc inactifs sur des périodes plus ou moins longues. Un procédé de gestion selon l'invention, vise à limiter la consommation électrique d'une installation au juste nécessaire, notamment lorsque les équipements électriques ne sont pas utilisés, sans entraver l'activité de ladite installation et de manière à réduire les coûts liés à une consommation d'énergie, notamment d'électricité excessive. L'invention a pour objet un procédé de gestion de la consommation électrique d'une installation industrielle comprenant au moins un équipement électrique piloté par un calculateur. La principale caractéristique d'un procédé de gestion selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, une étape de détection d'une situation de repos spécifique dudit au moins un équipement électrique, pour laquelle il n'est pas sollicité sous certaines conditions, - une étape de mise en veille électrique dudit équipement lorsqu'une telle situation a été détectée. En effet, dans une installation industrielle, il arrive souvent que des équipements électriques ne soient utilisés en restant inactifs sur des périodes assez longues, et qu'ils restent donc inutilement alimentés en électricité durant ces périodes de non utilisation. Ainsi, de façon à limiter la consommation d'électricité et à éviter que les équipements électriques ne chauffent trop lorsqu'ils ne sont pas utilisés, un procédé de gestion selon l'invention met en oeuvre une étape de mise en veille électrique de ces équipements électriques durant ces périodes de repos. Cette étape de mise en veille a également pour conséquence de réduire l'usure de ces équipements électriques. Pendant cette étape de mise en veille, les équipements électriques sont alimentés en électricité de façon réduite, au moyen d'un courant électrique de faible intensité. Il est à préciser que durant cette étape de mise en veille, le courant électrique n'est pas complètement coupé dans les équipements électriques. Cette étape de mise en veille permet également aux équipements électriques de redevenir rapidement opérationnels, si le besoin l'exige, sans avoir à attendre une période de réinitialisation trop longue. La situation de repos spécifique doit être parfaitement identifiée afin d'éviter que l'équipement électrique ne soit mis en veille électrique de façon inopinée, dès qu'il cesse temporairement de fonctionner. Le terme « équipement électrique » est large et désigne tout type d'appareillage électrique et/ou électronique apte à assurer une fonction propre au sein de l'installation, ou à servir de soutien à un autre équipement électrique. Un équipement électrique peut par exemple désigner une machine outil. De même le terme « installation » est large et peut indifféremment désigner un atelier, une usine, une chaine d'assemblage, un véhicule terrestre, maritime ou un aéronef. L'étape de détection de la période de repos spécifique, peut être subordonnée à un temps minimum au delà duquel l'équipement électrique n'est pas utilisé ou sollicité. Le terme « sous certaines conditions » signifie qu'un certain nombre de critères doivent être remplis pour aboutir à une mise en veille électrique de l'équipement électrique. Une situation de repos spécifique est une situation au cours de laquelle l'équipement électrique n'est pas sollicité et traduisant une cessation d'activité temporaire. Avantageusement, le calculateur est un automate programmable. Avantageusement, l'étape de mise en veille est instantanée une fois que l'étape de détection de la situation de repos a été effectuée. En effet, pour avoir un réel impact, l'étape de mise en veille électrique doit intervenir le plus tôt possible après la détection d'une situation de repos de l'équipement électrique. Le terme « instantané » permet de préciser que l'étape de mise en veille intervient dans la continuité de l'étape de détection de la situation de repos. De façon préférentielle, l'étape de détection de la situation de repos et l'étape de mise en veille électrique sont réalisées par le calculateur. Un procédé de gestion selon l'invention, doit être piloté de façon automatique par un calculateur pour être pleinement efficace, en déclenchant de façon systématique l'étape de mise en veille électrique lorsqu'une situation de repos a été détectée. Préférentiellement, l'installation comprend plusieurs équipements électriques, chaque équipement électrique pouvant être mis en veille indépendamment les uns des autres. Pour cette configuration, l'étape de mise en veille de chaque équipement électrique est gérée de façon autonome pour chaque équipement, la mise en veille électrique d'un équipement électrique n'entrainant pas forcément la mise en veille électrique des autres équipements électriques. Selon un autre mode de réalisation préféré d'un procédé de gestion selon l'invention, l'installation comprend plusieurs équipements électriques et un disjoncteur de tête, la mise en veille électrique s'effectuant de façon globale pour tous lesdits équipements au niveau dudit disjoncteur. Avantageusement, le calculateur est alimenté en permanence par un circuit électrique basse tension qui est découplé d'un circuit électrique haute tension servant à alimenter les équipements électriques. Le calculateur demeure opérationnel à tout moment pendant la durée totale des activités des équipements électriques de l'installation pour piloter les différents équipements électrique. Il doit également demeurer opérationnel pour déclencher la mise en veille de l'équipement électrique non utilisé. De façon préférentielle, un procédé de gestion selon l'invention, comprend une étape de remise en marche de l'équipement électrique après que celui-ci ait été mise en veille électrique. Préférentiellement, l'installation industrielle est une chaine de montage, les équipements électriques comprenant au moins une machine-outil et au moins un élément électrique associé à ladite machine. De façon avantageuse, l'élément électrique est à choisir parmi un dispositif d'éclairage de la machine, une pompe hydraulique, un système de refroidissement haute pression, un système de lubrification central, des modules de pilotage, un filtre et un système de réfrigération. Avantageusement, la situation de repos spécifique de l'équipement électrique est détectée à partir de la situation d'un autre équipement électrique de l'installation. En effet, dans le cas par exemple d'une machine-outil, les pièces à traiter sont acheminées vers ladite machine, par des moyens de transport électriques, tels que par exemple un tapis roulant. Si le tapis roulant est arrêté, cela signifie qu'il n'achemine plus de pièces vers la machine-outil. Dans ce cas, ladite machine ne sera pas sollicitée et peut alors être mise en veille électrique. Ainsi, la situation du tapis roulant peut conditionner la mise en veille de la machine-outil. Un procédé de gestion selon l'invention présente l'avantage de permettre à un équipement électrique, comme par exemple une machine- outil, de ne pas consommer d'électricité lorsqu'il n'est pas utilisé et d'éviter toute surchauffe de cet équipement lors d'une période de non utilisation. Il a de plus l'avantage de permettre à cet équipement électrique de redevenir opérationnel instantanément, après qu'il ait été mis en veille électrique, sans avoir à subir une période de préchauffe. Il présente enfin l'avantage de s'affranchir de toute coupure brutale d'alimentation en électricité de cet équipement, qui demeure toujours un événement préjudiciable à une installation électrique et audit équipement. On donne ci-après, une description détaillée d'un procédé de gestion de la consommation électrique d'une installation, en se référant aux figures 1 15 à4. - La figure 1 est un diagramme simplifié d'un circuit électrique basse tension alimentant un calculateur, La figure 2 est un diagramme simplifié d'un circuit électrique haute tension alimentant un équipement électrique, 20 La figure 3 est un logigramme montrant toutes les étapes permettant d'aboutir à une mise en veille d'un équipement électrique, La figure 4 est un logigramme montrant toutes les étapes permettant d'aboutir à un redémarrage d'un équipement 25 électrique après une mise en veille. Un procédé de gestion de la consommation d'électricité selon l'invention, peut être avantageusement appliqué dans une installation industrielle correspondant à une chaine de transformation ou conformation comme le montage, l'usinage, l'estampage ou l'assemblage de véhicules 30 automobiles. Une telle installation comprend généralement de multiples équipements électriques, sous la forme de machines-outils et des moyens de transport de pièces, destinés à acheminer lesdites pièces, soit vers lesdites machines-outils pour être traitées par celles-ci, soit pour les évacuer desdites machines une fois qu'elles auront été traitées par celles-ci. Ces différents équipements électriques sont commandés par un calculateur également appelé automate programmable, et possédant un logiciel apte à envoyer des signaux électriques vers lesdits équipements électriques pour piloter leurs phases d'activité et leurs phases d'arrêt. En se référant à la figure 1, ce type d'installation comporte un circuit électrique basse tension 1, par exemple 24V, qui est commandé par un interrupteur 41 principal. Ce circuit 1 est destiné à alimenter un réseau de commande et de sécurité, comprenant par exemple, l'automate programmable 2, un système de verrouillage de portes 3, un dispositif de refroidissement 4, la mise en mouvement d'axes 5, différentes données d'entrée 6, des commandes de puissance 7 etc. ....Ce circuit 1 basse tension n'est jamais coupé dans l'installation, car le calculateur 2 et les autres éléments 3, 4, 5, 6, 7 de sécurité et de commande doivent demeurer en permanence sous tension pour assurer continuellement leur fonction sans interruption. En se référant à la figure 2, ce type d'installation comporte également un circuit électrique haute tension 10, par exemple 380V, destiné à alimenter une machine-outil 11, et les différents éléments inhérents à la mise en oeuvre de ladite machine-outil 11. Ces éléments peuvent, par exemple, être constitués d'un système principal de réfrigération12, d'une pompe hydraulique 13, d'un éclairage 14 de la machine-outil 11, d'un système de refroidissement haute pression 15, d'un filtre 16, d'un système de lubrification central 17, de modules d'entrainement 18, etc. De même ce circuit d'alimentation haute tension permet également d'alimenter les différents moyens de transport destinés à déplacer les différentes pièces à traiter et/ou celles qui ont déjà été traitées par la machine-outil 11. Le circuit haute tension 10 qui alimente la machine-outil 11, peut-être ouvert ou fermé au moyen d'un disjoncteur de tête 42. Un procédé de gestion de la consommation électrique selon l'invention, a pour objet de limiter la consommation électrique dans une installation comprenant des équipements électriques dont la machine-outil 11, pilotés par un calculateur 2 et qui ne sont pas utilisés en continu, de façon permanente. Un tel procédé comprend les étapes suivantes : - une étape de détection d'une situation de repos spécifique de la machine-outil 11, pour laquelle elle n'est pas sollicitée sous certaines conditions, - une étape de mise en veille électrique de ladite machine 11 lorsqu'une telle situation a été détectée. L'étape de détection de la situation de repos spécifique s'effectue par le calculateur 2 possédant un logiciel qui est configuré pour « répondre » à un certain nombre de questions, permettant d'identifier sans ambigüité une situation de repos spécifique, déclenchant une mise en veille de la machine-outil 11. En effet, il ne faudrait pas que cette machine-outil 11 soit automatiquement mise en veille, dès qu'elle cesse momentanément d'être sollicitée. Par exemple, pour une machine-outil 11 amenée à traiter plusieurs pièces les unes à la suite des autres, il existe des périodes de repos normales entre le traitement de deux pièces successives. Il n'est alors peut-être pas judicieux de mettre en veille la machine-outil 11 durant ces courtes périodes d'interruption, sous peine d'entraver l'activité générale de cette machine-outil 11. En se référant à la figure 3, une situation de repos spécifique peut être détectée en répondant à certaines questions du type : - 20 : est-ce que les moyens de transport des pièces à traiter par la machine-outil 11 sont allumés ? - 21 : est-ce qu'il reste des pièces à traiter ? - 22 :est-ce qu'il est possible d'envoyer la pièce pour l'opération suivante ? Si la réponse à ces trois questions est « non », d'autres questions doivent être posées : - 23 : est-ce que la machine demande le transport pour obtenir les pièces traitées? Si à la question 23 ci-dessus il est répondu « oui », il faut ensuite répondre à la question 24 : est ce que la machine est dans une position de repos ? Si la réponse à cette dernière question est « oui », alors l'étape 25 de mise en veille de la machine outil 11 peut alors être déclenchée. La machine- outil se retrouve alors temporairement dans un état de veille 40. En se référant à la figure 2, la mise en veille de la machine-outil 11 est effectuée par le calculateur 2 qui ouvre directement le disjoncteur de tête 42. La machine 11 se trouve alors dans un état de veille électrique. La présence de pièces dans la machine 11 peut s'effectuer avec des capteurs ou une mémoire de la machine reliée au calculateur 2. Comme il peut l'être aisément constaté ci-avant, l'étape de repos spécifique de la machine-outil 11 va dépendre de la présence de pièces à traiter et/ou de la présence de pièces qui viennent d'être traitées par la machine-outil 11. En se référant à la figure 4, après que la machine-outil 11 ait été mise en veille, le processus de remise en marche de ladite machine 11 s'effectue par le calculateur 2 en « répondant » à un certain nombre de questions : 26: est-ce qu'il est possible d'envoyer la pièce à la prochaine opération ? si la réponse à cette question est « oui », il faut alors répondre à la question : 27 : y-a-t'il des pièces à traiter ? si la réponse à cette question est « oui », il faut alors répondre à la question suivante : 28 : est-ce que la machine 11 est allumée et réclame des pièces à traiter ? si la réponse à cette question est « oui », les pièces sont envoyées 29 à la machine 11 qui les réclame. Si la réponse est « non », il faut répondre à la question : : est-ce que la machine 11 est en veille ? si la réponse à cette question est « oui », alors il faut interrompre 31 la mise en veille 30 électrique de ladite machine 11 afin de la remettre en marche pour qu'elle puisse traiter les pièces. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la consommation électrique d'une installation industrielle comprenant au moins un équipement électrique (11) piloté par un calculateur (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape de détection d'une situation de repos spécifique dudit au moins un équipement électrique (11), pour laquelle il n'est pas sollicité sous certaines conditions, - une étape (25) de mise en veille électrique dudit équipement (11) lorsqu'une telle situation a été détectée. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (25) de mise en veille est instantanée une fois que l'étape de détection de la situation de repos a été effectuée. 3. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de détection de la situation de repos et l'étape (25) de mise en veille électrique sont réalisées par le calculateur (2) 4. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'installation comprend plusieurs équipements électriques (11), et en ce que chaque équipement électrique (11) peut être mis en veille indépendamment les uns des autres. 5. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'installation comprend plusieurs équipements électriques (11) et un disjoncteur de tête (42), et en ce que l'étape (25) de mise en veille électrique s'effectue de façon globale pour tous lesdits équipements (11) au niveau dudit disjoncteur (42). 6. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le calculateur (2) est alimenté en permanence par un circuit électrique (1) basse tension, qui est découplé d'un circuitélectrique haute tension (10) servant à alimenter les équipements électriques (11). 7. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de remise en marche de l'équipement électrique (11) après que celui-ci ait été mise en veille électrique. 8. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'installation industrielle est une chaine de montage, et en ce que les équipements électriques comprennent au moins une machine-outil (11) et au moins un élément électrique (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) associé à ladite machine (11). 9. Procédé de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément électrique est à choisir parmi un dispositif d'éclairage (14) de la machine (11), une pompe hydraulique (13), un système de refroidissement haute pression (15), un système de lubrification central (17), des modules d'entrainement (18), un filtre (16) et un système de réfrigération (12). 10.Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la situation de repos spécifique de l'équipement électrique (11) est détectée à partir de la situation d'un autre équipement électrique (11) de l'installation.