Un variateur de vitesse pour réduire la facture énergétique d’un producteur de bouteilles en PET
Rockwell Automation a collaboré avec Proplas International afin d’aider le premier fournisseur européen d’emballage en plastique rigide à réduire sa facture énergétique de plus de 70 000 livres sterling par an, avec un retour sur investissement inférieur à 14 mois.
| Résumé Treize machines de moulage par injection-étiragesoufflage actionnées par des pompes hydrauliques utilisaient des moteurs tournant à vitesse constante pour satisfaire la demande hydraulique maximale. Ce mode de fonctionnement était inefficace car la consommation d’énergie restait constante et élevée alors que la demande réelle de puissance fluctuait. Le défi Rockwell Automation s’est vu confier la tâche de fournir une solution capable de réduire le coût de la consommation d’énergie du procédé de moulage par injection-étirage-soufflage développé par Proplas. Solution Des variateurs Allen-Bradley PowerFlex 700 de Rockwell Automation ont été installés pour commander les moteurs des pompes Les variateurs proposent deux vitesses de fonctionnement prédéfinies : une vitesse supérieure lorsque la demande hydraulique est maximale (à l’ouverture et à la fermeture des moules), et une vitesse inférieure pendant les périodes de moindre demande Un seul variateur a été installé par machine, relié à un micro-contrôleur Allen-Bradley Pico gérant une logique de séquençage simple Résultats La consommation électrique de chaque machine avant modification était de 40kW ; avec l’installation des variateurs, elle a été réduite à 11Kw Le résultat est une réduction des coûts énergétiques estimée à plus de 70.000 livres sterling par an, avec un retour sur investissement inférieur à 14 mois |
Contexte
Le premier fournisseur européen d’emballage en plastique rigide récolte les bénéfices de la modernisation énergétique de ses 13 machines de moulage par injection-étirage-soufflage. Proplas International a installé des variateurs de vitesse Allen-Bradley PowerFlex700 de Rockwell Automation sur 13 des machines de moulage de bouteilles et bocaux en PET du spécialiste du conditionnement ; il en a ainsi réduit la consommation énergétique de plus de 27 %.
Depuis son siège à Burnley, Royaume-Uni, Proplas International s’est forgé une réputation inégalée en aidant les industriels à renforcer leur efficacité, une opération vitale sur un marché de plus en plus concurrentiel. C’est notamment à travers ses projets d’économie d’énergie que la société a largement assis sa notoriété, tout particulièrement dans le domaine des machines de moulage par injection de tous types où Proplas est reconnu comme leader en matière de maîtrise de l’énergie.
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Dans un projet récent, Proplas a installé des variateurs Allen-Bradley PowerFlex 700 sur 13 machines de moulage par injection-étirage-soufflage, chez le premier fournisseur européen d’emballages en plastique rigide. Les machines produisent une gamme de bouteilles et de bocaux à large ouverture en polyéthylène téréphtalate (PET) pour l’agroalimentaire. Ces contenants sont utilisés par de nombreux industriels importants et par divers supermarchés pour les produits alimentaires de leur propre marque.
Le procédé de moulage par injection-étiragesoufflage permet de produire des contenants de haute qualité. Au cours de ce procédé, le polymère en fusion coule d’abord dans une cavité d’injection pour produire une préforme à la forme désirée. Cette opération est suivie d’un conditionnement à une température donnée ; la préforme peut ensuite être étirée et soufflée pour prendre sa forme définitive. Elle est alors transférée vers la zone de moulage par soufflage et le moule se referme. Une tige d’étirage est introduite dans la préforme pour l’étirer en longueur ; et de l’air y est soufflé pour que la préforme épouse la forme du moule. Après un temps de refroidissement, le moule s’ouvre et le contenant fini est retiré. Dans la pratique, les quatre étapes s’effectuent simultanément sur un carrousel de moules tournant.
Stephen Anderson, directeur de Proplas, explique : « Les machines étaient actionnées par des pompes hydrauliques dont les moteurs étaient réglés à une vitesse constante afin de répondre à la demande hydraulique maximale, correspondant aux étapes du procédé où les moules s’ouvrent et se ferment. Mais ce système était inefficace car la consommation d’énergie restait constante (et élevée) alors que la puissance véritablement appelée fluctuait. »
Solution
La solution de Proplas a consisté à équiper les moteurs des pompes de variateurs de vitesse offrant deux vitesses de fonctionnement prédéfinies : une vitesse supérieure lorsque la demande hydraulique est maximale (à l’ouverture et à la fermeture des moules), et une vitesse inférieure pendant les périodes de moindre demande.
« Nous avons effectué un certain nombre d’essais avec la société afin de démontrer le potentiel de ce système. Et nous l’avons convaincue que d’importantes réductions de la consommation d’énergie et des coûts associés étaient réalisables,» indique M. Anderson. «On nous a alors demandé d’installer des variateurs sur 13 des machines de moulage par injection-étirage-soufflage de la société.»
L’opération de modernisation s’appuie sur 13 variateurs Allen-Bradley PowerFlex 700, connectés chacun à un micro-contrôleur Allen-Bradley Pico qui assure un séquençage simple. La série PowerFlex 700 est une famille de variateurs universels haute performance. Simples à installer, à configurer et à utiliser, ils apportent la flexibilité nécessaire pour répondre aux besoins des applications, de la commande de vitesse la plus simple à la commande de couple la plus exigeante.
« Dans cette application, la question du couple disponible était primordiale. En effet, la demande de couple se caractérise par des pics qui peuvent faire disjoncter de nombreux variateurs, » explique M. Anderson. « Les variateurs PowerFlex ont développé dans l’application réelle le même couple que celui prévu sur la fiche technique. Ceci nous a permis d’opter pour un produit moins consommateur d’énergie sans crainte de disjoncter ou de faire caler le moteur. Nous avons ainsi pu réduire encore davantage les coûts énergétiques du client. »
M. Anderson poursuit : « Les capacités des variateurs PowerFlex 700, leur facilité d’utilisation et leur fiabilité reconnue, ont motivé notre choix de Rockwell Automation pour ce projet. Le support technique excellent dont nous avons bénéficié n’a fait que confirmer cette décision. » Rockwell Automation a aidé Proplas à exploiter au mieux ses ressources en collectant et en analysant de façon efficace les données, et en corrigeant rapidement les inefficacités et les erreurs.
Résultats
Pour le client, ce projet a représenté d’importantes économies d’énergie. La consommation électrique de chaque machine avant modification était de 40kW ; l’installation des variateurs a contribué à la réduire à 11kW. Si l’on considère que chaque kilowatt représente une économie de 500 livres sterling, le projet représente pour le client une économie de plus de 5000 livres par machine, avec un retour sur investissement de 14 mois seulement.
Pour de plus amples informations, contactez-nous par courrier électronique à l’adresse : info_at@ra.rockwell.com ref: Proplas
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