La valeur des partenariats

L’autorité de l’entreprise dans le domaine des technologies thermiques a facilité des partenariats avec d’autres acteurs de référence du secteur. Dans ce contexte, il est particulièrement intéressant d’examiner la portée de ces collaborations dans un domaine crucial pour le marché international: la production de dispositifs à semi-conducteurs. 

Depuis l’apparition de la première diode, la température joue un rôle essentiel dans les processus de fabrication des semi-conducteurs. Les solutions développées par CD Automation pour ses partenaires reposent sur une compréhension approfondie des processus technologiques qui constituent les semi-conducteurs. En particulier, avec la réduction des dimensions de ces dispositifs, l’importance de la température en tant que variable critique du processus de production a fortement augmenté.

Qu’est-ce qu’un semi-conducteur?

La caractéristique fondamentale des semi-conducteurs est déjà inscrite dans leur nom: ce sont des matériaux dont la conductivité électrique se situe entre celle des conducteurs métalliques et celle des isolants. Il s’agit d’une catégorie de substances assez vaste et hétérogène, fortement sensible à la lumière et caractérisée par un coefficient de température négatif de la résistivité électrique. Cela signifie que leur conductivité augmente avec la température, contrairement aux conducteurs métalliques.
La principale raison pour laquelle les semi-conducteurs sont si utiles est que leur conductivité peut être modifiée par l’ajout d’impuretés (dopage), par l’action d’un champ électrique ou par l’exposition à la lumière. 

La crise des dispositifs à semi-conducteurs

Ces dernières années, le secteur des semi-conducteurs a traversé une période de forte instabilité, initialement liée aux difficultés d’approvisionnement apparues dans la période post-pandémique et ayant particulièrement touché l’électronique grand public et l’industrie automobile. Bien que la phase la plus critique de la “chip shortage” se soit progressivement atténuée, le marché reste caractérisé par des dynamiques complexes et une demande fortement inégale selon les secteurs d’application.
Aujourd’hui, la croissance portée par des domaines tels que l’intelligence artificielle et les centres de données influence fortement les stratégies de production des principaux acteurs mondiaux, avec des effets indirects sur la disponibilité de certaines catégories de composants électroniques. Dans ce contexte en constante évolution, le secteur des semi-conducteurs demeure stratégique et particulièrement sensible à l’équilibre entre demande, capacité de production et innovation technologique.
De ces considérations, il apparaît que le terme le plus approprié n’est pas simplement “chips”, mais “dispositifs à semi-conducteurs”, qui désigne l’ensemble des composants fondamentaux de l’électronique moderne (transistors, diodes et dispositifs de puissance) et qui constitue la base sur laquelle l’électronique industrielle s’est développée et continue d’évoluer.

Comment sont fabriqués les dispositifs à semi-conducteurs?

La fabrication de dispositifs à semi-conducteurs correspond au processus utilisé pour produire les puces et circuits intégrés présents dans la majorité des dispositifs électroniques actuels. Ce processus industriel se déroule en plusieurs étapes impliquant des technologies photolithographiques et physico-chimiques, au cours desquelles les circuits sont progressivement réalisés sur un substrat appelé wafer, constitué d’un cristal unique de matériau semi-conducteur de très haute pureté.
Pour la fabrication d’un circuit intégré, il est nécessaire d’obtenir un wafer extrêmement homogène, dépourvu de discontinuités qui compromettraient la qualité des composants. Le semi-conducteur le plus utilisé dans l’industrie est le silicium monocristallin (dont la structure cristalline est uniforme dans tout le matériau), obtenu par la méthode de Czochralski.

Le procédé de Czochralski

Ce procédé consiste à soulever verticalement et à faire tourner simultanément un germe monocristallin de silicium correctement orienté, introduit dans du silicium fondu à 1425°C au moyen d’une tige métallique, tandis que le creuset tourne en sens inverse.
Ainsi, une petite quantité de matière fondue en contact avec le germe se refroidit et se solidifie selon une structure cristalline identique à celle du germe. Au fur et à mesure que celui-ci est tiré vers le haut, davantage de matière se solidifie de la même manière, formant un lingot monocristallin.
La température du silicium dans le creuset est maintenue à quelques degrés au-dessus de son point de fusion et, en adhérant au germe monocristallin, il se solidifie très rapidement en conservant sa structure. Le contrôle strict de la température, de l’atmosphère, de la vitesse d’extraction et l’absence totale de vibrations permettent la production de lingots parfaitement cylindriques et d’une très grande pureté.

La méthode float zone

Cependant, la méthode précédente présente une limite: le silicium a tendance à réagir chimiquement avec les matériaux du creuset. Pour cette raison, il est préférable d’obtenir les monocristaux de silicium par la technique de la zone flottante (floating-zone).
Dans ce cas, le lingot est fixé en partie supérieure au mandrin supérieur, tandis que sa partie inférieure est mise en contact direct avec un germe monocristallin maintenu par le mandrin inférieur. L’opération commence par la création d’une zone fondue au niveau de la partie du lingot en contact avec le germe, puis cette zone est déplacée lentement vers le haut. Le silicium qui se solidifie au contact du germe reproduit fidèlement sa structure cristalline. 

L’élimination des défauts

L’étape suivante consiste à découper le lingot à l’aide de fils diamantés afin d’obtenir des disques de quelques dixièmes de millimètre d’épaisseur: les wafers. Les tranches obtenues présentent des imperfections de surface qui sont éliminées par une série d’opérations (polissage et rodage).
Le traitement final consiste en une attaque chimique qui élimine les dernières imperfections de surface, permettant d’obtenir des wafers monocristallins prêts pour la fabrication des composants.

La photolithographie

À ce stade de la fabrication des dispositifs à semi-conducteurs, il est nécessaire de miniaturiser des motifs complexes et de les imprimer sur le wafer grâce à un procédé appelé photolithographie.
Initialement, le wafer est recouvert de substances chimiques photosensibles (photoresist), qui durcissent lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Une lumière est ensuite projetée à travers un photomasque, créant une image lumineuse du circuit. Cette image est réduite à la bonne dimension à travers un système de lentilles, puis projetée sur le wafer.
La lumière réagit avec le photoresist, qui est ensuite éliminé, révélant une couche d’oxyde sous-jacente. Cette couche est ensuite attaquée chimiquement par un acide, exposant le silicium. Le silicium exposé est alors soumis à un processus de dopage, qui modifie ses propriétés électriques.
Ce procédé est répété plusieurs fois avec différentes combinaisons de produits chimiques et de masques, jusqu’à la construction complète des dispositifs, couche par couche.

L’attribution des propriétés

Certaines couches sont cuites, d’autres bombardées par plasma ionisé, d’autres encore plongées dans des métaux. Chaque traitement modifie les propriétés de la couche et contribue progressivement à l’assemblage du design des puces. Les wafers finis contiennent des milliards d’éléments de circuit et des milliers de microprocesseurs individuels.

Fabrication des dispositifs à semi-conducteurs: un secteur en constante évolution

La compréhension approfondie de ces processus de fabrication est essentielle pour relever les nombreux défis d’un secteur en croissance continue et fortement impliqué dans l’évolution des technologies thermiques. C’est précisément dans cette optique que CD Automation met à disposition son savoir-faire et une famille de contrôleurs de puissance universels pour la production de dispositifs à semi-conducteurs.

Les caractéristiques de REVO C

REVO C, dans la gamme de 30 à 2100 A, est un régulateur de puissance haute performance pour le contrôle de la puissance, adaptable à toutes les applications SCR et doté d’un microprocesseur avancé qui le rend universel et entièrement configurable par logiciel. Il se présente également comme l’une des unités les plus complètes de la gamme grâce à:

• synchronisation des trois phases, diagnostic de rotation des phases, déclenchement en angle de phase, limitation de courant et haute précision des mesures;
• communication Profinet intégrée et temps d’intégration réduits grâce aux bibliothèques TIA Portal; communication Ethernet/IP avec bibliothèques dédiées pour simplifier l’intégration;
• certification SCCR 100 kA – 600 V (Short Circuit Current Rating), conforme à la norme UL508.

Le principal avantage du régulateur de puissance REVO C, qui le rend particulièrement adapté à la production de dispositifs à semi-conducteurs, est sa capacité à se connecter facilement au monde extérieur via Bluetooth et les protocoles Fieldbus industriels les plus répandus. Sa polyvalence permet de configurer les entrées, les modes de déclenchement et la logique de contrôle directement depuis un smartphone ou un ordinateur personnel.
Conçu et construit comme une unité compacte unique, REVO C permet non seulement de réduire l’encombrement et le temps nécessaire au montage et au câblage des fusibles séparés, mais garantit également une exécution correcte des phases de test et un accès simple aux circuits imprimés, aux fusibles et aux thyristors.

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Extrusion: de quoi s’agit-il?

Le processus d’extrusion des plastiques tire son nom de la machine utilisée: l’extrudeuse, selon les opérations et éléments que nous allons décrire: depuis la trémie d’alimentation, le polymère entre dans un cylindre; il y est fondu, homogénéisé et poussé vers l’avant par une vis, jusqu’à la tête de l’extrudeuse, qui lui donne la forme souhaitée. Le produit, à la sortie de la machine, est refroidi à l’eau ou à l’air. Par la suite, le plastique est enroulé ou découpé selon la dimension souhaitée.

Extrusion: une procédure thermique

Le matériau utilisé pour le processus d’extrusion est thermoplastique. Il devient mou lorsqu’il est chauffé et durcit lors du refroidissement.
Mais comment obtenir la chaleur nécessaire à l’extrusion? La chaleur est générée principalement par l’action de friction que la vis, entraînée par un moteur, produit en tournant dans la masse plastique, et seulement en partie par les chauffages présents dans le cylindre.

Focus sur le cylindre de l’extrudeuse

Le cylindre, utilisé dans l’extrusion, est divisé en plusieurs zones, chacune équipée de systèmes de contrôle pour le chauffage et le refroidissement, garantissant la température nécessaire au processus. Ces températures ne sont pas identiques à celles du plastique à l’intérieur du cylindre, bien que des mesures similaires soient relevées le long de la tête et du moule. Chaque zone est caractérisée par un besoin thermique spécifique. Une attention particulière mérite la zone arrière du cylindre, proche de l’alimentation de la trémie: elle influence le taux d’alimentation et la vitesse de production.

Extrudeuses: mono-vis ou double vis?

La majorité des extrudeuses sont à vis unique. L’extension de ce système s’exprime par le rapport longueur/diamètre, où les niveaux de production sont directement proportionnels à la longueur de la vis.

La vis se divise en trois zones:

• d’alimentation: la profondeur est constante et suffisante pour transporter les granulés de plastique.
• de compression: la profondeur diminue à mesure que le diamètre de la vis se rapproche des parois, augmentant ainsi la pression sur le plastique et évitant la formation d’air entre les granulés à l’intérieur du cylindre.
• de dosage: le plastique est presque complètement fondu et prêt pour le mélange final et l’extrusion à travers le moule. Cette zone possède une profondeur constante et inférieure à celle de l’alimentation.

Aux extrudeuses mono-vis s’ajoutent celles à double vis, composées de deux vis s’entrecroisant dans le cylindre. Cette typologie se divise à son tour en deux sous-catégories selon le sens de rotation des vis: concordante pour l’extrudeuse bicône corrotative et discordante pour l’extrudeuse contre-rotative.

Comment actionner les extrudeuses?

Les machines utilisées pour l’extrusion sont généralement pilotées par des variateurs de fréquence AC. Les interventions sur la fréquence permettent de régler la vitesse du moteur, qui est supérieure à celle nécessaire pour déplacer la vis. Il est donc essentiel de réduire la vitesse transmise par le moteur, en intervenant sur la combinaison et la taille des poulies et engrenages. Cette intervention permet d’opérer à une vitesse et, par conséquent, à une puissance proche de la valeur maximale.

Régulation thermique du cylindre

Comme indiqué précédemment, la température du cylindre est contrôlée sur toute sa longueur par différents boucles de régulation à action simple et double; les premières gèrent uniquement le chauffage électrique, les secondes également le refroidissement.
Une boucle de régulation se compose des éléments suivants:

• un capteur de température (thermocouple J ou K).
• un régulateur avec entrée capteur et plusieurs sorties pour contrôler l’actionneur.
  Plusieurs boucles de régulation peuvent être intégrées dans un régulateur multizone ou comme bibliothèque dans un automate (PLC). Le régulateur peut également contrôler la partie refroidissement, en connectant l’une de ses sorties à un ventilateur. Le refroidissement peut également être obtenu via un chiller externe et un échangeur de chaleur, à l’eau ou à l’huile.
• un actionneur (généralement un relais statique).
• l’un des éléments chauffants suivants: résistances à bande avec isolation en céramique ou mica, résistances tubulaires blindées en fonte d’aluminium, résistances cartouches en série, lampes infrarouges quartz et résistances électriques en fonte.

Fonctions des chauffages

Les chauffages remplissent cinq fonctions déterminantes pour le processus d’extrusion:

1. permettent un démarrage sûr, évitant les démarrages “à froid” potentiellement nuisibles aux équipements.
2. compensent la perte de rayonnement pendant le fonctionnement.
3. contrôlent, maintiennent et varient la température du moule.
4. réduisent la résistance, diminuant la viscosité sur les surfaces métalliques internes.
5. chauffent la surface émergente pour obtenir une plus grande brillance.

La valeur des systèmes de contrôle de température

De ces considérations préliminaires, il ressort clairement l’importance stratégique d’un système de contrôle et de gestion efficace, continu et en temps réel de la température. Un système qui doit être conçu initialement selon le type de processus, le matériau choisi et le pourcentage de rejet, et qui, secondairement, doit être calibré selon les besoins spécifiques des différentes zones.

Une famille dédiée à l’extrusion

La famille REVO de CD Automation offre une solution complète pour le contrôle des processus d’extrusion des plastiques. Grâce à sa modularité et à sa polyvalence, REVO s’adapte à la fois aux lignes compactes et aux installations industrielles complexes, garantissant précision, fiabilité et facilité d’intégration avec les systèmes d’automatisation existants.
Au sein de la famille, la série REVO C se distingue par sa flexibilité et sa compacité, idéale pour optimiser l’espace dans les tableaux électriques sans sacrifier puissance ni performance. REVO C est conçue pour le contrôle multizone de la température, essentiel pour maintenir stable la masse fondue et garantir la qualité du produit final en extrusion, co-extrusion ou compounding.
Les unités REVO C intègrent des fonctionnalités avancées telles que diagnostic de charge, surveillance des résistances et protection contre les pannes, réduisant les arrêts machine et améliorant la continuité de production. La compatibilité totale avec les principaux bus de terrain et systèmes d’automatisation permet de réaliser des solutions sur mesure à haute performance, offrant un support concret aux constructeurs et intégrateurs systèmes.

Optimiser la Power Quality

CD Automation soutient ses partenaires avec des projets de Power Quality personnalisés pour réduire les perturbations sur la ligne électrique, le chauffage des câbles et les pertes d’énergie. Pour l’efficacité et la durabilité des processus d’extrusion, l’entreprise a développé en particulier l’unité de puissance multicanal REVO PN, capable de gérer des applications avec de nombreuses zones de puissance. Grâce à l’algorithme de distribution de puissance, REVO PN permet d’équilibrer et de limiter le pic de courant demandé, tout en maintenant une haute qualité du courant absorbé et en réduisant les pertes et la consommation.

Le rôle de REVO PN

L’utilisation de REVO PN dans les processus d’extrusion permet de réduire sensiblement les pics de puissance, en les maintenant en dessous des niveaux contractuels et en évitant pénalités et dépenses imprévues.
L’unité gère jusqu’à 24 éléments chauffants. En synchronisant l’allumage de tous les canaux, il est possible d’éviter les pics de tension, en maintenant le facteur de puissance proche de 1.
De plus, chaque module peut communiquer de manière autonome avec les bus de terrain les plus courants et diagnostiquer rapidement les ruptures d’éléments chauffants et les courts-circuits sur les thyristors.

L’offre de CD Automation pour l’extrusion

CD Automation garantit une offre complète pour la gestion de la thermorégulation et de la puissance dans les opérations d’extrusion des plastiques, grâce au développement d’une série de packages d’automatisation fournissant aux intégrateurs une base solide à personnaliser. Les packages comprennent: superviseur, logiciel, PLC, régulation de température et pression Melt, capteurs Melt et de température.
De plus, CD Automation propose des packages pour la gestion d’extrudeuses de laboratoire ou de petites extrudeuses de 4 à 16 zones de régulation, garantissant des solutions complètes de panneau opérateur, régulateurs thermiques arrière ou panneau, compteurs, timers ou séquenceurs.

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Les solutions de CD Automation accompagnent les constructeurs d’installations et de systèmes énergétiques dans la gestion des processus permettant de stocker l’énergie lorsque la production est supérieure à la demande, puis de la réutiliser lors des pics de consommation ou en cas de disponibilité réduite.
La stabilisation des flux énergétiques permet de répondre en continu aux besoins énergétiques, tout en réduisant l’impact sur les infrastructures du réseau.

Fonctions de l’énergie stockée

L’énergie stockée peut être utilisée dans différents scénarios d’application, notamment:

• soutien à la consommation des entreprises grâce à des stratégies de « peak shaving« , permettant de réduire les coûts énergétiques aux moments où le prix de l’électricité est le plus élevé;
• soutien aux fournisseurs d’électricité dans la gestion des pics de demande et l’optimisation des investissements infrastructurels;
• l’amélioration de l’efficacité globale du réseau électrique par les gestionnaires de réseau grâce à l’intégration de systèmes de stockage d’énergie (ESS – Energy Storage Systems).

Technologies de stockage

La technologie de stockage la plus adaptée dépend de la durée de stockage requise et de l’application finale.
Pour le stockage à court terme, on utilise couramment des systèmes tels que:

• les batteries rechargeables (lithium-ion ou batteries à flux)
• vles volants d’inertieolani
• les systèmes SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage)
• les supercondensateurs.

Pour le stockage à long terme, l’une des solutions les plus répandues est la production d’hydrogène renouvelable par électrolyse de l’eau, à partir d’électricité issue de sources éoliennes ou photovoltaïques.
L’hydrogène peut être stocké dans des réservoirs ou des cavités souterraines, puis reconverti en énergie électrique en cas de besoin, notamment à l’aide de turbines ou de systèmes de production dédiés. Ce processus permet d’accroître la flexibilité du système énergétique et de soutenir la décarbonisation des processus industriels.

Le rôle des systèmes de contrôle de la puissance

Dans ce contexte, les systèmes de contrôle de la puissance électrique jouent un rôle important dans l’intégration entre le réseau, la production et l’utilisation de l’énergie dans les processus industriels.
CD Automation p propose différentes solutions de contrôle de l’énergie électrique, capables de gérer de manière intégrée des fonctions de thermorégulation, aussi bien localement que via un automate programmable (PLC).
Les gammes de produits se distinguent par le nombre de canaux gérables et la puissance admissible par canal, ce qui permet une configuration flexible en fonction de l’application.

Unité REVO multicanaux: gestion avancée de la charge

Les unités multicanaux de la gamme REVO permettent une gestion décentralisée des charges électriques, contribuant ainsi à réduire les coûts, les délais et l’encombrement par rapport aux solutions traditionnelles basées sur des composants séparés.
Outre l’amélioration de l’efficacité des installations, les systèmes REVO optimisent le processus de chauffage, réduisant ainsi les temps d’arrêt et améliorant la stabilité du processus de production.
L’un des principaux objectifs de la plateforme REVO est l’amélioration de la qualité de l’énergie (Power Quality). L’algorithme de gestion répartit la puissance requise entre les différentes zones tout en maintenant le courant de ligne aussi stable et équilibré que possible.
Cette approche permet de:

• réduire les perturbations sur la ligne d’alimentation
• limiter l’échauffement des câbles
• réduire les pertes d’énergie (power losses).

Des phénomènes tels que le scintillement et les harmoniques, généralement causés par la mise en charge non synchronisée des charges, sont réduits grâce à des stratégies de contrôle avancées.
Le système REVO POWER NETWORK, associé à la technologie Dynamic Burst Firing, optimise la mise en charge des charges électriques, contribuant ainsi au maintien d’un facteur de puissance proche de 1 et à la réduction des pénalités énergétiques et des perturbations sur le réseau.

REVO PN et REVO PC

REVO PN Power network

REVO PN est une solution compacte et flexible, basée sur des allumages synchronisés et une architecture SCR robuste, conçue pour la commande de charges complexes, telles que les lampes IR présentant des pics de courant élevés.
Caractéristiques principales:

• contrôle d’éléments chauffants jusqu’à 480V
• architecture distribuée avec installation dans des armoires compactes intégrées à l’installation
• idéal pour les lampes IR dans les processus de production de PET, d’extrusion, de coextrusion et les fours multizones
• solution peu encombrante avec des modules de 4 à 24 zones par nœud de bus de terrain, jusqu’à 25A par canal
• modules E/S et de thermorégulation intégrés en option
• compatibilité avec TIA Portal et les automates Rockwell
• protocoles de communication: Profinet, Profibus, EtherNet/IP et Modbus TCP (selon la configuration).

REVO PC Power controller

REVO PC est une solution flexible dotée d’une architecture à commande séparée entre la synchronisation et la gestion de la puissance.
La logique de commande repose sur la technologie REVO PN, tandis que la gestion des canaux de puissance est assurée par des unités de la gamme REVO S 1PH ou REVO Sx.
Caractéristiques principales:

• commande d’éléments chauffants jusqu’à 480V, 600V ou 690V
• courants nominaux de 3A à 800A
• configurations monophasées et triphasées équipées de fusibles ultra-rapides
• idéal pour les lampes IR, les extrudeuses, l’injection plastique, les élastomères et les fours industriels multizones
• modules de 8 à 24 canaux par nœud de bus de terrain
• capteur de courant dédié pour chaque relais statique, garantissant une grande précision de mesure
• modules d’E/S et de thermorégulation en option
• intégration avec TIA Portal et les automates Rockwell
• protocoles: Profinet, Profibus, EtherNet/IP et Modbus TCP.

Conclusions

L’intégration croissante des énergies renouvelables dans les réseaux électriques modernes fait du stockage de l’énergie et de la gestion intelligente des charges des éléments fondamentaux pour garantir la stabilité, la continuité et la qualité de l’approvisionnement électrique.
Dans ce contexte, l’efficacité des systèmes de contrôle de la puissance devient un facteur clé pour optimiser l’utilisation de l’énergie disponible et réduire les pertes tout au long de la chaîne énergétique.
Les solutions basées sur l’électronique de puissance et les architectures de contrôle avancées, telles que celles développées par CD Automation, favorisent l’évolution vers des installations plus flexibles, plus performantes et mieux adaptées aux besoins des infrastructures énergétiques et industrielles modernes.

Vous travaillez dans le secteur des énergies renouvelables et vous souhaitez en savoir plus sur les solutions CD Automation pour le contrôle de la puissance électrique? Contactez-nous: notre équipe technique se tient à votre disposition pour vous aider à choisir la solution la mieux adaptée à votre application.

Le séchage: un processus thermique

En principe, la chaleur est nécessaire à l’application de divers revêtements, tels que la peinture et la couleur. La fonction des lampes infrarouges est en fait d’assurer le séchage des revêtements humides à base d’eau et d’accélérer le processus de fusion des revêtements en poudre. Pour optimiser le résultat, il est essentiel d’adapter l’émetteur IR aux caractéristiques du produit à chauffer, en termes de longueur d’onde, de forme et de puissance. Un réglage correct du rayonnement permet une absorption rapide de la peinture, en évitant la surchauffe et en garantissant la protection du matériau et de l’environnement.

Les étapes du séchage de la peinture

Le séchage des peintures est un processus qui se déroule normalement en deux phases: une première phase purement physique au cours de laquelle se produit l’évaporation des solvants (eau, hydrocarbures, alcools, cétones), et une seconde phase chimique au cours de laquelle se produit la polymérisation des résines (liants) contenues dans la peinture.
Tous les produits de peinture ne nécessitent pas la phase chimique: les produits thermoplastiques (ou non réticulables) terminent leur séchage par l’évaporation des solvants. En revanche, les produits thermodurcissables (ou réticulables) ont également une phase de polymérisation.

Les équipements concernés

Le séchage des produits de peinture s’effectue généralement dans un four, dont la température dépend à la fois du type de produit, du matériau de la surface peinte et du type de technologie adoptée.
Le séchage peut être effectué à l’aide de différents équipements:

• panneaux chauffants à gaz à flamme nue;
• panneaux chauffants à gaz par combustion catalytique sans flamme;
• tubes, lampes et plaques radiantes chauffés électriquement;
• irradiation par micro-ondes.

Les nombreux avantages du séchage par infrarouge

Les lampes infrarouges industrielles sont capables de produire une chaleur ciblée et directe sur les surfaces, assurant un séchage uniforme et rapide pour un résultat impeccable en termes d’esthétique et de protection. En outre, le fonctionnement avancé de ces systèmes de chauffage permet d’éliminer l’humidité et le fonctionnement est basé sur l’électricité, ce qui ne nécessite pas l’utilisation de produits chimiques ou de combustibles, nocifs pour la santé et coûteux pour le porte-monnaie des entrepreneurs. Cet avantage signifie que les lampes infrarouges peuvent également être utilisées en présence de substances inflammables, telles que la peinture, ce qui garantit la sécurité des travailleurs.

Un rayonnement en résonance avec le matériau

Pour que les avantages énumérés ci-dessus se produisent, il est toutefois nécessaire que le rayonnement électromagnétique émis par les lampes infrarouges soit absorbé par les molécules du produit de peinture. En d’autres termes, il faut que l’énergie transportée par le rayonnement puisse induire une vibration, appelée agitation moléculaire, dans les molécules, ce qui entraîne une augmentation de la température du matériau.

Étant donné que la fréquence de vibration propre à une molécule dépend de sa structure, pour que les rayons IR soient facilement absorbés, la longueur d’onde du rayonnement doit être synchronisée, c’est-à-dire entrer en résonance, avec celle du matériau dont est composé le produit de peinture.

Demandes de l’industrie automobile

La peinture industrielle est un processus largement utilisé, en particulier dans le secteur automobile, un domaine en constante recherche de rapidité et d’augmentation de la production. Les objectifs fixés par le secteur exigent une réduction drastique des temps de séchage de la peinture. Et c’est précisément dans la recherche entreprenante d’une solution pour l’industrie automobile que le prestigieux savoir-faire de CD Automation entre en jeu.

Un tunnel pour le séchage des wagons de chemin de fer

L’entreprise de Legnano a participé à la conception d’un tunnel pour le séchage et le recuit des peintures, à l’aide de lampes infrarouges, sur les wagons de chemin de fer. Cette technique de séchage des peintures a été appliquée pour la première fois avec succès sur des surfaces aussi importantes, répondant ainsi à la demande du client d’augmenter la productivité en convertissant le four utilisé et en évitant ainsi la construction d’une nouvelle usine.

Séchage de peinture avec lampes infrarouges: conception d’installations

Pour réduire les temps de séchage de la peinture et augmenter la productivité, deux murs parallèles composés de 59 zones chacun ont été installés, avec deux lampes infrarouges à ondes courtes par zone, pour un total de 236 lampes de 3750W et une puissance totale du système de 0,9 MW.
La conversion du four à air chaud en un four à technologie IR a donné un résultat étonnant: un temps de production réduit de 12,5 fois par rapport aux performances de l’ancien four à convection. Le temps total passé dans le four par le chariot soumis au traitement de peinture industrielle est en effet passé de 100 à 8 heures, ce qui correspond à une seule journée de travail.

La contribution de CD Automation au séchage des peintures

L’équipe d’experts de CD Automation a structuré un système précis de gestion et de contrôle des lampes infrarouges pour une gestion correcte de l’énergie utilisée pour le séchage des peintures.
Le système mis en place par CD Automation se compose de 3 contrôleur de puissance multicanaux REVO PN 24 et d’autant contrôleur de puissance multicanaux REVO PN 12 et permet:

• d’optimiser la consommation d’électricité;
• la surveillance des variables électriques;
• un diagnostic précoce des ruptures de l’élément chauffant et des courts-circuits sur les thyristors;
• la communication par bus de terrain.

La contribution fructueuse de REVO PN au séchage des peintures

Grâce à l’unité REVO PN de CD Automation, les pics de puissance peuvent être réduits de manière significative, en les maintenant en dessous des niveaux convenus contractuellement et en évitant les pénalités et les dépenses imprévues.
REVO PN est un produit modulaire, capable de gérer jusqu’à 24 éléments chauffants. La synchronisation de l’allumage de tous les canaux permet d’éviter les pics de tension problématiques et de maintenir le facteur de puissance à un niveau proche de 1.
Enfin, le mode « Dynamic burst firing » du REVO PN réduit le scintillement dans les applications utilisant des lampes infrarouges à ondes courtes.

Vous souhaitez savoir comment rendre vos processus de séchage de peinture plus efficaces et plus compétitifs? Contactez nous et réservez une session de consultation gratuite avec l’un de nos experts. Vous recevrez des propositions stratégiques adaptées à vos besoins.

L’électrification des processus

Essayons maintenant de clarifier les raisons de cette dernière affirmation, en soulignant tout d’abord les avantages des processus électriques.
Les technologies utilisées dans les systèmes électrothermiques permettent une utilisation intégrale de la chaleur, sans pertes, c’est-à-dire sans transition d’une source de température plus élevée à une source de température plus basse, selon les lois de la thermodynamique classique.
En outre, les processus électrothermiques ne génèrent pas d’émissions nocives d’oxydes d’azote, de dioxyde de carbone ou de soufre.

Les principaux avantages des chaudières électriques industrielles

• Fonctionnement sans émissions: La production de vapeur est entièrement alimentée par l’électricité, ce qui élimine la combustion et les émissions qui en découlent.
• Efficacité opérationnelle élevée grâce à une modulation précise avec la technologie des thyristors.
• Réduction des coûts et simplification: L’absence de combustibles, de gaz de combustion et de cheminées réduit considérablement les coûts d’installation, l’encombrement et les travaux d’entretien.
• Fiabilité sur mesure: Des solutions d’ingénierie adaptées aux besoins opérationnels spécifiques de chaque entreprise.
• Intégration intelligente: Les systèmes de contrôle avancés s’intègrent facilement aux infrastructures existantes, ce qui permet une gestion optimisée de l’énergie disponible.

Pour aller à l’essentiel, les chaudières électriques industrielles convertissent l’électricité en chaleur ou en vapeur. Toute l’énergie électrique entrante est convertie en énergie thermique, avec un rendement proche de 100%, si l’on exclut les pertes minimes par rayonnement.
Par rapport aux procédés utilisant des combustibles fossiles, les procédés électriques garantissent un démarrage rapide et un chauffage uniforme de la chaudière, mais aussi un contrôle précis de la température et de la pression de la vapeur.
En particulier, un contrôle précis de la pression avec plusieurs niveaux de puissance permet à la chaudière de réagir rapidement aux variations de charge, assurant des démarrages rapides pour absorber l’énergie disponible sur le réseau en cas de besoin.

Respect de l’environnement et confort

Ne consommant pas de combustibles fossiles, les chaudières électriques industrielles ne rejettent pas d’effluents gazeux dans l’atmosphère, ce qui les rend plus sûres. Cet avantage facilite leur installation: elles ne nécessitent pas de cheminées, de réseaux d’alimentation en combustible ou de réservoirs de stockage.
De plus, elles ne nécessitent pas de contrôle périodique des émissions atmosphériques et fonctionnent silencieusement, un autre détail à ne pas négliger pour un environnement durable, où la pollution sonore doit également être prise en compte.

Une simplicité efficace

Les chaudières électriques industrielles offrent de nombreux avantages, tant en termes de performances et de construction que d’entretien périodique. Comme prévu, elles sont conçues pour permettre un démarrage et une production de vapeur rapides, en protégeant les éléments chauffants contre les contraintes soudaines.
En outre, les chaudières électriques industrielles ont une construction robuste et une large gamme de réglages, ce qui garantit un fonctionnement sûr et durable. Cette caractéristique, associée à la facilité de nettoyage par rapport aux chaudières à gaz, signifie que les coûts d’entretien et d’exploitation sont considérablement réduits.

La poussée des énergies renouvelables

En conclusion, avec le développement et le déploiement de sources d’énergie renouvelable intégrées au réseau, telles que l’énergie éolienne et solaire, les pics de production imprévus devraient être atténués; compte tenu également des nouvelles tendances et de certaines nouvelles réglementations dans plusieurs pays européens qui encouragent l’autoconsommation plutôt que de réinjecter de l’électricité dans le réseau.
Grâce aux chaudières électriques, l’électricité excédentaire peut être utilisée intelligemment pour produire de la chaleur et de la vapeur dans les processus industriels, selon un processus de stockage de l’énergie qui devient de plus en plus important pour la transition énergétique.

Investir dans les compétences pour accroître la compétitivité des entreprises

Cette multiplicité d’avantages incite les entreprises à compléter et à remplacer les chaudières traditionnelles par des chaudières électriques. Une solution compétitive et durable qui, dans une période aussi complexe, limite la vulnérabilité des industries aux fluctuations des prix de l’énergie.
Cependant, il faut tenir compte du fait que l’électrothermie est un secteur complexe, nécessitant des connaissances avancées réparties dans plusieurs disciplines: génie électrique, génie thermique et science des matériaux. Il est donc nécessaire de s’appuyer sur des partenaires compétents pour l’électrification des systèmes et des opérations.

Pourquoi se concentrer sur CD Automation?

En choisissant CD Automation, vous avez accès à une équipe d’experts qui travaillent depuis plus de trente ans à réduire la consommation et la complexité et à améliorer la qualité de l’alimentation des processus industriels de leurs clients. L’entreprise fabrique des groupes de puissance à thyristors et des démarreurs progressifs de la plus haute qualité, en s’appuyant sur un système de filiales et de partenaires leaders dans le secteur de la thermorégulation industrielle à l’échelle mondiale.
Grâce à ces produits, CD Automation assure la réduction des perturbations des lignes électriques, de l’échauffement des câbles électriques et des pertes d’énergie. Trois avantages stratégiques dans le domaine de la surveillance du fonctionnement des chaudières électriques industrielles. En particulier, le système de contrôle conçu par CD Automation permet de maintenir des valeurs de facteur de puissance proches de 1, évitant ainsi des pénalités sur les coûts énergétiques.

La proposition

Entrons maintenant dans le détail de l’offre de CD Automation pour les fabricants de chaudières électriques à usage industriel. L’entreprise de Legnano propose les séries triphasées REVO C et REVO S, avec des courants de 60 à 800A. Mais elle propose également l’utilisation d’un système de synchronisation qui associe l’unité REVO PC à la série REVO S.

La série REVO C se compose d’unités de contrôle de puissance très performantes, adaptables à toutes les applications SCR, équipées d’un microprocesseur avancé qui les rend universelles et entièrement configurables par logiciel.
REVO C est l’unité la plus complète grâce à:

• synchronisation triphasée, diagnostic de la rotation des phases, commutation de l’angle de phase, limite de courant, précision de la mesure;
• communication Profinet intégrée et temps d’intégration réduit grâce aux bibliothèques TIA PORTAL prêtes à l’emploi. Communication IP Ethernet avec des bibliothèques pour réduire le temps d’intégration;
• homologué SCCR 100kA – 600V (Short Circuit Current Rating), selon UL508.

La famille REVO S se compose de relais SSR performants, fiables, flexibles et compacts présentant les caractéristiques suivantes:

• Tension nominale 480-600-690V;
• SSR ou entrée analogique déjà configuré;
• Mode de conduction Trains d’ondes (Burst Firing – Fast Zero Crossing);
• Alarme de rupture de chauffage pour diagnostiquer une rupture partielle ou totale de la charge ou un court-circuit du thyristor;
• • des fusibles internes qui réduisent le temps de câblage et la taille du panneau.

Pour la gestion intelligente des charges électriques, REVO PC, le régulateur de puissance multicanal, est utilisé pour optimiser la consommation et le facteur de puissance.
Cet appareil intelligent peut gérer jusqu’à 24 zones monophasées ou 8 zones triphasées.
L’unité PC du REVO vous permet de:

• éliminer les pointes de puissance instantanées;
• le maintien de la puissance instantanée en dessous des limites contractuelles des compagnies;
• fixer des contrats moins onéreux et éviter les pénalités en cas de dépassement de ces limites;
• gérer les unités REVO S avec une simple entrée SSR.

Conclusions

Les chaudières électriques industrielles, intégrées aux technologies innovantes de CD Automation, représentent une solution stratégique alliant durabilité environnementale, efficacité opérationnelle et avantages économiques tangibles pour les entreprises engagées dans la croissance durable et l’excellence opérationnelle.

Vous souhaitez recevoir des informations plus détaillées sur les propositions développées par CD Automation pour les chaudières électriques industrielles? Contactez-nous et réservez une session de consultation gratuite avec l’un de nos experts. Vous recevrez des indications stratégiques pour optimiser l’efficacité énergétique de vos produits et services.

Le partenariat avec CO.RAM

CD Automation présente sur sa chaîne une vidéo réalisée en collaboration avec CO.RAM, une entreprise qui produit depuis plus de trente ans des fours, des fours de fusion et de maintien, ainsi que des installations de traitement métallurgique. Partenaire stratégique de CD Automation depuis plusieurs années, CO.RAM se consacre avec une grande compétence à la résolution de problèmes liés à la métallurgie des alliages légers, un domaine relativement récent, soumis à des innovations constantes et stimulantes.

Une transition délicate

La principale nouveauté concernant les fours destinés au traitement métallurgique des alliages légers est liée au passage des systèmes de chauffage au gaz aux systèmes électriques. Il s’agit d’un changement aussi nécessaire que complexe, nécessitant non seulement de nouvelles compétences, mais aussi un soutien continu entre les entreprises. D’où la nécessité de conclure des partenariats stratégiques, dans le cadre d’un échange bilatéral de savoir-faire qui renforce l’autorité de l’ensemble du secteur.

Éléments résistifs et carbure de silicium: limites et solutions

En se penchant sur l’application spécifique, CO.RAM s’est adressée à CD Automation pour la gestion correcte des éléments résistifs utilisés dans les installations de chauffage électrique. L’objectif principal du partenariat était lié à la nécessité de fournir la puissance maximale possible au système, sans compromettre le fonctionnement et l’intégrité de ces résistances.

À ce jour, le carbure de silicium est l’élément résistif le plus performant. Il présente la plus haute densité de puissance spécifique du marché; toutefois, sa structure cristalline impose des limites importantes en termes de fragilité et de dégradation de puissance.

Pour pallier cette fragilité, CO.RAM utilise les unités d’alimentation de dernière génération de CD Automation, qui intègrent la fonction de démarrage progressif. Cette fonction permet de limiter la puissance de sortie pendant un certain temps ou d’effectuer une rampe jusqu’au point de consigne, lors de l’activation du réglage, afin d’éviter les chocs thermiques aux éléments chauffants.

Le problème de la perte de puissance des résistances dans les fours à chauffage électrique a été résolu grâce à l’utilisation d’un produit phare de CD Automation: REVO C. Cette unité peut être connectée à un logiciel de configuration capable d’analyser toutes les données électriques du processus et de configurer les paramètres nécessaires à une utilisation optimale des résistances en carbure de silicium, en compensant la tension de manière linéaire afin de maintenir une puissance quasi constante.
L’avantage garanti par l’unité REVO C est donc fondamental, car il permet de prolonger la durée de vie des éléments en carbure de silicium.

Le suivi de la consommation

Le régulateur de puissance REVO C répond à un autre besoin fondamental des entreprises actives dans le secteur du traitement métallurgique et des fours de fusion: le calcul énergétique. Grâce à son logiciel de configuration, ses enregistreurs de données et les bus de terrain les plus utilisés, l’unité permet d’acquérir des données stratégiques sur les variables du processus, telles que la tension, la résistance, le courant, la puissance et la consommation, afin de vérifier l’efficacité et le bon fonctionnement des processus de chauffage électrique.

Le contrôle à portée de smartphone

Le service proposé par CD Automation répond également à certains des objectifs de l’Industrie 4.0, un paradigme qui encourage le recours à l’assistance à distance afin de réduire les coûts de production, de limiter les temps d’arrêt pour maintenance, d’optimiser les solutions sur site et d’améliorer l’efficacité des processus.

Conformément à cet objectif, CD Automation a développé une nouvelle application, disponible pour iOS et Android, qui facilite la connexion des unités REVO C aux smartphones. L’application détecte les différentes unités dans le rayon de communication Bluetooth et affiche les paramètres opérationnels et électriques, ainsi qu’une analyse de la consommation d’énergie pendant le processus. Elle permet également d’activer, de désactiver, de configurer les fonctionnalités et de contrôler le fonctionnement des différentes unités.

Grâce à cette application, l’équipe de CD Automation peut fournir un service de très haut niveau aux opérateurs qui interagissent avec les unités d’alimentation, en affichant les paramètres en temps réel et en suggérant les solutions les plus appropriées.

Pour approfondir ces sujets et la comparaison entre CD Automation et Co.RAM sur le chauffage électrique, regardez la vidéo de l’interview complète avec sous-titres en français.

Souhaitez-vous en savoir plus sur la manière dont REVO C peut rendre les processus de thermorégulation de vos fours de fusion à chauffage électrique plus efficaces et plus durables? Contactez-nous et réservez une session de consultation gratuite avec l’un de nos experts.

Que signifie le revamping et pourquoi est-il important?

Le revamping consiste en la rénovation des parties électriques et électroniques d’une machine industrielle. Cette mise à jour ne concerne pas les parties mécaniques des machines ou des installations de production, car il n’est pas logique d’intervenir sur des composants encore fonctionnels et déterminants pour la qualité du produit.
De plus, il est important de noter qu’il est beaucoup plus économique de mettre à jour les systèmes de contrôle et d’automatisation, qui deviennent obsolètes avant les parties mécaniques. Ce processus de rénovation électronique peut également être appliqué lors de l’achat de machines d’occasion destinées à être installées sur une ligne de production ou revendues, offrant des performances comparables à celles d’une machine neuve.

De meilleurs résultats, mais avec les mêmes machines

Grâce à des interventions ciblées de remplacement et de remise à neuf des armoires électriques, PLC et variateurs obsolètes, le revamping peut améliorer l’efficacité de la production d’une installation industrielle. En conservant les machines originales, les entreprises peuvent bénéficier des solutions d’automatisation industrielle de dernière génération sans avoir à former à nouveau le personnel.
Le revamping ne s’applique pas seulement aux machines individuelles, mais également aux installations industrielles entières nécessitant une mise à jour ou une remise en état pour pouvoir reprendre la production.

Quels sont les avantages?

Tous les avantages d’une opération de revamping peuvent être obtenus avec des économies allant jusqu’à 50% par rapport à une machine neuve et une réduction du temps d’arrêt des machines.
En résumé, le revamping permet d’obtenir les bénéfices suivants:

• prolongation de la durée de vie des machines;
• augmentation de la productivité et des performances de l’installation;
• réduction de la consommation d’énergie et amélioration de l’efficacité énergétique;
• augmentation de la sécurité du personnel;
• amélioration de la qualité et de la flexibilité de production;
• réduction des coûts de production et de maintenance.

Le secteur de l’énergie

L’industrie française est particulièrement intéressée et prête à investir dans le revamping des installations industrielles énergétiques pour la modernisation et la régénération des centrales produisant de l’énergie pour le secteur secondaire. Ce type de revamping est considéré comme une opportunité stratégique pour la compétitivité de l’industrie française sur le marché mondial. Il ne faut pas oublier que les effets bénéfiques de l’efficacité sont multiples, allant de l’augmentation de la compétitivité à la réduction de l’impact environnemental, jusqu’à l’amélioration de la réputation de la marque.

L’essor industriel de l’électricité

Ce mouvement est porté par la transition des systèmes de chauffage au gaz vers des systèmes de chauffage électriques. Ces derniers reposent sur la transformation de l’énergie électrique en chaleur pour les processus industriels, en utilisant des principes de fonctionnement très différents, tels que l’arc électrique, le chauffage par résistance, les pertes diélectriques, les micro-ondes, les rayons infrarouges, le plasma et le laser.
Les équipements électrothermiques offrent d’excellentes opportunités pour augmenter la productivité, l’efficacité énergétique et la compétitivité. Dans de nombreux processus électrothermiques, les technologies disponibles permettent une exploitation complète de la chaleur sans pertes, c’est-à-dire sans transfert d’une source à température plus élevée vers une plus basse, conformément aux lois de la thermodynamique classique.

Quels sont les bénéfices des procédés électriques?

Outre les avantages énergétiques potentiels, il convient également de noter les avantages environnementaux importants. Lors des procédés électrothermiques, aucune émission nocive d’oxydes d’azote, de soufre ou de dioxyde de carbone n’est générée.
Les procédés électriques offrent d’autres avantages par rapport aux procédés de chauffage conventionnels (fossiles):

• chauffage rapide et uniforme, contrôle précis de la température, possibilité de démarrage et d’arrêt quasi instantanés;
• excellente qualité des produits finis;
• possibilité de créer de nouveaux produits, notamment dans les secteurs de la chimie et de l’électronique, difficiles à réaliser avec des techniques de chauffage conventionnelles;
• productivité élevée et réduction des coûts de production;
• fiabilité des processus de production, contrôle et surveillance simplifiés;
• possibilité d’automatiser les lignes de production et de réaliser des procédés industrialisés à petite échelle;
• conditions de travail sûres pour les opérateurs.

Pourquoi s’associer avec CD Automation?

Le secteur de l’électrothermie est vaste et complexe, nécessitant des connaissances avancées en électrotechnique, thermique et sciences des matériaux. Pour ces raisons, il est important de s’adresser à des partenaires fiables, forts d’un savoir-faire multi-sectoriel et de plusieurs décennies d’expérience, lorsqu’on entreprend un processus de revamping. CD Automation est une entreprise qui, depuis plus de trente ans, conçoit des systèmes intelligents de contrôle de puissance électrique pour les machines plastiques, l’emballage, les fours pour le traitement thermique du verre et des métaux, l’industrie agroalimentaire, ainsi que pour la gestion des énergies renouvelables et traditionnelles, y compris Oil & Gas.

Revamping: l’importance de la fiabilité des produits

Plus en détail, CD Automation produit des unités de puissance à thyristors de haute qualité, soutenues au niveau international par un réseau de filiales et de partenaires majeurs dans le domaine de la régulation industrielle de température. Ces produits garantissent une réduction de:

• perturbations sur la ligne d’alimentation électrique,
• chauffe des câbles électriques,
• pertes d’énergie.

Le système de contrôle développé par CD Automation permet de maintenir le facteur de puissance proche de 1 et d’éviter des pénalités sur le coût de l’énergie.
L’entreprise s’engage également à réduire la taille des armoires de commande en intégrant plusieurs fonctions dans une seule unité multicanal, répondant ainsi aux exigences de compacité, compétitivité et durabilité des processus et produits, demandées par les constructeurs de machines.

L’unité idéale pour chaque besoin

CD Automation a créé un centre de compétence pour accompagner ses partenaires dans l’électrification des applications, réduire la consommation et la complexité, et améliorer la qualité de puissance dans les processus thermiques.
Pour atteindre cet objectif, les entreprises peuvent s’appuyer sur une large gamme de produits, notamment les unités SCR suivantes:

• REVO S – Relais statiques haute performance, fiables, flexibles et compacts, disponibles de 3,5 à 800A.
• REVEX – Régulateurs de puissance universels, flexibles dans la configuration et performants.
• REVO C – Contrôleur de puissance universel monophasé, biphasé ou triphasé de 30 à 2100A.
• REVO PN e REVO PC – Régulateurs de puissance multicanaux pour la gestion intelligente des charges électriques.

Vous mettez à jour vos systèmes de chauffage ou entreprenez une opération de revamping et avez besoin de l’avis d’un professionnel qualifié? Contactez-nous pour réserver une consultation gratuite avec l’un de nos experts. Vous recevrez des propositions stratégiques pour optimiser vos installations, prolonger leur durée de vie et minimiser les temps d’arrêt. 

Le verre float: définition et histoire

La dénomination verre float (de l’anglais flotter) se réfère au système de flottaison par lequel le matériau est fabriqué, en particulier à la phase du procédé dans laquelle le ruban de verre fondu, à la sortie du four, se trouve à flotter au-dessus d’une couche d’étain (le bain float), dans une atmosphère contrôlée. Le processus, en vigueur depuis les années 50, permet de réaliser des plaques de verre qui trouvent de nombreuses applications dans le secteur du bâtiment. L’opération de production du verre float, au niveau commercial, a été conçue par Alastair Pilkington et Kenneth Bickerstaff, dans le but d’obtenir des plaques de verre plat ou lisses sans recourir à des opérations coûteuses pour éliminer les abrasions.
Le verre float possède des caractéristiques de qualité et de résistance telles qu’il couvre une grande partie de la production mondiale de verre, grâce à un processus de production qui permet de travailler de grandes quantités de matériau à faible coût. Ce procédé permet de réaliser des produits avec différentes colorations, parfaitement lisses et pouvant être soumis à divers procédés, comme la décoration, le meulage, le cintrage, la stratification et le revêtement.

Les phases de production du verre float

La fusion

Dans ce processus, les matières premières utilisées sont:

• un vitrifiant, c’est-à-dire le sable siliceux (70/74%)
• un stabilisant, le carbonate de calcium (12/13%)
• un fondant, le sulfate de sodium (12/13%).

Dans la zone d’entrée de ces éléments, un contrôle précis de la température est fondamental afin d’éviter la détérioration rapide des thermocouples de cuisson du four, en raison des températures de fonctionnement élevées. Ici, le mélange de matières premières, mesurées et humidifiées pour obtenir une substance vitrifiable, est acheminé par des bandes transporteuses vers le four de fusion, à l’intérieur duquel la température atteint 1550°C.

Le bain d’étain

À la sortie du four de fusion, le verre visqueux est amené à passer au-dessus d’un bain d’étain fondu, à une température d’environ 1000°C. Celui-ci, comme nous l’avons indiqué, flotte sur la surface liquide et plane et est étiré jusqu’à devenir un ruban à faces parallèles. L’étain lisse la surface inférieure du verre par contact direct, tandis que la partie supérieure s’aplatit par gravité, puisqu’il s’agit d’un matériau à l’état semi-fondu. Sur les bords du ruban, en outre, les roues dentées (top-rolls) étendent ou rétractent le verre latéralement, afin d’obtenir la largeur et l’épaisseur souhaitées. Les épaisseurs obtenues sont comprises entre 1,1 et 19 millimètres.

Le recuit et le refroidissement contrôlé

Une fois la phase du bain d’étain terminée, la température du verre est d’environ 600°C. Celui-ci, désormais à l’état solide, entre dans une chambre de recuit. Cette phase du processus sert à modifier les tensions internes du matériau afin de le rendre plus adapté à la découpe. Le verre float est ensuite soulevé et placé dans un tunnel de refroidissement, où il atteint la température ambiante.

La découpe

Le ruban est enfin découpé en plaques de verre standard, le plus souvent de dimension 6×3,21 mètres, avec élimination des bords longitudinaux. En fin de ligne, les plaques de verre float sont positionnées verticalement sur les chevalets au moyen d’élévateurs à ventouse.

Les solutions de CD Automation pour la production de verre float

Ce bref aperçu du processus de production du verre float met en évidence l’importance stratégique d’un contrôle précis de la puissance et de la température tout au long des différentes phases de traitement. Pour cette raison, équiper les lignes de production de verre float de régulateurs de puissance SCR de la plus haute qualité est l’une des missions prioritaires du bureau technique de CD Automation, engagé depuis plus de trente ans dans l’étude des processus afin de définir le système complet de matériel et de logiciel le plus adapté à chaque exigence.

Et l’entreprise, basée à Legnano, est spécialisée dans cette application. Elle fournit en effet des solutions complètes de cabinets et d’unités à thyristors ainsi qu’un service d’assistance de première classe, pendant toute la durée de vie de l’installation de production de verre float.
Typiquement, le système peut comporter de 30 à 35 zones, avec une plage de puissance de 100 à 150 kW. Pour chaque zone, il est possible d’avoir un terminal dédié à positionner en face du tableau, connecté directement à l’unité. En cas d’urgence, il est possible d’agir sur l’unité en réglant la puissance en mode manuel, après connaissance du mot de passe ou autorisation depuis la salle de contrôle.

Les unités statiques de CD Automation permettent de réguler la puissance des applications impliquées dans la production de verre float qui utilisent des éléments chauffants et en particulier: les éléments en carbure de silicium dans la phase de Tin Bath et les résistances normales à connexion triphasée dans l’étape de recuit et de refroidissement contrôlé.

Surveillance des éléments en carbure de silicium

Le carbure de silicium est un matériau semi-conducteur qui possède une résistivité beaucoup plus élevée que celle des matériaux métalliques. La valeur de la résistance de ces éléments à température ambiante est assez élevée et diminue avec l’augmentation de la température jusqu’à une valeur minimale d’environ 600-900°C. Il est donc nécessaire d’avoir une régulation de puissance constante avec un feedback de type V vers transfert VxI. Sur les charges triphasées avec carbure de silicium, l’utilisation d’un feedback en VxI est suggérée afin d’obtenir une régulation de puissance constante. Cela est nécessaire pour compenser les variations de la valeur de la résistance avec la température et l’âge des éléments. La valeur à la fin de leur utilisation est en effet quatre fois celle initiale.

Régulateurs de puissance REVO C pour rendre plus efficace la production de verre float

La Série REVO C représente la solution idéale pour réguler la puissance de cette application qui implique des éléments en carbure de silicium. Cette unité à hautes performances, développée par CD Automation, est adaptable à toutes les applications SCR, parmi lesquelles les charges inductives, les résistances pour fours à haute température, les fours infrarouges ou UV. Le régulateur de puissance REVO C est doté d’un microprocesseur avancé qui le rend universel et entièrement configurable via logiciel.
REVO C est l’unité la plus complète grâce à:

• synchronisation des trois phases, diagnostic de rotation des phases, déclenchements en angle de phase, limite de courant, précision dans les mesures;
• communication Profinet intégrée et temps d’intégration réduits avec les bibliothèques TIA PORTAL. Communication en Ethernet IP avec bibliothèques pour réduire les temps d’intégration;
• homologation SCCR 100kA – 600V (Short Circuit Current Rating), selon la norme UL508.

Découvrez le catalogue complet

Contrôle des résistances avec l’unité SCR Revo S de CD Automation

En considérant au contraire la phase de recuit et de refroidissement contrôlé du verre float, pour les applications avec résistances à faible variation on utilise la Famille REVO S jusqu’à 700A. La Famille REVO S est composée de relais statiques à hautes performances, fiables, flexibles et compacts, caractérisés par les propriétés suivantes:

• tension nominale 480-600-690V;
• entrée SSR ou analogique déjà configurée;
• déclenchements Burst Firing (Fast Zero Crossing);
• alarme Heater Break pour diagnostiquer la rupture partielle ou totale de la charge ou le court-circuit du thyristor;
• fusibles internes qui réduisent les temps de câblage et la dimension du tableau.

Découvrez le catalogue complet

Au-dessus de 700A, il est nécessaire de recourir à la Série REVO C, qui atteint 2100A. Cette dernière est également appréciée pour la disponibilité de la communication série et pour le contrôle de tension, qui prévient les fluctuations de la tension du réseau. Pour les économies d’énergie, il est en revanche opportun de s’appuyer sur la Série REVO PC.

Dans les applications concernant les transformateurs avec charge placée sur le secondaire, l’exigence principale est d’éviter que les pics de courant qui se produisent à l’allumage sur le primaire n’endommagent les fusibles ou les thyristors. La série REVO C, avec option limite de courant, a été réalisée dans le but de fournir différentes solutions pour piloter des transformateurs monophasés. REVO C-3PH a été conçu, en revanche, pour le pilotage de transformateurs triphasés.

Voulez-vous comprendre plus en détail comment REVO C et REVO S peuvent rendre plus efficaces et compétitives vos lignes de production de verre float? Contactez-nous et réservez une session gratuite de consultation avec l’un de nos experts.

Ces dernières années, les progrès technologiques en matière de systèmes photovoltaïques et d’énergie solaire ont atteint des niveaux remarquables, ce qui explique également pourquoi de plus en plus de toits dans les zones bâties sont équipés de panneaux photovoltaïques et thermiques en raison de leur efficacité croissante.
L’énergie solaire est exploitée par les systèmes photovoltaïques et représente une source renouvelable ayant l’avantage majeur d’être inépuisable et écologique, sans combustion ni émission de CO₂. De plus, contrairement à d’autres sources d’énergie renouvelable, les installations solaires peuvent fonctionner tout au long de l’année. Les systèmes de stockage, intégrés à des technologies complémentaires, permettent de conserver l’énergie produite pour une utilisation ultérieure.

Le rôle du contrôle thermique dans la fabrication des panneaux photovoltaïques

Les installations photovoltaïques jouent un rôle clé dans la transition énergétique et la protection de l’environnement. Toutefois, il est essentiel de considérer également la phase de production des panneaux solaires, où le contrôle des processus thermiques est fondamental.
Lors des étapes de dépôt des matériaux, de polymérisation, de séchage et de laminage, il est nécessaire de maintenir des températures stables et uniformes afin de garantir la qualité et la fiabilité des modules photovoltaïques. Même de faibles variations thermiques peuvent affecter les performances et la durée de vie du produit.
Dans ce contexte, les régulateurs de puissance pour le chauffage électrique assurent précision, stabilité et efficacité énergétique tout au long du processus de fabrication, contribuant à la production de panneaux solaires haute performance.

La qualité des produits CD Automation pour le secteur de l’énergie solaire

CD Automation, grâce à ses 30 ans d’expérience, produit des unités de puissance à thyristors et des démarreurs progressifs (soft starters) de la plus haute qualité, destinées à l’automatisation industrielle et soutenues au niveau international par un système de filiales et de partenaires de première importance dans le secteur de la thermorégulation industrielle.
Grâce à des conceptions basées sur des microprocesseurs avancés, ces systèmes sont conçus pour répondre à toutes les exigences applicatives et peuvent être configurés pour différents usages, garantissant toujours la solution la plus adaptée. Toutes les unités se distinguent par l’innovation dans le câblage et l’optimisation de l’espace dans les armoires électriques.
CD Automation a également créé un centre de compétences afin de soutenir ses partenaires dans l’électrification des procédés industriels, en visant la réduction de la consommation énergétique, la simplification des systèmes et l’amélioration de la qualité de l’énergie dans les applications renouvelables, y compris le solaire.

Applications en matière d’énergie solaire

Les systèmes solaires à concentration (CSP) utilisent de grands miroirs pour concentrer les rayons solaires sur un tube récepteur contenant un fluide caloporteur, généralement des sels fondus ou des huiles thermiques. Ce fluide doit être maintenu dans des plages de température contrôlées pendant son transport et son stockage.
Dans ces applications, les systèmes de chauffage électrique et de traçage thermique sont essentiels pour éviter les pertes thermiques ou les dépassements de températures critiques.
Grâce à des produits tels que REVO C, REVO PC et REVO S, CD Automation accompagne les entreprises développant des systèmes de chauffage et de contrôle de précision pour les applications solaires, de la transformation des matières premières jusqu’à la production de modules et l’intégration des systèmes.
Voici quelques applications dans lesquelles elles peuvent être utilisées:

• Chauffages à circulation
• Chauffages par conduits
• Chauffages à immersion
• Traçage thermique et contrôles
• Systèmes de contrôle/li>
• Chauffages d’air dans les environnements dangereux
• Chauffages de réservoir
• Systèmes moyenne tension à connexion directe (Direct Connect)

CD Automation produit des unités de puissance statiques pour le contrôle des chauffages industriels, des régulateurs de température et des logiciels d’assistance pour le contrôle des processus thermiques dans les énergies renouvelables. Nous allons les découvrir ensemble.
 

REVO C: Contrôleur de puissance universel mono/bi/triphasé 30 à 2100A

• Unité haute performance, adaptée à toutes les applications SCR, y compris les charges inductives, les chauffages de four à haute température, les fours à infrarouge ou à UV.
• L’unité la plus complète qui soit: synchronisation triphasée, diagnostic de rotation de phase, commutation d’angle de phase (dans toutes les tailles 1PH et 3PH), limite de courant, précision de mesure
• Prêt pour l’industrie 4.0: communication Profinet intégrée et temps d’intégration réduit avec les bibliothèques TIA PORTAL; communication IP Ethernet avec les bibliothèques pour réduire le temps d’intégration.
• Entièrement configurable, facilement et immédiatement, à partir du clavier intégré, d’un PC avec un logiciel dédié, ou d’une application pour smartphone.
• L’unité peut être configurée par le port USB sans la connecter ni à la charge ni à l’alimentation (alimentée par le port USB
• Approuvé SCCR 100kA – 600V (Courant nominal de court-circuit – Short Circuit Current Rating), conformément à UL508.
• Certifications CE / cUL / EAC.

REVO PC: Gestion intelligente des charges électriques

• Contrôleur de puissance multicanal avec optimisation de la consommation et économies d’énergie associées.
• Optimisation du facteur de puissance.
• 24 zones monophasées/8 triphasées jusqu’à 800A.
• Activation: Trains d’ondes dynamic (Dynamic burst firing-BF) pour réduire le scintillement (FLICKERING) dans les applications infrarouges à ondes courtes (SWIR).
• Des relais statiques de différentes tailles peuvent être connectés pour s’adapter au système.
• Bus de terrain intégré pour la communication avec les principaux automates (PLC) du marché.
• Communication avec le protocole standard Modbus/TCP, rapide et moderne.

REVO S: Relais statiques de 3,5 à 800A

• Relais statiques haute performance, fiables, flexibles et compacts, disponibles dans des tailles de 3,5A à 800A.
• Gestion des chauffages électriques monophasés et triphasés jusqu’à 2MW.
• Approuvé SCCR 100kA – 600V (Courant nominal de court-circuit – Short Circuit Current Rating), conformément à UL508.
• Certifications CE / cUL / EAC.
• Fusible et transformateur de courant intégrés: occupent moins de place dans l’armoire, peuvent être montés côte à côte; remplacement simple du fusible.
• Heater Break (HB): alarme pour diagnostiquer la rupture partielle ou totale de la charge ou le court-circuit du thyristor. Calibrage simple de l’alarme à partir du clavier frontal.
• Facile à contrôler; au-dessus de 60A, le clavier pratique est disponible pour changer rapidement l’entrée et régler les diagnostics lorsqu’ils sont présents.
• SSR ou entrée analogique déjà configurée, modifiable à partir du bouton frontal.

Vous travaillez dans le secteur des carburants renouvelables et vous souhaitez en savoir plus sur l’offre de CD Automation? Contactez nous! Une équipe d’experts est à votre disposition!

Coincidant avec l’Année internationale du verre, les professionnels du secteur se sont réunis après quatre longues années à Düsseldorf pour Glasstec, le salon international dédié aux technologies et à l’industrie du verre, qui se tiendra du 20 au 23 septembre 2022.
Les exposants ont présenté les dernières innovations en matière de technologies de production, de transformation et de finition du verre, ainsi que de nouvelles gammes de produits et applications avec le verre.

Les sujets chauds de Glasstec

Glasstec se qualifie comme la plus grande scène mondiale de l’industrie du verre, où sont discutés les cinq sujets cruciaux pour le développement et le succès de toute l’industrie, qui fait face à une situation économique compliquée. Plus précisément, les principaux thèmes sont les suivants:

• Climat → réduction des émissions et énergies renouvelables;
• Urbanisme → le verre dans l’architecture du futur;
• Valeur → chaîne de valeur durable;
• Ressources → utilisation efficace et durable des ressources;
• Bien-être → une meilleure qualité de vie grâce au verre.

Solutions pour le traitement du verre flotté

Ces macro-tendances, en particulier celles liées au climat et aux ressources, sont une priorité pour le département technique de CD Automation, qui est appelé à étudier les processus impliqués dans les lignes de production de verre, à définir le système complet de matériel et de logiciel requis, à effectuer la mise en service et à fournir un service de premier ordre pendant toute la durée de vie des installations.

Voyons maintenant en détail l’offre et les applications de CD Automation pour l’industrie du verre, en commençant par la production de verre flotté. Cette procédure implique le passage du ruban de verre fondu, à la sortie du four, sur un bain d’étain liquide, le bain de flottage, d’où le nom du produit. CD Automation propose des unités SCR pour les lignes de production de verre flotté et de recuit. Il s’agit du cycle typique de l’industrie du verre, avec communication Profinet/ Ethernet IP, Modbus TCP.

CD Automation propose

En général, le système peut comporter 30 à 35 zones, chaque zone ayant une puissance comprise entre 100 et 150 KW. Le produit recommandé par CD Automation pour cette application est le REVO C-3PH. Pour chaque zone, il est possible d’avoir un terminal dédié à positionner en face du panneau, connecté directement à l’unité. En cas d’urgence, il est possible de faire fonctionner l’unité en mettant sa puissance en mode manuel. Dans la partie bain d’étain, les éléments en carbure de silicium sont placés sur le côté secondaire d’un transformateur, tandis que les séries REVO C et REVO S 2PH. En outre, la société fournit REVO PC: cet appareil performant, avec son algorithme spécial, réduit les coûts énergétiques, la synchronisation et les limites de puissance pour chaque zone.

CD Automation, avec ses décennies d’expérience, soutient également l’industrie du verre dans les applications suivantes:

• Contrôle de la puissance,
• Contrôle de la puissance des fours à étain,
• Contrôle de la puissance d’un four de recuit continu.

Solutions pour les installations de trempe du verre

L’expertise de l’entreprise de Legnano ne se limite pas aux lignes de production de verre flotté. Les unités SCR de CD Automation sont, en effet, les alliés gagnants des systèmes de trempe du verre, un traitement thermique qui vise à mettre la couche superficielle du matériau sous compression afin d’améliorer sa résistance à la casse et de minimiser les dommages corporels, en cas d’endommagement du verre. Les unités statiques sont utilisées dans la partie du processus qui consiste à chauffer le verre. Parmi les produits les plus utilisés, on trouve la série REVO S, avec entrée logique, diagnostic de la charge et du SCR, et les séries REVEX, REVO C et REVO PC, qui permettent d’obtenir davantage de données sur les variables du processus grâce à un bus de terrain.

Solutions pour les installations de laminage et de bombage du verre

En même temps que le processus de trempe du verre, a lieu le processus de laminage, qui consiste à joindre plusieurs couches de verre avec un film plastique. Ce procédé empêche les fragments de verre de se détacher du film plastique en cas de casse. Dans l’industrie du verre, ce processus est également lié à ceux du bombage et de la sérigraphie.
Avec le procédé de trempe thermique, le four de bombage est chauffé à des températures comprises entre 650 et 750°C pour obtenir une feuille suffisamment visqueuse, qui est collée à un moule concave ou convexe placé à l’intérieur de la machine. Suit une phase de refroidissement, au cours de laquelle le verre reste comprimé dans le moule.
Il s’agit d’un processus où la précision requise dans le contrôle de la puissance doit être très élevée. Ce procédé nécessite donc des unités capables de contrôler la puissance de manière très précise, que ce soit en mode angle de phase, en mode d’allumage de charge simple ou en mode demi-cycle. Nous recommandons donc l’utilisation des unités REVEX, REVO C ou REVO PN.

La liste des éléments chauffants

Les unités statiques de CD Automation peuvent réguler la puissance dans les applications suivantes de l’industrie du verre en utilisant des éléments chauffants:

• Éléments en carbure de silicium. Un matériau semi-conducteur dont la résistivité est beaucoup plus élevée que celle des matériaux métalliques. Les éléments fabriqués dans ce matériau caractérisent les fours électriques à convection, les fours de fusion de laboratoire (avec des températures allant jusqu’à 1500°C), les fours de fusion du verre (jusqu’à 1350°C) et la fabrication de verre flotté.
• Super éléments Kanthal. Ces résistances changent avec la température, mais ne changent pas avec le temps, par rapport à leurs prédécesseurs, et sont utilisées dans les fours à haute température (1600°C à 1800°C).
• Éléments chauffants traditionnels. Ils sont utilisés dans les fours à rayonnement ou à convection, les fours continus, les fours à chambre, les fours à bassin (jusqu’à 900°C), les fours de trempe du verre, les fours de recuit du verre, le moulage des pare-brise, le verre automobile et le laminage du verre.
• Lampes infrarouges. Dans le traitement secondaire de l’industrie du verre, le rayonnement infrarouge est utilisé pour un chauffage localisé, rapide et direct. Ce type de chauffage a un haut rendement de pénétration, nécessite peu de frais et est facile à installer et à entretenir. Les lampes infrarouges distinguent les fours de fusion, de décoration, de cuisson du verre flotté et des décalcomanies en verre. Mais aussi, les fours de fusion du verre (jusqu’à 1000°C), le séchage de la sérigraphie du verre, les procédés de laminage et de trempe du verre, les lignes de production de cellules solaires (métallisées et diffusion), les lignes de production de modules photovoltaïques (préchauffage et enfilage) et les lignes de préchauffage de films minces.

Travaillez-vous dans l’industrie du verre et avez besoin de conseils pour gérer le processus thermique de manière efficace et durable? Contactez-nous et réservez une séance de consultation gratuite avec l’un de nos experts.