L’automatisation industrielle dans la modernisation des machines existantes – rétrofits, automates et industrie 4.0

L’automatisation industrielle dans le cadre de la modernisation des machines existantes est actuellement l’un des sujets clés pour les usines de fabrication qui souhaitent accroître leur compétitivité sans avoir à supporter le coût de l’achat de nouvelles lignes de traitement. À l’ère de la révolution industrielle, de l’augmentation des prix de l’énergie et de la pression exercée pour améliorer l’efficacité, de plus en plus d’entreprises choisissent de moderniser délibérément leurs machines grâce à des solutions d’automatisation et d’électronique industrielle avancées.

Aujourd’hui, la modernisation n’est pas synonyme de simples réparations. Il s’agit d’un processus technique bien pensé visant à accroître la fiabilité, à augmenter la productivité et à numériser entièrement les processus de production. C’est pourquoi la modernisation s’inscrit directement dans le concept de l’industrie 4.0.

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Pourquoi l’adaptation des machines existantes est-elle techniquement et économiquement judicieuse ?

Du point de vue de l’ingénieur de maintenance et de l’ingénieur automaticien, le rétrofit des machines permet d’éliminer les maillons faibles du système sans interférer avec la conception mécanique. Le concept clé ici est le rétrofit, c’est-à-dire le processus de remplacement d’une technologie obsolète par des équivalents modernes.

La modernisation permet :

• des coûts d’investissement réduits par rapport à l’achat d’une nouvelle machine,
• prolonger le cycle de vie de l’appareil pour des années supplémentaires,
• l’adaptation des machines aux normes techniques et environnementales en vigueur,
• une réduction réelle des temps d’arrêt de la production.

Le plus souvent, il s’agit de remplacer les anciens composants qui génèrent des défaillances ou qui limitent les possibilités de développement ultérieur du système. Cela s’applique à la fois aux systèmes d’entraînement et aux systèmes de contrôle.

Modernisation des systèmes de contrôle et d’automatisation

La mise à niveau des systèmes de contrôle est l’une des étapes les plus critiques de la modernisation. Les anciens automates programmables ne bénéficient souvent plus de l’assistance du fabricant, ont des capacités de communication limitées et rendent les diagnostics difficiles.

Dans la pratique, la modernisation implique l’intégration d’automates modernes qui :

• prendre en charge les bus de communication à grande vitesse (Profinet, EtherCAT, Ethernet/IP),
• permettre l’intégration avec les systèmes SCADA et MES,
• permettent d’améliorer le diagnostic des défaillances et la surveillance en ligne,
• permettre la mise en œuvre de la maintenance prédictive.

Pour les ingénieurs, il est également important de préserver la logique du processus. Une bonne pratique consiste à migrer le programme de l’automate en préservant la structure, puis à l’optimiser pour les nouvelles capacités du matériel.

Modernisation des entraînements et des convertisseurs de fréquence

Les systèmes d’entraînement sont le domaine où la modernisation a l’effet le plus rapide et le plus mesurable. La mise à niveau et le remplacement des onduleurs permettent de réduire considérablement la consommation d’énergie et d’améliorer la dynamique du système.

Les lecteurs modernes offrent des caractéristiques telles que

• l’inhibition de la régénération,
• contrôle adaptatif du couple,
• adaptation automatique des paramètres à la charge,
• des algorithmes de diagnostic intégrés.

Cela permet d’identifier plus tôt les problèmes, de planifier l’entretien et de réduire efficacement les temps d’arrêt résultant de défaillances soudaines des entraînements.

Les pupitres de commande – des contraintes à l’ergonomie

Les tableaux de commande obsolètes sont une cause fréquente d’erreurs de manipulation et d’allongement des temps de réponse. Pour les moderniser, il faut les remplacer par des IHM modernes qui offrent une meilleure résolution, une meilleure lisibilité et une interface intuitive.

D’un point de vue technique, les nouveaux panneaux HMI permettent :

• l’accès à distance aux données du processus,
• un diagnostic plus rapide des conditions d’alarme,
• réduction du temps de formation des opérateurs,
• une meilleure intégration avec les systèmes de niveau supérieur.

Cela se traduit directement par une fiabilité et une stabilité accrues dans le processus de production.

L’automatisation industrielle, fondement de l’industrie 4.0

L’automatisation industrielle moderne dans la modernisation des machines est la base de la mise en œuvre du concept Industrie 4.0. La numérisation des données de processus et leur analyse en temps réel jouent ici un rôle clé.

Grâce aux rétrofits, il est possible d’intégrer des machines dans des systèmes :

• SCADA – pour la visualisation et l’archivage des données,
• MES – pour analyser l’efficacité de la production,
• les systèmes de gestion et de maintenance de l’énergie.

Du point de vue du technicien, cela signifie l’accès à des données de diagnostic complètes, la possibilité d’analyser les tendances et de prendre des décisions basées sur les performances réelles de la machine, plutôt que de simplement réagir à une panne.

L’automatisation industrielle dans le cadre de la modernisation de machines existantes est un choix technologique conscient qui associe la modernisation des machines à des avantages économiques réels. Une modernisation bien planifiée permet d’accroître la productivité, la fiabilité et la stabilité à long terme du processus de production, sans qu’il soit nécessaire de remplacer l’ensemble de l’infrastructure, ce qui est coûteux.

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