Le positionnement des ponts roulants de TCS avec le système Pomux, même dans des environnements difficiles

La société TCS de Houthalen-Helchteren fournit des constructions en acier, des solutions complètes et de l’équipement de levage pour l’industrie. La BU Cranes de TCS a équipé un nouveau site de production de combustibles alternatifs d’un pont roulant à commande déportée, pour la manutention de matières premières. Il s’agit de flux de déchets toxiques et inflammables qui nécessitent des mesures de sécurité spécifiques pour le personnel. Mais les composants d’automatisation mis en œuvre dans cette application ont aussi la vie dure.

La société de traitement des déchets qui a réceptionné cette application transforme des déchets industriels et ménagers à haute valeur calorifique (peinture, huile, détergents, …) en combustibles pour l’industrie cimentière. Lors de la production de ciment, la consommation en carburants fossiles peut diminuer jusqu’à 35%. Les déchets acheminés à l’usine de traitement sont broyés puis mélangés à de la sciure de bois pour obtenir une matière solide qui est ensuite pressée en blocs.

Dans l’ancienne usine vieille de vingt ans, la manutention des matières premières se faisait avec des bulldozers. Sur le nouveau site, TCS a prévu quatre ponts roulants qui réalisent en grande partie toute la manutention. Les actions manuelles restantes ont lieu depuis une salle de contrôle protégée, si bien que le personnel n’est plus en contact avec les composants volatils et toxiques présents dans les déchets
 

TCS n’en est pas à son premier coup d’essai avec cette application. Tous les ponts roulants ont été conçus selon les mesures du client sur base de l’application, de l’espace disponible et du degré d’automatisation souhaité. La puissance de levage (6,3 T) et les dimensions (jusqu’à 15 mètres) de l’application n’ont pas représenté un défi majeur. Ce qui était spécifique, c’est l’environnement poussiéreux et agressif qui peut mener la vie dure aux composants mécaniques et à l’automatisation.

Les composants électriques et de commande ont dès lors été déportés du pont roulant et placés dans un local protégé. La détermination de la position des ponts roulants a par contre représenté un sérieux défi. Dans la plupart des applications, cela se fait à l’aide de lasers, mais dans un environnement poussiéreux, la mesure n’est pas fiable. Le choix s’est donc porté sur le système Pomux de SICK qui permet de déterminer la position sans fil et sans faire usage de composants optiques.  

Dans le premier hall, haut de vingt mètres, les déchets entrants sont déchargés et stockés. Ce hall est équipé de deux ponts roulants. Les deux grues sont automatiquement amenées à l’endroit de déchargement puis elles sont pilotées manuellement pour pouvoir saisir le volume de déchets avec précision. La grue est ensuite dirigée vers une trémie adéquate. L’opérateur réalise tous ces mouvements depuis la salle de contrôle et surveille le déroulement des opérations via des caméras.

Les déchets arrivent dans un second hall où ils sont mélangés à de la sciure de bois pour que le combustible obtienne la bonne viscosité. La sciure de bois est stockée dans un troisième hall qui est également équipé d’un pont roulant. La grue destinée à réaliser le mélange dans le second hall peut aussi bien être pilotée automatiquement que mécaniquement. Le dosage de la sciure de bois doit être adapté à la composition fluctuante des déchets broyés, ce que réalise un opérateur expérimenté qui dispose d’une bonne vue du hall depuis la salle de contrôle.

« Les grappins des grues ont un volume de 3,2 m³ et un poids avec charge de 6,3 tonnes » expliquent Carlo Grootaers, business unit manager Cranes, et Patrick Van Ratingen du service d’études des équipements de levage chez TCS. « Pour éviter que la charge n’oscille, les moteurs sont équipés d’une régulation du régime et une commande anti-balancier assure une démarrage et un arrêt contrôlé. Un système de pesage embarqué dans la grue détecte lorsque le grappin touche la matière et contrôle ainsi le mouvement vertical. L’automatisation des mouvements horizontaux a lieu sur la base de la détermination de la position. »

Plusieurs possibilités existent ici, mais la plupart des alternatives n’étaient pas adaptées à cet environnement agressif. « La mesure à distance avec un laser est une méthode simple et précise mais un système optique n’est pas fiable à cause des poussières qui s’élèvent dans l’air lors des manipulations. La méthode classique des générateurs d’impulsions dans les roues perd de sa précision lorsque les roues glissent sur les rails. L’usage de crémaillères pourrait solutionner cela, mais cette solution n’est pas non plus adaptée à un environnement poussiéreux. La solution idéale a consisté à utiliser le système Pomux de SICK qui, grâce à de petits aimants placés dans un conducteur, peut déterminer sa position absolue. Il fonctionne sans contact et n’est donc pas soumis à l’usure. »
 

« Avec le système Pomux de SICK, un tube est placé sur toute la longueur de course, avec des segments successifs qui contiennent à chaque fois trois petits aimants », explique Steven Reygel de SICK. « Sur la grue se trouve un capteur dont la plage de travail est si large qu’il détecte à chaque fois trois aimants. La position des aimants est telle que chaque combinaison de trois aimants consécutifs sur la base d’une distance mutuelle permet de réaliser une détermination absolue de la position. Comme les aimants sont enfermés dans un tube, le système ne souffre aucunement des poussières ambiantes. »

Le système Pomux offre une résolution de 0.1 mm. Dans la pratique, lorsqu’il faut tenir compte des variations de température, une précision de l’ordre de 1 mm est réalisée, ce qui est largement suffisamment pour une telle application. Ce qui est unique avec ce système, c’est qu’il peut déterminer sa position absolue à tout moment, même au démarrage,  sans interférence possible avec les facteurs ambiants. Voilà une réponse idéale à ce défi dans un environnement difficile.

•  Exempt d’entretien grâce au principe de mesure magnétique
•  Applicable dans les conditions de travail les plus extrêmes
•  Système modulaire avec une plage de mesure jusqu’à 1.700 m
•  Précision de mesure élevée jusqu’à +/- 1 mm sur toute la longueur de mesure