AERZEN est un leader international dans la fabrication de compresseurs d'air à haute performance et un spécialiste des applications, en particulier dans le domaine du traitement des eaux usées dans les stations d'épuration. AERZEN ne se contente pas de construire des machines qui compriment des fluides gazeux. Elle a également développé des possibilités de mettre en œuvre et de contrôler ces machines de manière très efficace.
Dans le domaine du recyclage des eaux usées dans les stations d'épuration, les surpresseurs à pistons rotatifs, les surpresseurs à lobes rotatifs, les compresseurs à vis basse pression, les compresseurs à vis et les turbocompresseurs sont utilisés pour l'apport d'oxygène dans les bassins d'aération. La majeure partie des besoins énergétiques d'une usine est utilisée pour la production de l'air comprimé nécessaire à cette fin. Il est donc très important que les machines soient contrôlées efficacement et ne génèrent que la quantité d'oxygène nécessaire à tout moment. Si les assemblages sont surutilisés alors qu'un minimum d'oxygène est nécessaire, cela aura un impact négatif sur l'efficacité de l'ensemble de l'installation. Cependant, les besoins en air comprimé des stations d'épuration varient considérablement. La consommation est élevée pendant la journée, mais moins pendant la nuit. Il faut plus d'eau en été qu'en hiver. La consommation d'eau fluctue également au cours de la journée et, par conséquent, les besoins en oxygène de la station d'épuration.
Afin de générer un débit volumique adapté à chaque besoin réel, AERZEN a développé plusieurs commandes de surpresseur innovantes et très efficaces qui régulent automatiquement l'application de diverses combinaisons de surpresseur ou de compresseurs en fonction des besoins. Les machines peuvent être connectées individuellement, par paires ou même par trois. Cela permet de commander les machines de la manière la plus efficace possible, en suivant de très près la courbe de charge, et d'éviter que les installations ne fournissent de l'oxygène au-delà des besoins actuels.
Ces solutions innovantes et connectées et ces processus automatisés permettent à AERZEN de poser des jalons sur la voie de l'industrie 4.0 et de promouvoir une gestion des eaux usées à la pointe de la tendance et économe en ressources, telle que définie par l'eau 4.0.
En général, il existe deux types de contrôle différents : la commande décentralisée, qui a un lien fixe avec une machine, et la commande centrale, qui coordonne plusieurs machines à un niveau supérieur, en dehors des ensembles individuels – il faut en outre distinguer les commandes monopostes et les commandes globales. Un système mono-utilisateur, comme son nom l'indique, contrôle un seul « poste de travail » ou une machine dans l'usine, alors qu'un système de commande globale contrôle plusieurs machines. Ce qui suit explique et met en évidence ces termes à l'aide des commandes d'air comprimé AERtronic et AERsmart :
AERtronic
L'AERtronic est une commande d'assemblage local traditionnelle : AERtronic est utilisé dans le monde entier pour contrôler les machines Delta Blower, Delta Hybrid et Delta Screw d'AERZEN. En tant que dispositif de commande par surpresseur individuel, il est généralement intégré dans le capot d’insonorisation d’une machine. Cependant, il peut également être installé séparément sur un rack.
La commande du compresseur ouvre un large éventail d'options et d'utilisations pour l'opérateur de l'usine : l'écran TFT (thin film transistor display) de 4,3 pouces, clair et intuitif et tactile, permet aux techniciens de commander la machine localement, de lire les données de processus telles que les heures de fonctionnement, les heures de service ou les événements de fonctionnement, et de surveiller les valeurs de processus sur place. Après la mise en service et la saisie des paramètres de fonctionnement (y compris les réglages d'alerte et de surcharge), l'AERtronic prend le contrôle de la machine de manière autonome. Par exemple, sur la base des ratios, il contrôle l'utilisation de la machine à une pression de service optimale. Grâce à un module supplémentaire appelé « WebView », il est également possible d'effectuer une surveillance décentralisée via l'intranet de l'usine et, en utilisant le client VPN approprié, il est même possible d'effectuer un contrôle externe via un smartphone, un autre appareil mobile ou un PC depuis n'importe quel endroit dans le monde. Les conditions de fonctionnement actuelles, la transmission des messages d'erreur, les heures de fonctionnement, les messages d'alarme, la surveillance des vibrations, la planification du service ainsi que l'affichage et l'évaluation des données de processus sur des périodes prédéfinies peuvent ainsi être consultés, quel que soit l'emplacement du compresseur.
Ce type de suivi présente d'énormes avantages. Il permet surtout de réagir rapidement aux écarts, aux messages d'erreur ou d'alarme. Le service peut être planifié plus efficacement, la surveillance vibratoire permet une meilleure détection de l'usure régulière, jusqu'à la réalisation d'une véritable surveillance de l'état de l'appareil. Le contrôle du compresseur est lié à toutes les interfaces actuelles : outre le MODBUS RTU standard, PROFIBUS DP, MODBUS Gateway entre RTU et MODBUS TCT (Ethernet) et PROFINET© peuvent tous être utilisés. Par ailleurs, il est possible d'extraire des signaux tels que la pression d'entrée et de sortie, la pression d'huile ou les températures et de les fournir sous la forme d'un signal 4-20 mA. En tant que commande décentralisée, l'AERtronic peut connecter et commander de manière synchronisée jusqu'à cinq machines AERZEN ayant la même priorité et la même conception via le MODBUS RTU. Cette commutation charge de base / bascule est déjà installée dans chaque AERtronic.
L'AERtronic a également atteint une nouvelle dimension dans la transparence des machines, puisqu'il enregistre et sauvegarde ses données de processus sur le fonctionnement du compresseur ou du surpresseur avec la date correspondante – ce qui permet à son tour une analyse ciblée des processus de fonctionnement à une date ultérieure. Sur la base de ces données, il est possible de planifier systématiquement les temps de maintenance et de service et d'introduire des mesures correctives de manière plus ciblée. Cela permet d'augmenter les temps de fonctionnement de la machine.
Il en résulte un contrôle plus efficace de l'air comprimé qui, selon les besoins, met en marche ou arrête les machines travaillant dans un système interconnecté. Cela permet d'éviter les temps morts et de minimiser les cycles de commutation en charge ou à vide.
AERsmart
Contrairement à l'AERtronic, le dernier développement d'AERZEN dans le domaine des commandes est l'AERsmart, qui a été conçu dès le départ comme un système de commande global. Spécialement développé pour le marché des eaux usées, il représente le joyau de la couronne du monde innovant de Performance³ en offrant un potentiel supplémentaire d'économie d'énergie.
Performance3 décrit le fonctionnement efficace d'un groupe de trois technologies différentes de surpresseur AERZEN : le Delta Blower, un surpresseur à pistons rotatifs, le Delta Hybrid, un compresseur à vis basse pression, ainsi que le turbocompresseur. Les machines individuelles sont optimisées pour différentes plages de débit volumique. L'idée innovante initiale des développeurs était donc de combiner les différentes technologies de machines pour une utilisation flexible et adaptée aux besoins des différents points forts des machines en matière d'efficacité énergétique. Le Turbo est également décrit comme une machine dynamique, qui offre des performances optimales lorsqu'il fonctionne proche de son point nominal. Delta Hybrid et Delta Turbo sont des machines volumétriques - elles offrent un bon rendement même en cas de charge partielle. L’exploitant pourra choisir d'utiliser les surpresseurs, hybrides et turbocompresseurs soit individuellement, soit par deux, soit par trois, en fonction de ses besoins. Cela optimise la consommation énergétique pour chaque besoin de charge. L'application variable de ces différentes technologies a permis de réaliser des économies d'énergie allant jusqu'à 30 % dans les stations d'épuration. La commande AERsmart augmente en outre l'efficacité de l'opération combinée Performance3 : jusqu'à 15 % rien qu'avec l'application de ce contrôle innovant.
l'AERsmart agit donc comme un chef d'orchestre qui, pour chaque cas, fait fonctionner la machine, ou la combinaison de machines, la plus efficace. Les données de plage de performance des assemblages et leur efficacité sont enregistrées dans l'algorithme AERsmart. L'évaluation intelligente de ces informations aboutit à la régulation active du système ; cela permet de coordonner et de contrôler un maximum de douze machines, de fabricants tiers inclus. Il est ainsi possible de coordonner et de contrôler jusqu'à douze machines, y compris des modèles tiers. Les débits volumiques demandés sont répartis intelligemment entre les différentes machines.
En outre, comme pour l'AERtronic, il permet d’enregistrer et d’analyser les données process avant de les transférer vers d’autres systèmes. Si l'AERtronic permet uniquement de contrôler les machines volumétriques, c’est-à-dire les surpresseurs et les compresseurs, l'AERsmart permet également de contrôler d’autres technologies telles que les turbocompresseurs.
Comment cela fonctionne-t-il ? Les valeurs de quantité d'oxygène, d'air comprimé et de débit volumique requises dans les bassins d'aération sont transmises à la commande sous forme de signaux de valeur nominale ou par l'intermédiaire d'une connexion bus. L’AERsmart sélectionne ensuite la combinaison de machines optimale à partir du groupe. Ainsi, le débit volumique est systématiquement généré en rapport direct avec la charge. Les quantités d'air requises sont réparties de manière optimale entre les différentes technologies et leur efficacité. L'alimentation en oxygène du bassin d'aération est ainsi plus efficace que jamais – même en cas de variations de charge fréquentes, la courbe de puissance produite est quasiment parfaite.
L'AERsmart est disponible en version mural ou sous forme de console. Le dispositif constituant toujours un système central plutôt qu’individuel, il n’est pas intégré dans une machine. Une interface facile à utiliser et des menus intuitifs permettent une installation simple. L'écran tactile haute résolution de 12 pouces affiche clairement l'ensemble des données du processus et les données des différentes machines. Le moniteur peut, par exemple, afficher la quantité totale d'air et la pression différentielle des derniers jours, des informations détaillées sur les différentes machines, l'utilisation hebdomadaire, la quantité d'air individuelle ou le flux de pression des derniers jours. Vous pouvez donc surveiller et analyser les performances et le cycle de vie de chaque compresseur mais aussi de l’ensemble du parc. À l’instar de l’AERtronic, l'AERsmart offre un niveau de transparence inédit en termes de cycle de vie total d'une machine ou d'un groupe de machines. Le système de commande communique par l’intermédiaire de signaux analogiques ou de systèmes bus de type MODBUS, PROFIBUS ou PROFINET. Il est possible de le connecter avec le système de commande du process, mais aussi avec d’autres systèmes. Comme pour AERtronic, l'application WebView d’AERZEN permet un diagnostic à distance via un site intranet ou sur Internet. A l’instar du système AERtronic, l’interface d’AERsmart est disponible pour un éventail de langues considérable, ce qui permet de garantir une utilisation sécurisée du système de contrôle commande dans le monde entier.
Avec les commandes AERsmart et AERtronic, AERZEN a fait un pas important dans la direction de l'Industrie 4.0 et de l'« Internet des objets ». Ces deux commandes ouvrent la voie à une production numérisée, intelligente et économe en ressources, ainsi qu'à une communication entre machines.
