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Un concept unificateur de la boucle thermique

La détection, le contrôle, la chauffe et la gestion de l’intégrité des données sont les éléments fondamentaux d’un système qui contribue à l’optimisation des procédés.

 

Un peu plus d’un an s’est écoulé depuis l’acquisition d’Eurotherm® par Watlow®, concepteur et fabricant des systèmes thermiques industriels. L’acquisition a été conclue le 31 octobre 2022. Le savoir-faire et les offres combinés offrent de plus grandes opportunités à travers les industries et dans les différentes zones géographiques, qui n’ont peut-être pas été aussi faciles à atteindre pour l’un ou l’autre auparavant. Les technologies et la vision des deux entreprises ont du sens, tant au sein de l’organisation que pour leurs clients.

Eurotherm est bien implanté en Europe, avec une grande expérience dans le domaine des sciences de la vie, du traitement thermique et de la fabrication du verre, et en France plus particulièrement pour ses solutions en contrôle de puissance. Il était clair dès le départ que Watlow souhaitait qu’Eurotherm reste une marque de premier plan pour la température, le contrôle de puissance et l’acquisition de données, en ajoutant leur force et leur portée mondiale.

Une courbe d’apprentissage rapide

Watlow détient plus de 1100 brevets et emploie plus de 4200 personnes dans 11 sites de fabrication et 9 centres de technologie et de développement aux États-Unis, au Mexique, en Europe et en Asie. Watlow couvre 95 pays via des bureaux de vente et de distribution à travers le monde. « Cette année a jusqu’à présent été un parcours incroyable », explique Andy Selvy, responsable de la conception des systèmes, ajoutant que « rassembler des ingénieurs expérimentés pour aider à intégrer nos produits et technologies a sans aucun doute été pour nous tous une courbe d’apprentissage très rapide mais enrichissante. Nous prenons les meilleures pratiques des deux côtés pour créer des opportunités fantastiques pour nos clients communs et, pour être honnête, l’excitation est palpable. »

Watlow dispose d’un large portefeuille de produits, vendus dans plusieurs industries et utilisés dans une grande variété d’applications, avec une expertise approfondie dans presque toutes les applications où le contrôle thermique est essentiel.

Pour Watlow, le concept sous-jacent derrière tout ce qu’ils font est celui de la boucle thermique. Chaque produit proposé, et chaque projet conçu, concerne en fin de compte la création et le contrôle d’une boucle thermique. Il y a quatre composantes ou éléments fondamentaux de la boucle thermique : la détection, le contrôle, la chauffe et la gestion de l’intégrité des données, ce qui aide à optimiser le procédé.

Eurotherm bénéficie d’une solide réputation pour sa connaissance approfondie du domaine et ses solutions spécialisées dans la gestion des données et de leur intégrité, en particulier dans les industries hautement réglementées telles que les sciences de la vie, le traitement thermique et l’agroalimentaire. Les solutions conçues pour la pasteurisation du lait et une solution de pyrométrie pour l’industrie aéronautique illustrent bien ce point.

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Schéma d’une boucle thermique type et de ses composants associés

Qu’est-ce que la boucle thermique et pourquoi les clients s’en soucient-ils ?

Une boucle thermique est une sorte de système conçu pour réguler précisément la température d’une pièce, d’un fluide ou d’un environnement. Un contrôle précis de la température exige plus qu’une simple chauffe – il faut aussi tenir compte des variations dans le système telles que les fluctuations en tension ou les conditions environnementales, et les ajuster en conséquence pour maintenir une performance constante du système. Dans certains cas, un seul composant peut jouer plusieurs rôles. Par exemple, avec les matériaux à fort coefficient de résistance à haute température (TCR), il est possible qu’un seul composant agisse à la fois comme un élément chauffant et un capteur, ce qui réduit le nombre total de composants et de câbles nécessaires dans le système.

 

Ecoutez Rob Gilmore, directeur général, sur comment apporter de l’intelligence aux boucles thermiques >

Un autre choix important dans la conception de tout système thermique industriel, est le choix d’un contrôleur de puissance. Il dépend de nombreux facteurs qui vont bien au-delà des simples besoins en énergie. La famille de contrôleurs de puissance Watlow est considérablement étendue lorsqu’elle est combinée avec Eurotherm, offrant un spectre complet de fonctionnalités. Cette grande variété de fonctionnalités et de performances permet aux clients de choisir le niveau de sophistication dont ils ont besoin pour gérer efficacement les procédés et réduire les coûts énergétiques, sans payer pour plus de fonctionnalités que nécessaire.

L’offre de contrôleur de puissance de Watlow peut être logiquement divisée en trois catégories en fonction des caractéristiques et des fonctionnalités : standard, intelligent et spécifique à l’application. Les contrôleurs de puissance standard offrent une fonctionnalité de base lorsque les communications et le contrôle en boucle fermée ne sont pas nécessaires. Les procédés plus complexes nécessitent des ensembles de fonctionnalités avancées, avec des options de communications et de contrôle en boucle fermée.

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Tableau coût/performance † Contrôleur intelligent POWERGLIDE® disponible pour certaines applications

Options avancées pour une plus grande efficacité

  • Gestion prédictive de la charge : garantit que le système ne consomme pas trop d’énergie en même temps.
  • Diagnostics du contrôleur : exécute les diagnostics et conserve un enregistrement de la fonction du contrôleur.
  • Communication et connexion : enregistre et partage le journal des diagnostics à des fins d’audit et alerte les parties concernées en cas de problème.
  • Démarrage progressif : (four de cuisson). Augmente progressivement la puissance fournie aux appareils de chauffe pour purger l’humidité et éviter les dommages causés par la pleine puissance prématurée.

Contrôle de puissance spécifique à l’application

POWERGLIDE™ est un mode de réalisation unique de la technologie Adaptive Thermal Systems (ATS™) de Watlow qui combine régulation de température et contrôle de la puissance dans un appareil unique compatible ATS. Il est idéal pour le contrôle de puissance de haute précision requis pour les applications de traitement complexes.

Pourquoi créer une boucle thermique nécessite une réflexion au niveau du système ?

Pourquoi parlons-nous de « boucles thermiques » ? Pourquoi ne pas simplement parler des éléments chauffants, des capteurs, de la température et des contrôleurs de puissance eux-mêmes ?

Comprendre la réflexion qui permet de choisir les bons éléments et de les assembler constitue un défi bien plus important. C’est là qu’intervient l’expertise de Watlow. Certains problèmes qui se posent dans une boucle thermique sont des « problèmes de systèmes » plutôt qu’un problème avec un seul composant :

  • Les besoins en énergie et l’entrée du système fluctuent au cours du temps, provoquant une dérive du procédé qui peut entraîner un échauffement incohérent même lorsque les capteurs enregistrent la bonne température. Sinon, le procédé peut générer trop de puissance, créant potentiellement un risque pour la sécurité.
  • Une application particulière nécessite un équipement robuste, incluant le panneau de commande. Le panneau sera difficile d’accès et d’entretien, il doit donc être construit pour maximiser la disponibilité avec une intervention minimale.
  • Les données doivent être enregistrées et/ou transférées parce que l’application fait partie d’un procédé dans une industrie hautement réglementée. Il doit y avoir un « audit trail » adéquate, même lorsque tout fonctionne comme il se doit.

La composante de gestion des données de la boucle thermique pour les industries hautement réglementées

Croissance mondiale rapide, mondialisation, technologies de pointe pour l’automatisation de l’industrie 4.0 et tendances de l’analyse des données, Nous insistons sur la nécessité de normes élevées de qualité et d’intégrité des données dans de multiples industries, mais cela a toujours été le cas lorsque la sécurité et la traçabilité sont des facteurs critiques. Les bonnes pratiques en matière de données (GxP) enrichissent la qualité des données, permettant aux entreprises des secteurs hautement réglementés de prendre des décisions stratégiques basées sur des données fiables et des analyses. Dans ces industries, il ne suffit pas de fournir une régulation précise de la température, il doit également y avoir un enregistrement de données fournissant des preuves de la conformité de la procédure et les résultats requis de chaque lot traité.

 

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Trois exemples d’industrie hautement réglementée

Pharmaceutique/biomédical

Les industries pharmaceutiques et biotechnologiques réglementent étroitement la production et le stockage des données pour s’assurer que les données ne peuvent pas être modifiées sans détection. Les organismes de réglementation tels que la FDA et l’EMA, ainsi que les institutions et associations mondiales telles que l’OMS, l’ISPE, le PIC/S et la CDSCO locale, la NMPA, la MHRA, l’ANVISA, etc…, soulignent la nécessité d’une mesure précise et d’un stockage sécurisé des paramètres critiques du procédé et de l’environnement.

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Production de lait et pasteurisation

Nous tenons pour acquis que le lait que nous achetons est sans danger pour nos enfants. La réalité est que chaque producteur de lait doit se conformer à des réglementations strictes telles que la FDA Dairy Pasteurized Milk Ordinance (PMO) et de multiples principes d’orientation et normes pour prouver que chaque partie du procédé a été contrôlé, enregistré et répond à ces réglementations.

 

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Fabrication aéronautique

Il est essentiel qu’un fabricant d’avions puisse démontrer la sécurité de ses avions pour les passagers. Ils doivent valider que littéralement chaque écrou et boulon répond aux réglementations spécifiques de contrôle des procédés aéronautiques, aux normes NADCAP et AMS2750G pendant la fabrication. Le savoir-faire spécialisé dans le traitement thermique et l’expertise intégrée d’Eurotherm aident les clients à économiser de l’énergie, à améliorer les propriétés des matériaux et à réduire ces coûts réglementaires

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Eurotherm possède des connaissances et une expérience spécialisée dans ces industries, offrant des solutions qui aident les entreprises à réduire le temps et le coût de la conformité réglementaire, tout au long de leurs procédé de fabrication et de leurs chaînes d’approvisionnement. Des solutions et des services qui aident les clients à gérer efficacement la qualité, la sécurité et l’authenticité des produits manufacturés de multiples façons. Grâce à l’efficacité de l’automatisation des machines et des procédés, à une gestion des données à haute intégrité et à un partenariat avec des organismes de réglementation mondiaux pour aider à améliorer les approches d’ingénierie des meilleures pratiques, telles que l’ISPE sur GAMP® 5 (Good Automated Manufacturing Practice).

Dans de tels cas, la non-conformité entraîne souvent de lourdes amendes et des rappels de produits. Même si l’équipement utilisé est très performant et bien contrôlé, les fabricants doivent facilement accéder et mesurer, surveiller, enregistrer et protéger avec précision les données collectées dans leurs procédés. Ainsi, la gestion des données (enregistrement des données, surveillance et stockage sécurisé de ces données dans des fichiers inviolables) fait également partie intégrante de la boucle thermique.

Aider les clients à atteindre leurs objectifs commence souvent par une analyse du système. C’est là que Watlow peut appliquer son expertise et apporter les meilleures pratiques à l’application d’un client. Une fois que cette valeur est démontrée, la relation en tant que partenaire de confiance peut croître.

À propos des auteurs :

Andy Selvy est titulaire d’une licence en ingénierie céramique de l’Université des sciences et technologies du Missouri et d’un MBA de l’Université de Maryville. Dans son rôle actuel de responsable de la conception des systèmes, il met à profit ses 20 ans d’expérience dans la résolution de problèmes complexes liés aux systèmes thermiques pour aider à transformer de nouvelles technologies en produits et services évolutifs.

Andy Selvy

Chief system designer

Responsable marketing et rédacteur expérimenté dans la promotion de solutions complexes d’automatisation industrielle ; Interprétation d’informations techniques pour créer un contenu unifié et digeste.

Kate Merrick

Global Marcomms Manager

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