Un important fournisseur de solutions d’automatisation souhaitait mettre à jour le système de contrôle de vannes qu’il utilisait sur deux installations afin d’obtenir plus d’informations et de mieux les contrôler. L’analyse du problème au cours d’un atelier d’innovation et de création de valeur WIKA a permis de développer un système de contrôle de vanne exclusif.
Un grand fabricant de vannes, de régulateurs et de dispositifs de commande industriels souhaitait remplacer la technologie mécanique dépassée de ses unités de commande numérique de vannes (DVC / digital valve control) et de ses contrôleurs numériques de process (DPC / digital process controllers). Les DVC utilisaient un capteur externe pour mesurer la pression du process afin d’identifier la position de la vanne et ensuite – si nécessaire – de la corriger. Les DPC, en contact avec le fluide, utilisaient 1) la pression du fluide pour contrôler le débit et 2) un capteur interne à tube manométrique pour mesurer la pression du process et corriger la position de la vanne.
Les objectifs spécifiques du client
Le client souhaitait mettre à jour son ancien système de contrôle mécanique pour en faire un système électrique/numérique afin d’améliorer les performances et d’accroître l’efficacité. Au début du projet, le fournisseur de solutions d’automatisation avait identifié quelques domaines cibles qui devaient être améliorés :
- Passer d’un système mécanique à un système électronique, ce qui permettrait aux utilisateurs d’utiliser des données en temps réel pour mieux contrôler les process
- Intégrer le conditionnement du signal brut dans le système, ce qui permettrait d’éviter une étape distincte
- Améliorer la résistance aux gaz acides afin de minimiser la corrosion, qui pourrait entraîner des défaillances
Le process
Tout fournisseur de pièces peut prendre une fiche technique et reconfigurer un produit existant selon les spécifications prescrites. Cela ne demande ni ingéniosité ni créativité. La particularité d’un atelier d’innovation et de création de valeur de WIKA est qu’il conduit au développement de solutions qui n’existent pas actuellement – et auxquelles on ne penserait même pas dans le cadre d’un process R&D standard.
D’autres entreprises étaient déjà en contact avec WIKA, à la recherche de solutions similaires pour différentes applications. WIKA a suggéré que tous se réunissent pour analyser les différents scénarios. Au cours de l’atelier, les participants ont identifié les exigences et les limites communes, et ont dressé une liste des avantages et des inconvénients. En utilisant ces informations et les décennies d’expérience des experts WIKA, nous avons développé une solution personnalisée qui allait au-delà de ce que le client pensait être possible.
Les défis en détail
Six experts WIKA se sont assis avec neuf ingénieurs projet, des spécialistes du développement produits et des responsables produits du fabricant de solutions d’automatisation. Une session de brainstorming a mis en lumière une série de défis – mais aussi la possibilité d’utiliser un capteur intégré de même type pour remplacer les capteurs montés sur circuits imprimés existants utilisés dans les différentes applications. Ces défis sont les suivants :
- Comment améliorer la conception des unités mécaniques afin d’intégrer le contrôle électronique nécessaire pour permettre une identification rapide des problèmes, permettant aux opérateurs de prendre des mesures correctives à distance
- Comment augmenter la résolution du système pour améliorer le contrôle des vannes, au lieu du contrôle indirect actuel via le process ou la coupure d’urgence
- Comment augmenter la plage de température à -60°C…+85°C pour prolonger la durée de vie des capteurs dans une multiplicité d’endroits et de conditions environnementales
- Comment augmenter la résistance aux milieux agressifs, comme le H2S, pour améliorer la fiabilité et prévenir les défaillances dues à la corrosion
- Comment intégrer le conditionnement du signal dans le système pour éviter une étape distincte
- Comment réduire l’empreinte du capteur afin de diminuer la taille globale du système, en particulier pour les DVC
Les solutions personnalisées
Cette réunion, qui a duré une journée entière, était le moyen idéal d’aborder de manière interactive les problèmes actuels et d’anticiper les complications futures. Après de longues discussions, les experts WIKA ont estimé qu’un seul système de contrôle de vannes pourrait être adapté à toutes les applications. Cependant, les contraintes de coût et de temps ne permettraient pas de trouver une solution rapide à long terme. C’est pourquoi WIKA a proposé une stratégie de développement de produits avec des objectifs à court et à long terme.
À court terme, les experts ont décidé de travailler sur un système externe pour quatre scénarios différents :
- DVC avec vanne à simple passage pour les gaz non corrosifs
- DVC avec vanne à simple passage pour les gaz corrosifs
- DVC avec vanne à double passage pour les gaz corrosifs et non corrosifs
- DPC
À long terme, WIKA appliquerait la même technologie de base que celle utilisée pour les solutions à court terme afin de développer une solution intégrée pour les quatre applications.
Le transducteur de pression type TI-1 de WIKA a la précision, l’étendue de mesure et la plage de température requises par le fabricant. Après avoir testé le TI-1 dans l’application DPC, WIKA a développé un système exclusif qui a fonctionné dans les quatre scénarios. Non seulement la solution de pression s’est parfaitement intégrée dans la nouvelle conception de la vanne, mais elle était également économique, dépassant les attentes du client sur ce point.
Les experts WIKA sont spécialisés dans la collaboration avec les clients, le diagnostic des problèmes et la création de solutions personnalisées mais abordables. Pour plus d’informations sur la manière dont un atelier peut vous aider à améliorer votre process et à accroître vos résultats, contactez WIKA dès aujourd’hui.