Équipements thermiques industriels Des solutions d'automatisation complètes pour une technologie des processus thermiques sûre et durable

Équipement thermique industriel

Domaines d'utilisation


Les processus thermiques, un pilier des industries à forte intensité énergétique

La technologie des processus thermiques industriels vise à une modification ciblée des propriétés des matériaux par l'utilisation d'énergie thermique. Elle constitue un élément fondamental des procédés de production et de transformation modernes. Son éventail d'applications s'étend des processus à basse température allant jusqu'à 750 °C jusqu'aux processus à haute température dépassant 750 °C. Elle est donc indispensable à de nombreux secteurs, tels que la chimie, la pharmacie, le verre, l'acier et le ciment, l'alimentation et la gestion technique centralisée. La décarbonation est ici au cœur des équipements thermiques adaptés aux enjeux futurs. Elle est rendue possible par des solutions d'automatisation intelligentes, évolutives et modulaires, pilotées par logiciel, qui s'adaptent avec souplesse aux exigences spécifiques de chaque secteur. Une technologie de commande moderne, des infrastructures de communication stables, une sécurité fonctionnelle intégrée ainsi qu'une technologie de raccordement performante sont à la base d'une technologie des processus thermiques efficace sur le plan énergétique, sûre et compétitive à long terme.

Four industriel
Bassins de fusion
Chaudières
Four industriel

Les chambres chaudes sont utilisées dans une grande variété d'applications industrielles, notamment la cuisson, le durcissement, le séchage et le traitement thermique. Par rapport aux fours de cuisson, elles fonctionnent à des températures plus basses. Cela permet d'améliorer l'efficacité énergétique et la sécurité des processus. Les domaines d'application typiques sont l'électronique, l'industrie pharmaceutique et l'industrie alimentaire. Dans ces secteurs, un contrôle précis de la température, une répartition homogène de la chaleur et des processus reproductibles sont essentiels. Grâce à leur conception flexible, ces fours s'adaptent parfaitement aux différentes exigences de produits et de débits.

Bassins de fusion

Les bassins de fusion, les fours de fusion et les hauts fourneaux constituent l'épine dorsale de nombreux processus à haute température, par exemple la fusion, l'affinage et le traitement thermique des métaux et du verre. Ces installations fonctionnent à des températures extrêmement élevées. Elles permettent une gestion précise et reproductible des processus sur de longues périodes. Des exigences telles que la stabilité des processus, l'efficacité énergétique et la sécurité de fonctionnement sont ici au centre des préoccupations. Leurs domaines d'application vont de la métallurgie à l'industrie du verre et de la céramique, en passant par d'autres industries à forte intensité énergétique. Ces industries ont des exigences élevées en matière de régulation de la température et de disponibilité des installations.

Chaudières

Ils sont typiquement utilisés dans les chaudières à vapeur, les chaudières à eau surchauffée et les systèmes de chaudières à pression de vapeur. Ces réservoirs fermés sous pression permettent de chauffer de manière ciblée de l'eau ou d'autres fluides afin de fournir de la vapeur industrielle ou de l'eau surchauffée pour des applications industrielles.
La vapeur produite sert alors à la fois au contrôle thermique des processus et à la production d'électricité. Les domaines d'application vont des centrales électriques à la production alimentaire en passant par l'industrie des process chimiques.

Défis


Brûleur en service dans la technologie des processus thermiques

La technologie des processus thermiques sous la pression du changement

Les OEM de fours industriels, de bassins de fusion, de chaudières, de brûleurs et de systèmes de combustion sont confrontés à de profonds changements dans le monde entier. L'augmentation des coûts de l'énergie et du CO₂ accroît la pression économique sur les concepts de machines et l'exploitation des installations. Par ailleurs, les obligations réglementaires telles que les contraintes environnementales, la sécurité des machines (règlement sur les machines) ainsi que les réglementations comme le règlement CRA et la directive NIS 2.0 augmentent les exigences en matière de développement, de certification et d'exploitation, en particulier dans un contexte international donnant accès aux marchés de l'UE, des États-Unis et de l'Asie.

Pour rester compétitives, efficaces et durables, les entreprises doivent aussi faire face à des coûts d'investissement élevés et à une pression croissante concernant l'innovation. Ce faisant, le coût total de possession (TCO) prend de plus en plus d'importance : l'efficacité énergétique, la disponibilité, les frais de maintenance et les coûts du cycle de vie deviennent des facteurs concurrentiels décisifs.

Parallèlement, la pénurie de main-d’œuvre qualifiée dans le domaine de l'ingénierie aggrave la situation. Les temps de développement s'allongent alors que les secteurs de l'automatisation, des logiciels, de la sécurité fonctionnelle et de la cybersécurité requièrent actuellement de plus en plus de compétences. Les OEM ont donc besoin de solutions évolutives et pérennes qui réduisent la complexité technique, répondent aux exigences mondiales et offrent des modèles commerciaux durables.

Notre offre


Automatisation d'une installation industrielle

Solutions d'automatisation évolutives pour les OEM internationaux spécialisés dans la technologie des processus thermiques

Notre offre s'adresse aux OEM de fours industriels, de bassins de fusion, de chaudières ainsi que de brûleurs et de systèmes de combustion afin de répondre à leurs besoins en matière de développement, de standardisation et de mise à l'échelle d'installations dans le monde entier. Elle repose sur une plateforme d'automatisation modulaire et ouverte, qui peut être adaptée de manière flexible aux exigences spécifiques des installations. L'automatisation, la réduction de la complexité du matériel et la standardisation des modules permettent de réduire considérablement les temps d'ingénierie et de mise en service. Les concepts de machines peuvent être mis à l'échelle et utilisés dans le monde entier. C'est un avantage décisif pour les OEM qui ont accès aux marchés de l'UE, des États-Unis et de l'Asie. Des solutions fiables garantissent un fonctionnement stable de l'installation, même dans des conditions exigeantes. Combinées à un diagnostic intégré, elles permettent d'améliorer la disponibilité de l'installation, d'obtenir des informations d'état transparentes et de procéder à une analyse rapide des erreurs, tant sur site qu'à distance. La télémaintenance ainsi que la gestion centralisée des appareils et des correctifs sont à la base d'un service technique efficace et de mises à jour sécurisées tout au long du cycle de vie. Nos solutions s'intègrent parfaitement dans les environnements IT/OT existants et dans les architectures de données modernes. Elles constituent une base pérenne pour moderniser progressivement des installations existantes. La sécurité et la sûreté sont intégrées dès le départ : la sécurité fonctionnelle et la cybersécurité sont prises en compte de manière globale et contribuent au respect des normes internationales et des exigences réglementaires. Ainsi, les OEM peuvent durablement maîtriser la complexité, les risques et le coût total de possession (TCO) tout en conservant une capacité d'innovation élevée.

Aperçu de nos points forts

  • Disponibilité et fiabilité maximales
  • Processus stables et architecture uniforme des systèmes pour l'UE, les États-Unis et l'Asie grâce à une technologie de signalisation, de mesure et de communication robuste et testée ainsi qu'à une surveillance intelligente des performances et à une commande précise
  • Évolutivité à long terme
  • Des temps de développement et de mise en service considérablement réduits grâce à un matériel standardisé, des bibliothèques logicielles réutilisables et des concepts modulaires permettent un transfert efficace des fonctions déjà développées vers de nouvelles installations et applications
  • Efficacité énergétique et durabilité
  • Transparence maximale et réduction de la consommation d'énergie ainsi que des émissions de CO₂ grâce aux écosystèmes IIoT, à la technologie de régulation et de mesure adaptative et hautement disponible ainsi qu'à l'optimisation des processus basée sur l'IA
  • Sécurité réinventée : à la fois automatisée et intégrée
  • Sécurité de fonctionnement grâce à une surveillance de bout en bout, une évolutivité flexible et une automatisation fluide avec des concepts de sécurité numériques et conformes aux normes (CEI 61508, NFPA, ISO) pour les brûleurs, les fours et les chaudières

Automatisation des process basée sur une plateforme pour la chaleur industrielle

Notre plateforme Industrial Thermoprocessing Equipment (IThE) est une solution logicielle, ouverte et évolutive pour l'automatisation des processus thermiques. Elle offre une base commune pour les brûleurs, les fours, les applications de séchage et d'air chaud ainsi que pour les processus thermiques électriques et hybrides, indépendamment de la taille de l'installation ou de l'industrie. IThE permet une automatisation des process cohérente et pérenne, du développement jusqu'à la modernisation. Au lieu de solutions individuelles spécifiques à un projet, cette plateforme mise sur l'automatisation des process basée sur une plateforme. Une base logicielle commune permet d'atteindre un degré important de modularisation et de réutilisation. Cela réduit considérablement le travail d'ingénierie, tout en raccourcissant le délai de mise sur le marché. En même temps, la séparation claire entre la logique standard et la logique spécifique à l'application assure la transparence, l'évolutivité et la maintenabilité à long terme. Phoenix Contact accompagne les OEM, les intégrateurs et les exploitants depuis le conseil en matière d'application et d'architecture jusqu'à la modularisation, la modernisation et la numérisation, en passant par les normes, les concepts de sécurité et la conception de systèmes.

Apprenez-en plus sur nos domaines d'application liés à l'automatisation des équipements thermiques industriels au sein du graphique. Cliquez sur les points pour en savoir plus.

Image interactive : domaines d'application liés à l'automatisation des équipements thermiques industriels
Optimisation de la production basée sur l'IA
Dans les processus industriels à haute température, les ventilateurs d'air de combustion sont essentiels pour assurer le fonctionnement sûr et efficace des systèmes thermiques. Leur défaillance peut entraîner des interruptions de production importantes. Avec MLnext, notre solution d'optimisation de la production basée sur l'IA, nous misons sur l'intelligence prédictive pour garantir la fiabilité opérationnelle. Les équipements thermiques industriels restent ainsi stables et performants.
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Optimisation de la production basée sur l'IA
Bibliothèque API pour la gestion des brûleurs, la régulation PID, la régulation de rapport et l'IIoT
La bibliothèque PLCnext Technology IThE permet une automatisation et une régulation efficaces des systèmes de chauffage des processus industriels. IThE facilite l'intégration de la commande du brûleur, de la régulation de la température et du processus basée sur PID, de la régulation du rapport air/combustible, de la gestion de la combustion ainsi que des fonctions IHM et de visualisation. Parallèlement, une numérisation complète est rendue possible grâce à l'acquisition des données de processus, au stockage à long terme, aux analyses et à l'optimisation basée sur l'IIoT. L'architecture modulaire couvre aussi bien les petites applications de chauffage que les systèmes de processus thermiques sophistiqués avec des fonctions de sécurité et compatibles avec le cloud.
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Bibliothèque API pour la gestion des brûleurs, la régulation PID, la régulation de rapport et l'IIoT
Circuits surchargés et cycles de chauffage inefficaces
Les processus de chauffage non structurés sont responsables de pics d'énergie et raccourcissent la durée de vie des appareils de chauffage. Les automates basés sur des modèles et la gestion prédictive de la charge réduisent les pics de charge et prolongent la durée de vie des composants thermiques. Les analyses connectées au cloud fournissent des informations exploitables pour l'optimisation énergétique en vue d'un fonctionnement durable des équipements thermiques industriels.
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Circuits surchargés et cycles de chauffage inefficaces
Protection contre les cyberattaques
Les systèmes séparés augmentent la complexité, les risques et les coûts. Nous proposons des fonctions de sécurité intégrées, certifiées selon les normes CEI 61508 et CEI 62443, au sein d'une seule plateforme de commande. Les processus de combustion, la sécurité des machines ou la protection des processus sont assurés de manière globale et efficace.
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Protection contre les cyberattaques
Coûts liés aux pics de charge concernant le chauffage électrique
L'activation simultanée de plusieurs appareils de chauffage entraîne des charges coûteuses au niveau du réseau. La PLCnext Technology permet un contrôle et un équilibrage intelligents des charges. Les pics d'énergie sont évités, le facteur de puissance est amélioré et les coûts d'exploitation des équipements thermiques industriels sont réduits de manière durable.
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Coûts liés aux pics de charge concernant le chauffage électrique
Sécurité fonctionnelle pour une disponibilité élevée de l'installation
Le PLCnext Technology Ecosystem de Phoenix Contact répond aux normes internationales telles que DIN EN ISO 13577-2/4 et NFPA 85, 86, 87 pour la chaleur industrielle. En tant que fournisseur de solutions d'automatisation fonctionnelles et sécurisées au niveau des données pour les fours et les installations de combustion sur les marchés européen et nord-américain, l'objectif est de réduire les émissions et d'améliorer la sécurité grâce à l'IIoT, aux processus de combustion intelligents et aux interfaces ouvertes.
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Sécurité fonctionnelle pour une disponibilité élevée de l'installation
Automates virtuels
Cette solution ouvre de nouvelles possibilités pour réaliser des concepts d'automatisation modernes, évolutifs et économes en ressources, sans automate physique. Virtual PLCnext Control ne dépend pas du matériel et repose sur l'Open Container Initiative (OCI).
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Automates virtuels
Fiabilité de la puissance
Tout pour une disponibilité élevée de l'installation : découvrez notre vaste gamme de parafoudres basse tension, d'alimentations, de disjoncteurs et de monitoring d'énergie.
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Fiabilité de la puissance

Produits


Normes et standards


Normes et standards pour les équipements thermiques industriels

Les bases de la qualité et de la sécurité

Dans le domaine de la technologie des processus thermiques industriels, les normes et les standards représentent bien plus que des prescriptions réglementaires. Ils posent les fondations sur lesquelles reposent des installations sûres, efficaces et de haute qualité. Ces normes et standards apportent de la clarté pour l'exploitation, la maintenance et la communication des systèmes techniques et constituent la base d'une innovation durable.

Les applications à basse et haute température sont soumises à des réglementations établies au niveau international. Cela inclut entre autres le règlement UE sur les machines avec la norme de produit ISO 13577-2/4 (anciennement EN 746-2), la norme EN 50156-1/2 ainsi que les normes nord-américaines NFPA 85, 86 et 87. Dans un univers de processus de plus en plus interconnecté, les normes de sécurité numériques telles que la norme CEI 62443 et la directive NIS2 revêtent une importance croissante. Elles permettent non seulement un accès à distance protégé aux systèmes critiques, mais aussi une intégration fluide avec des plateformes numériques comme Proficloud.io. Dans ce contexte, la sécurité fonctionnelle et la cybersécurité industrielle sont indissociables. Un four industriel n'est sûr que si son environnement numérique est également protégé. Seule la cybersécurité permet d'assurer le bon déroulement des opérations.

La combinaison de normes techniques et de standards numériques permet un diagnostic indépendant du lieu, une gestion automatisée des mises à jour et une surveillance globale des performances. Il en résulte une disponibilité maximale des installations et des temps d'arrêt minimaux, ce qui constitue une avancée claire en faveur d'une chaleur industrielle intelligente et sûre.

Livre blanc
En savoir plus sur les concepts de sécurité pour vos installations de chaleur industrielle

Le livre blanc décrit comment la cybersécurité, la sécurité fonctionnelle et l'automatisation moderne peuvent être combinées au sein d'un concept de sécurité global : de manière conforme aux normes, évolutive à l'échelle mondiale et pérenne.

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Symbole de la certification

Sécurité et conformité prouvées

Phoenix Contact propose des solutions d'automatisation et de sécurité testées pour les équipements thermiques industriels. Une certification TÜV indépendante confirme la mise en œuvre conforme aux normes des fonctions importantes pour la sécurité. La certification TÜV porte entre autres sur AXL F PSAI8 I 1 F et AXLF PSRTD8 1 F, qui sont des modules E/S axés sur la sécurité. Ils sont conçus pour être utilisés dans des fonctions de mesure et de surveillance relatives à la sécurité des équipements thermiques.

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