LabVIEW de National Instruments au service des laminoirs de Vallourec

Author(s):
Marcel Deregnaucourt - V & M France (Filiale de Vallourec)

Industry:
Basic Materials - Steel/ Lumber/ Construction, Machines/Mechanics, Industrial Controls/ Devices/ Systems

Products:
Compact FieldPoint, LabVIEW, Distributed I/O

The Challenge:
Pour rester dans la course de la qualité totale, cette unité de production de tubes aciers sans soudure se devait d’analyser en temps réel les dérives par rapport aux réglages standards, mais également d’alerter les opérateurs dès que la production sort des tolérances.

The Solution:
Acquérir des mesures sous NI LabVIEW avec un équipement NI Compact FieldPoint d’acquisition 4-20 mA par machine ; l’ensemble des machines étant raccordé au système central qui renvoie et mémorise les informations.

Ne parlez pas de retraite à l’usine Vallourec & Mannessmann d’Aulnoye, même si elle vient de fêter ses 70 ans. Lorsque ses bâtisseurs l’ont construite, en 1936, ils ne se doutaient certainement pas qu’elle saurait aussi bien s’adapter au passage du temps. Édifiée à une époque où la France avait grand besoin de biens d’équipements, elle s’est vite retrouvée sur un marché encombré avec des usines qui poussaient comme des "champignons".

Après une première rationalisation au niveau national, une seconde aussi meurtrière suivit rapidement, cette fois-ci face à la concurrence internationale, certains pays devant même fermer des usines pratiquement neuves. À ce jeu, le groupe, fruit de la fusion antérieure de trois sites nordistes situés à Valenciennes, Louvroil et Recquigny, d’où le nom de Vallourec, réussit à garder la tête hors de l’eau.

La Tuberie d’Aulnoye n’avait pas que des atouts : construite dans les années 1930, elle avait adopté le procédé de laminage Stiefel, la "Rolls" de l’époque pour les grandes séries. Or, les laminoirs les plus récents dits "laminoirs continus" avaient été développés, dans les années 1970/1980, récupérant le marché des grandes séries.

Face aux laminoirs continus
Depuis, le carnet de commandes de l’usine d’Aulnoye s’est étendu aux produits de fortes épaisseurs, aux applications "mécanique" et "chaudières supérieures", avec de petites commandes, ce qui a permis une souplesse de démontage inhabituelle pour ce genre d’équipement.

Trente pour cent du temps d’ouverture ont été ouverts au marché du "line projet", qui correspond à des commandes de plusieurs milliers de tonnes dont les caractéristiques et les demandes ne sont connues qu’à la dernière minute avec des délais de livraison très courts. Pour répondre à ce type d’offre, il est impératif d’avoir une usine exempte de défaut qualitatif. Le client doit recevoir sa commande dans les délais avec une qualité irréprochable.

Pour être irréprochable, il fallait impérativement maintenir le seuil maximal des tolérances à ± 10 % sur l’épaisseur et à ± 1 % sur le poids au mètre final du tube. Des chiffres bien inférieurs à la moyenne du marché. Pour y parvenir, encore fallait-il avoir l’ensemble des paramètres entre les mains. Les moyens de mesures étaient pour la plupart existants, mais il restait une étape à franchir, consistant à regrouper l’ensemble de ces informations, pour les utiliser à bon escient et les historiser.

Il restait aussi à déterminer les mesures manquantes pour que la chaîne soit parfaite. Ce qui a
conduit à des systèmes innovants, comme la mise en place de vérins équipés de systèmes électroniques dont une extrémité est appliquée directement sur les cylindres de travail, ce qui permet d’en récupérer les positions en shuntant l’empilement des pièces mécaniques dont les jeux faussaient le résultat réel. Aujourd’hui, ce sont les informations exactes des paramètres de transformation du tube qui sont connues et affichées en temps réel. Toute variation alerte les opérateurs et donne des indications sur l’élément mécanique en défaut.

Rassembler et gérer les mesures
Pour gérer toutes ces mesures et donner aux opérateurs les moyens de les visualiser, encore fallait-il trouver l’outil idéal qui générerait les informations sur des IHM, assurerait le contrôle/commande, récupérerait les informations de mesures, historiserait les données… Ce choix revenait au CTIV, le centre technique de Vallourec.

Il ne lui fallut pas longtemps pour se rendre compte qu’un ensemble de systèmes Compact FieldPoint associé à LabVIEW allait permettre de tirer le maximum de l’installation. Pour la mise en oeuvre, c’est la société Secmai, sous la direction technique de Jean-Marc Bernard, l’une des rares sociétés à avoir une expérience importante ainsi que plusieurs salariés certifiés par National Instruments, qui eut la charge de développer l’application.

Chaque machine (centreuse, perceur, élongateur) est instrumentée et dispose de son système d’acquisition temps réel en 4-20 mA. Les différentes mesures sont récoltées dès qu’un tube apparaît et arrivent sur deux serveurs redondants, développés sous LabVIEW, qui enregistrent les informations reçues. En bout de chaîne, une base Oracle stocke quotidiennement les données.

Les machines sont équipées de systèmes d’E/S Compact FieldPoint et les informations de mesures dédoublées arrivent également sur ces systèmes qui reçoivent en parallèle les informations théoriques de la part du serveur. Dans le même temps, le serveur envoie au système d’affichage l’ensemble des informations réelles ainsi que les réglages théoriques de la machine.

Aujourd’hui, les opérateurs peuvent choisir, sur le lieu de production, les informations qu’ils estiment les plus pertinentes, le tout sous forme de client/serveur. Les opérateurs de chacune des trois équipes peuvent sélectionner
les informations qu’ils souhaitent visualiser. Un saut énorme pour eux qui auparavant n’avaient strictement aucune synthèse d’informations sur place, et qui connaissent maintenant en temps réel l’état de la production. Avec de tels outils, la Tuberie d’Aulnoye s’est préparée pour fêter sereinement ses 80 ans.

Mars 2007

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Marcel Deregnaucourt
V & M France (Filiale de Vallourec)
Tuberie d’Aulnoye 64, rue de Leval BP 159
Aulnoye-Aymeries 59620
France
Tel: 03 27 69 66 00
marcel.deregnaucourt@vmtubes.fr

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