Prez conf thierrydalle_vf

* L’ingéniosité au service de la vie
EN 50598.2
Nouvelle réglementation en matière d’effiacité
énergétique
siemens.com/simotics-gpSiemens DF/PD 2016

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Diffusion restreinte / © Siemens AG 2015. All Rights Reserved.
Page 2
Comment passer d’une…
Optimisation de la production de masse

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Page 3
à une …
Adaptation et optimisation de l’outil de production

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Page 4
Pourquoi mettre en place de nouvelles
réglementations ? « Les contraintes »
Energie: L’amenuisement des ressources impose un changement de nos
habitudes.
Tendances et contraintes dans le monde entier :
Urbanisation, Changement démographique, Changement climatique
L’ensemble de ces contraintes
provoque une augmentation
des coûts
Croissance de la
Demande en énergie
Consommation énergétique
Augmentation
De la pollution
CO2 emissions
Coûts de l’énergie
Prix de l’énergie
Amenuisement des
ressources
Production de Pétrole

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Filières Industrielles ?
Enjeu principal
Réduire les consommations d’énergie et
les émissions de CO² ainsi que les coûts
associés.
Pour celà on pourra développer, valider
et mettre en œuvre des approches
systèmes pour la maitrise de l’énergie
Optimisation des procédés.

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Où se situe le marché ?
Si l’enjeu en matière d’efficacité s’intègre parfaitement dans l’industrie du futur,
En matière d’efficacité énergétique le marché industriel est mature
Efficacité
Energétique
Emergent
Energy
Data
Management
Laboratoire
Prouvé
Mature
Fréquent
Répandu
Pourquoi ?
• Intégrée dans le plan Européen sur le
climat Energétique COP 21
• Connaissance des industriels suite à
la mise en place respectives des
normes IE2 en 2011 et IE3 en 2015
• Prise de conscience sur
l’augmentation des coûts de l’énergie
dans un avenir proche, alignement au
niveau européen, prix de revient des
énergies propres (solaire, éolien, etc.)

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Pour rappel
Le 1er Janvier 2016 les contrats
d’électricité souscrits avec une offre aux
tarifs réglementés seront caducs.
Sont concernés :
Entreprises qui ont une consommation
supérieure à 36 KVA.
Audit énergétique ont été rendus obligatoire dans les entreprises de plus
de 250 salariés depuis début 2015

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EN 50598 permet d’analyser les rendements
des systèmes d’entrainement
Nouvelle réglementation EN 50598
Analyse des rendements
• Les constructeurs de système
d’entrainement électriques
pourront analyser les
rendements des systèmes en
utilisant des points de charge
normalisés.

Publication
• La norme a été publiée fin 2014

Obligation
• Dans un futur proche, après sa
publication, la norme EN 50598
est listée dans le journal officiel
de l’UE
• En conséquence, les
constructeurs de convertisseurs
ont une obligation légale (Mise
en conformité avec le standard)
• Sa mise en œuvre dans l’UE est
planifiée pour 2018

Classe de rendement
• Les variateurs seront classifiés
selon une référence IE. Les
systèmes moteurs et variateurs
seront classifiés selon une
référence IES

Paramètre
• Dans cette nouvelle norme, les
pertes à différents points de
fonctionnement sont décisives

Transparence
• Dans les conditions générales
d’utilisation les systèmes
drives (moteurs et variateurs)
pourront être comparés pour
chaque application


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EN 50598-2 stipule des exigences en terme d’« ecodesign »
pour les systèmes d’entrainement et leurs composants
associés
Composants d’entrainement Moteurs Standards
M/476
Part - 3 (TS)
Moteurs Avec
VSD
Publié
2013-11-01
IEC 60034-2
Standardisation de la méthode de
détermination des pertes et des
rendements lors des tests
IEC 60034-30
Part - 1 Part - 2
Sur réseau Moteurs pilotés par
un convertisseur
de fréquence
0.12 à 1000 kW
- jusque 8-pole...
Publié
2014-03-01
M/470
Part - 1 Part - 2
Moteur
Vitesse fixe
Publié
2007-09
Moteurs
Spéciaux
Publié
2010-03-16
Classes de rendement (IE classes)
Part 3
Exigences en termes
d’empreinte
écologique des
produits durant toute
leur durée de vie
Part 1
Exigence de base
pour la définition d’un
modèle de référence
• Pilotage de
machine
• The integrated
drive system
Exigences en Ecodesign pour les systèmes
d’entrainement et leurs composants
associés pour les machines électriques
basse tension
Part 2
Drive systems
concernés:
• < 1000 V
• Puissance
nominale jusque 1
MW
• Classification IES
Economie d’énergie Ecodesign
Système d’entrainement
EN 50598

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Définitions des standards
CDM
Source: EN 50598-2
Normaliser les pertes des systèmes permet de faire une
analyse de son efficacité
EPA: Erweiterter
Produkt- Ansatz:
Elektrisch
angetriebene
Arbeitsmaschine
PDS: Power Drive
System:
Moteur avec CDM
MS: Motor- System:
PDS ou
Moteur avec
Starter
CDM: Complete Drive
Module:
Convertisseur

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L’ensemble des applications de l’industrie peuvent
être regroupées en 8 points d’utilisation
PDS relative
torque / %
PDS relative
speed / %
p L,PDS (100;100)
PDS relative
torque / %
Application : Pompe
100%0% 50%
100%
Points de référence pour détermination
des pertesCaractéristique de couple
Vitesse Relative
CoupleRelatif
PDS relative
speed / %
p L,PDS (100;50)
p L,PDS (100;100)
PDS relative
torque / %
Application : Convoyeur à bandes
100%0% 50%
100%
CoupleRelatif
Caractéristique de couple
Points de référence pour détermination
des pertes
Vitesse Relative
p L,PDS (100;50)
100
25
50
50 100
p L,PDS (0;25)
p L,PDS (0;50)
p L,PDS (0;100)
p L,PDS (50;25)
p L,PDS (50;50)
p L,PDS (50;100)
100
25
50
50 100
p L,PDS (0;25)
p L,PDS (0;50)
p L,PDS (0;100)
p L,PDS (50;25)
p L,PDS (50;50)
p L,PDS (50;100)

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La classe de rendement est définie
au point nominal d’utilisation
100%
75%
50%
0%
125%
IE 2
IE 0
)100;90(,
)100;90(,
RCDML
CDML
p
p
IE 1
100%
80%
50%
0%
120%
IES 2
IES 0
IES 1
)100;100(,
)100;100(,
RPDSL
PDSL
p
p
IES0 - IES2
Pertes : Drive / moteur - Systeme
PDS relative
torque / %
PDS relative
speed / %
Pertes CDM (Complete Drive Module)
CDM relative
Torque
current / %
CDM relative motor
stator frequency /
%
20% de pertes
au dessus
de la valeur de
référence
25% de pertes
au dessus
de la valeur de
référence
Valeur de
réference
± 25%
Valeur de
référence
± 20%
25% de pertes
en dessous
de la valeur de
référence
Valeur de référence
(référence du variateur)
20% de pertes
en dessous
de la valeur de
référence
Définition de la classe de
rendement
Définition de la classe de
rendement
Valeur de référence
(référence système =
référence variateur +
référence moteur)
IE 0
IE 1
IE 2
IES 0
IES 1
IES 2
IE0 - IE2
100
25
50
50 100
p L,CDM (0;25)
p L,CDM (0;50)
p L,CDM (0;100)
p L,CDM (50;25)
p L,CDM (50;50)
p L,CDM (50;100)
p L,CDM (90;50)
p L,CDM (90;100)
90
100
25
50
50 100
p L,PDS (0;25)
p L,PDS (0;50)
p L,PDS (0;100)
p L,PDS (50;25)
p L,PDS (50;50)
p L,PDS (50;100)
p L,PDS (100;50)
p L,PDS (100;100)

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La valeur du PDS system peut être calculée.
Siemens fournit la valeur de notre système PDS
Power Drive Systems (PDS) – Définitions des pertes aux points de fonctionnement.
Pertes CDM (Complete drives module)
IE0 - IE2
CDM relative
Torque
current / %
CDM relative
motor stator
frequency / %
p L,CDM (90;100)
Pertes Moteur
RM relative
torque / %
RM relative
speed / %
Pertes Power Drive System & moteur
PDS relative
torque / %
PDS relative
speed / %
p L,PDS (100;100)
+ =
La valeur du PDS peut être calculée ou mesurée
(Quand le client achète des composants séparés)
Pour les PDS, Siemens fournit, précise et optimise
les pertes du système –IES 2 minimum.
Siemens renseigne la valeur de son PDS dans les
outils de dimensionnement
100
25
50
50 100
p L,RM (100;100)
100
25
50
50 10090
IES0 - IES2
100
25
50
50 100

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Motorisations concernées
Quand s’applique la norme EN 50 598.2
• Plage de puissance: 0,12 kW – 1000 kW
• Tension : 100 V à 1000 V.
• Motorisation mono axe AC/AC
• Les convertisseurs type Active Front End (Réinjection sur le
réseau et ou 4Q) ne sont pas concerné par cette réglementation
(Pertes supplémentaires)
• Tout type de moteurs : Asynchrones / Synchrones / Aimant
permanent / Reluctance

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Page 15
• Vision coté Siemens
- Fournisseur de nos clients
- Qualité produits et certifications ex IE3, IE4
pour les moteurs, IE2 pour les drives
- Caractéristiques techniques
• Vision côté l’entreprise
- Différenciation sur la qualité du produit
uniquement (Ex moteur IE3)
- Responsabilité de la solution
- Pas de stratégie globale – Faible
implication des ressources
• Modernisation de l’outil de production pour
être innovant, compétitif, performant,
flexible, sûr et attractif.
• Vision coté Siemens
- Partenaire de nos clients
- Efficacité du système , Certification IES2
- Prise en compte des contraintes
industrielles
• Vision coté l’entreprise
- Compétitivité/ Flexibilité/ Performance
- Ressources et Compétences
Mise en place d’une stratégie afin d’éviter un
effort temps et argent
Aujourd’hui Approche produits Demain Approche Solutions
Vers un nouveau “Business Model”
Projet Global
Developpement
& Coordination
Achat Produits
Notion de low
cost

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Page 16
Les différents technologies / systèmes
Positionnement du portfolio moteurs & variateurs
Coûts
Performance / Rendement
DC drive
Moteurs
Asynchrones IE4
+
VSD
Permanent magnetized
moteurs synchrones
+
Convertisseur de
fréquence
Moteurs Synchrones à
reluctance
+
Convertisseur de
Fréquence + Rendement
+ Haute dynamique
- Coût d’achat élevé
Pour applications
spéciales
+ Rendement
+ Haute dynamique
+ lCoûts faibles
pour application standard
Basse vitesse
+ Robuste
+ Faible investissement
Pour applications standards
+ Variateur plus robuste
+ Pilotage simple
- Coûts élevés / maintenance
Pour applications speciales

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Technologie des moteurs
Les classes de rendement élevés
demandent de nouvelles technologies
“IE4”
SYN
IE2
IE3
IE1Efficiency
Technology
Standard asynchronous motors
Synchronous motors with permanent
magnets and w/o permanent magnets
(e.g. reluctance technology)
IE4
New technologies

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Economie d’énergie à pleine charge et charge partielle
(15kW)
IES1
PDS relativ
speed / %
10050
100
25
50
1,65
69%
5,33
74%
6,82
1,77
2,67
61%
6,91
2,97
66%
8,66
69%
12,18
3,77
57%
5,76
13,43
57%
6,79
15,94
8,01
21,60
63%
IES2
PDS relative
torque / %
Référence system acc. Norm
SIMOTICS 1LE1 VSD10
SIMOTICS 1LE1 IE2
SIMOTICS 1LE1 IE3
SIMOTICS 1LE1 IE4
SIMOTICS 1FP1

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Les clés de la réussite
IDS (Intégrate Drives System)
PD VMM
Oil & Gas
Ingénierie et
mise en oeuvreFiabilité
Disponibilité
Maintenance
Ressources
Formation
Efficacité
Energétique
Dimensionnement Optimisation
Customer
Service
Cycle cost
Projet Global
De la conception à
la réalisation
Flexibilité
Offres
personnalisées
Intégration
Remontée d’
Informations
TIA portal
Conception
Analyse du
process
Coût global
(temps,
consommation, disponibilité)

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Les 3 dimensions de l’Integrated Drive System
Pour des bénéfices client mesurables
Portfolio ligne d’entrainement
complète Une seule source
d’approvisionnement pour tous les
convertisseurs, moteurs,
accouplements et réducteurs.
Intégration et interaction parfaites.
Solution complète adaptée aux
besoins du clients .
Totalement intégré dans le
monde des automates:
Face plate disponible .
Gestion des flux d’informations de
l’entrainement via TIA portal vers le
système de gestion industriel MES
Pour toutes applications.
Software et services intégré et
continus tout au long du cycle de
vie des produits. Pour une haute
performance et un maximum de
sécurité de votre installation.
Maintenance préventive, gestion
de l’obsolescence.
Vous pouvez augmenter la
disponibilité de votre installation –
jusqu’à
En utilisant TIA Portal, vous pouvez
réduire le temps d’ingénierie –
jusqu’à
Basé sur l’Integrated Drive System
vous pouvez réduire vos coûts de
maintenance – jusqu’à
Intégration
Cycle de
vie
Intégration
Verticale
Intégration
Horizontale

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Page 21
Avec la norme EN 50598, l’IDS est défini comme le standard
Large choix de solutions
Faciliter l’optimisation du train complet d’entrainement
avec ces composants à haut rendement pour obtenir la
meilleure performance associée à l’application
Capacité de communication
Sytstème intégré qui offre des possibilités
supplémentaires d’économie d’énergie
Exemple: Managemeent de l’énergie de l’entrainement
Ecomode, standby etc;
Integrated Drive System IDS
Intégration Horizontale
Les produits d’entrainements
sont intégrés pour créer un
système coordonné et
harmonisé
Intégration Verticale
Intégration des drives (moteurs
et variateur) dans le monde de
TIA portal
Intégration Cycle de vie
Outils et services disponibles
tout au long du cycle de vie du
produit
Outils et services
Tout au long de la vie du produit
Exemples: Outils (SIZER / SinaSave / DT Configurateur)

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Page 22
Avantages de la solution IDS
Integrated Drive System
Efficacité
Economie d’énergie et un
meilleur ratio CO2
Maintenance facile
Réduction de temps de
maintenance
Protection de l’environnement
Ecodesign
Efficacité optimale sur toute la
plage d’utilisation
Réduction OPEX
Disponibilité
Augmentation de la
disponibilité de l’installation
Continuité des produits
facilité de remplacement
Maintenance préventive/
condition monitoring
Support global pour la
solution complète
CAPEX security
Productivité
Performance optimisée et
classe de rendement élevé
Parfaite interaction entre tous
les composants
Réduction du temps
d’ingénierie
Grande flexibilité
Amélioration de la
compétitivité
3 axes de progrès avec l’IDS

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Page 23
IES 2IES 1
Integrated Drive Systems (IDS) Classe de rendement
conforme à la réglementation EN 50598
Système haute performance
rendement élevé, optimisé
pour les applications pompes
et ventilateurs
(à partir de 200 kW et plus)
Système a très haut
rendement avec la
technologie des moteurs à
reluctance synchrone
(jusque 200 kW)
Investissement optimisé
Combinaison moteur/
variateur
(jusque 200 kW)
IES 2
SINAMICS
G120PSIMOTICS FD
SIMOTICS SD
Moteurs pour application
VSD
SINAMICS
G120
SIMOTICS GP
Moteurs à Reluctance
SINAMICS
G120

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Page 24
IDS-Portfolio
Couvre toute la plage de puissance
IDS offre une solution système en basse et moyenne tension ainsi que en CC**
** Solution DC non représenté dans le tableau ci dessus
AC – Basse tension
(Tension <1000V)
AC – Moyenne tension
(Tension >1000V)
Application
Vitesse fixe
(D.O.L)
Application
vitesse variable
(Axe simple)
Application
Motion Control
(Simple et multi Axes)
• SIMOTICS
LV moteurs
• SIMOGEAR
• SIRIUS• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
• SIMATIC
• SIMOTICS
LV moteurs,
LOHER moteurs
• SIMOGEAR
• SIMOTICS
MC moteurs
• SINAMICS
V, G, S
• LOHER
Dynavert
• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
• SIMATIC
• SIMOTICS
LV moteurs
• SIMOGEAR
• SIMOTICS
MC moteurs
• SINAMICS
S
• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
• SIMOTION
• SINUMERIK
• SIMATIC
• SIMOTICS
HV moteurs
• LOHER
HV moteurs
• SINAMICS
GL150*,
Perfect
Harmony *
• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
• SIMATIC
• SIMOTICS
HV moteurs
• LOHER
HV moteurs
• SINAMICS
Perfect
Harmony,
GM150,
GL150
• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
• SIMATIC
• SIMOTICS
HV moteurs
• SINAMICS
SM150,
SL150
• SIMOTION
• SIMATIC
• FLENDER
Accouplements
et réducteurs
*SINAMICS used as startup converter

2016-05-30
Page 25
Choix d’un G120P en armoire,
édition d’une Fiche technique
New
EN 50 598
DT Configurator
 Selection at
configuration des
convertisseurs
• Data sheet conforme aux
nouvelles
réglementations
Pour plus information
www.siemens.com/enginee
ring-tools

2016-05-30
Page 26
Economie d’énergie – Application drives
SinaSave
Calcul des gains d’énergie
• Calcul concret des gains d’énergie possible avec la
mise en place de solutions à vitesse variable type
SINAMICS dépend du site et du process client
• 10 langues disponibles
• Disponible également en web application
• Lien https://www.automation.siemens.com/SinaSave
Pour plus d’information
http://www.industry.siemens.com/drives/global/en/motor/
energy-saving-tools/Pages/Default.aspx

2016-05-30
Page 27
Merci de votre attention !
Thierry DALLE
Responsable Business development
France P&D LD P/AP BD
Tel : +33.6.64.05.71.96
E-Mail:
Thierry.dalle@siemens.com

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