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Présentation générale du produit

Digilife© est un dispositif de suivi de vieillissement en fatigue, installé à demeure sur un engin neuf ou en service, qui a pour fonction principale :

  • d'acquérir les informations reçues de capteurs nécessaires pour définir les conditions d'usage et de fonctionnement de l'équipement (capteurs de force, de position, de mode de travail, de couple, compteurs horaires, par exemple)
  • de traiter ces informations en calculant les paramètres représentatifs des cumuls de dommages de fatigue des composants structurels (ossatures et chaînes cinématiques)
  • d'assurer la mise en mémoire de ces paramètres
  • de délivrer, sur l'équipement de l'engin et par transmission à distance :

    - des informations sur le niveau de vieillissement des ossatures et des chaînes cinématiques par rapport aux niveaux maximums d'endommagement prévus lors de la conception de l'équipement (Indices de fatigue par usage et global)

    - des informations relatives aux valeurs des divers paramètres (facteurs de spectre de charge, facteurs de spectre de moment de charge, facteurs de spectres de contraintes, nombre de cycles de levage, nombre de cycles de fatigue spécifiques, etc.) nécessaires pour effectuer les calculs des indices de fatigue réels des éléments et assemblages des ossatures et mécanismes.

Le phénomène d'endommagement par fatigue résulte d'une part de l'étendue de contrainte subie par un élément lors de chaque cycle et d'autre part du nombre de cycles de sollicitation. La durée de vie maximale des appareils de levage est définie, pour chaque usage, dans les règles FEM, par :

  • un nombre maximal de cycles de sollicitations ;
  • un spectre d'étendue de sollicitations relatives, histogramme de la fréquence d'apparition des différentes valeurs des étendues de sollicitations relatives (par rapport à la sollicitation nominale).

La valeur du rapport des endommagements (rapport du cumul des endommagements passés à l'endommagement maximal de conception) est appelé indice de fatigue.

C'est cette valeur, en particulier, qui sert de base pour définir le contenu des Evaluations spéciales définies dans les «Recommandations applicables aux appareils de levage dans les ports» établies par le CETMEF et transmises aux exploitants portuaires par le Directeur du Transport Maritime, des Ports et du Littoral.

Digilife© n'a aucune incidence sur le fonctionnement de l'engin et de ce fait, aucune gêne ne peut être engendrée par son dysfonctionnement. Mais son autonomie est suffisante pour qu'il s'autodiagnostique et avertisse les exploitants de tout dysfonctionnement interne ou de son environnement.

Un dysfonctionnement interne n'altère pas la conservation en mémoire des résultats et paramètres calculés. Les indices de fatigue, les facteurs de spectre de charge ou de moments de charge, les nombres de cycles de levage et de fatigue (pour les engins dans leur ensemble) et les nombres d'heures de fonctionnement (pour les chaînes cinématiques), étant les paramètres principaux d'enclenchement d'une évaluation spéciale et de détermination de son contenu, les informations délivrées par le système, sous forme de seuils d'alerte ou directement en valeur nette, sont ainsi grandement utilisables par le gestionnaire de l'équipement.

Digilife© délivrant, en sortie, l'indice de fatigue de l'appareil de levage et de ses chaînes cinématiques, le suivi de ces facteurs dans le temps est un outil de gestion très utile pour le responsable de l'équipement (en particulier pour des opérations de maintenance conditionnelle).

Spécification technique pour les portiques à conteneurs

Afin de disposer à tout instant de l'indice de fatigue du portique et des chaînes cinématiques dans leur ensemble, et des différents paramètres nécessaires pour reconstituer les endommagements individuels des éléments des ossatures métalliques et de leurs assemblages, le dispositif de suivi du vieillissement en fatigue, constitué principalement de matériel de marque Télémécanique (SCHNEIDER ELECTRIC), comporte :

  • un appareillage d'alimentation régulée
  • un appareillage d'acquisition et de traitement à processeur TSX Premium traitant l'ensemble des données fournies par les capteurs installés sur le portique
  • une carte de communication
  • une carte mémoire programme et une mémoire haute densité de données
  • un dispositif de sauvegarde des résultats et paramètres
  • une liaison (radio ou fibre optique) mettant en relation l'automate embarqué et un PC à terre
  • un coffret de degré de protection IP55 de dimensions standards dans lequel l'ensemble des matériels du système est regroupé.

Le dispositif se suffit à lui-même pour les fonctions spécifiques de conservation des cumuls d'endommagement de fatigue, la liaison avec le PC à terre ayant pour fonctions de permettre la maintenance du dispositif à distance, la gestion des paramètres d'exploitation utiles pour la gestion de la maintenance, la sortie des statistiques d'exploitation et la transmission de divers paramètres d'exploitation en cas d'évènement particulier (sous forme de variation continue de ces paramètres pendant quelques secondes à cheval sur le moment de l'incident, tels que : dépassement important de charge par treuil, différentiel important de charge par treuil, défaut levage ou direction, défaut anti-snag etc).

Le dispositif de suivi de vieillissement en fatigue est standardisé, le paramétrage effectué lors de la mise en route sur l'équipement permet de l'adapter à celui-ci.

Les informations issues des différents capteurs et recueillies en entrée du système lui permettent de définir les cycles de travail et, grâce à un calcul complémentaire, les cycles réels de fatigue (intégrant pour les calculs des éléments de structure les divers incidents d'exploitation qui provoquent des variations de charge pendant le cycle de levage) et de calculer, d'une part, l'indice de fatigue de l'engin et de ses chaînes cinématiques dans leur ensemble en cumulant les endommagements de fatigue passés et, d'autre part, les différents autres paramètres nécessaires pour reconstituer les endommagements individuels des éléments et assemblages de la structure.

Les différents résultats et paramètres de sortie de DIGILIFE© sont de 5 types :

  • ceux nécessaires pour connaître l'état d'endommagement conventionnel de l'engin et des chaînes cinématiques dans leur ensemble, indicateurs indispensables pour l'enclenchement des différentes opérations d'évaluations spéciales et de nombreux contrôles du plan de maintenance
  • ceux qui, prenant en compte les conditions réelles d'exploitation (la tension extrême des câbles, le poids des charges, les cycles supplémentaires à l'intérieur des cycles de levage, la différence de tension entre treuils, les portées réelles de travail &), informent sur les facteurs de spectre de contrainte et les nombres de cycles de fatigue réels et permettent de procéder aux calculs de durée de vie résiduelle des éléments et assemblages critiques
  • ceux qui sont propres à l'exploitation commerciale du portique, nombre de conteneurs manutentionnés par type de conteneur et de manutention (conteneurs vides et pleins, de 20', 30', 40' ou 45', nombres par tranche de poids pour les conteneurs pleins, conteneurs export et import, etc..) ainsi que des statistiques sur les poids des conteneurs manutentionnés (poids moyen par catégorie de conteneur, histogramme par classe de poids des conteneurs pleins, etc...)
  • ceux qui sont nécessaires pour enclencher des opérations de maintenance ou de contrôles conditionnels
  • ceux qui sont très utiles comme assistance au dépannage pour connaître les différentes données d'exploitation rencontrées lors d'un évènement particulier (sous forme de variation continue de ces paramètres pendant quelques secondes à cheval sur le moment de l'incident, tels que : dépassement important de charge par treuil, différentiel important de charge par treuil, défaut levage ou direction, défaut anti-snag etc.

A l'exception des sorties sous forme d'enregistrement continu des paramètres d'exploitation lors d'un incident, tous les autres paramètres sont, quoiqu'il arrive, conservés en mémoire de DIGILIFE© (seulement la dernière valeur actualisée à la fin du dernier cycle, qui prend en compte toute l'exploitation passée), mais à tout moment la valeur de ces différents paramètres (la valeur en cours au moment de la demande) peut être transmise au PC à terre.

Différents modes de transmission sur PC à terre des valeurs des paramètres de DIGILIFE© sont à la disposition de l'utilisateur, il s'agit :

  • des valeurs courantes à la demande (ces valeurs courantes intègrent les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le cycle zéro)
  • des valeurs courantes à périodicité fixe paramétrable (ces valeurs courantes intègrent les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le cycle zéro)
  • des valeurs pour une durée déterminée à périodicité fixe
  • paramétrable (ces valeurs courantes intègrent les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le début jusqu'à la fin de la durée déterminée)
  • des valeurs pour une durée variable définie par un top de départ et un top de fin (ces valeurs courantes intègrent les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le top de départ jusqu'au top de fin (par exemple sur une escale, un shift etc...)
  • les valeurs instantanées présélectionnées à l'occasion de la survenue d'un événement déclenchant sous forme d'enregistrement continu de chacun des paramètres pendant quelques secondes avant et après le moment de l'incident