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Prénom Nom
FONDERIE
THEVENIN
Présentation du projet technique
Sommaire
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Le cahier des charges
Présentation du contexte
Le Macro-planning
Recherche de l’élément critique du système
Recherche et choix d’une solution
Réalisation de la solution
Bilan
Conclusion
1) Le cahier des charges
Mission :
Étude et réalisation d’un système de refroidissement de
l’eau-glycol.
Motif de la demande :
Problème de refroidissement de l’eau-glycol de la
presse de découpe. Dégradation de l’eau-glycol.
But final :
Améliorer la fiabilité de la presse de découpe
2) Présentation du contexte
La Fonderie Thevenin possède 11 Tecnopress
- Forces de fermeture des tecnopress : 40 t ou 20 t
- Fonction des presses de découpe : détourer les pièces.
Ces presses de découpe fonctionnent avec de l’eau-glycol
comme fluide hydraulique car celui-ci résiste aux fortes
températures qui règnent en fonderie.
On m’a donc chargé d’étudier le système de refroidissement
d’une presse de découpe 40 t.(capacité du réservoir d’eauglycol 360 l)
La fonderie veut résoudre ce problème car il coûte très cher :
- Coût de changement du fluide du réservoir par an : 7678,8€
- Coût de maintenance : 1200 €
- Coût de non production : 3000 €
- Coût total : 11878,8 €
C’est pour ce coût très important que la fonderie m’a chargé de
résoudre ce problème de refroidissement.
3) Le Macro-planning
1 → Etude du dossier technique de la machine
2 → Recherche de solutions
3 → Choix de la solution avec le responsable du projet
4 → Modification des schémas hydrauliques
5 → Modification des schémas électriques
6 → Faire une fiche d’utilisation du régulateur de température
7 → Commande du matériel. (Du 25 janvier au 18 février)
8 → Programmation du régulateur de température.
9 → Câblage du régulateur (branchement de la sonde PT100, du voyant de pré alerte, du relais temporisé, et de
l’électrovanne) avec une alimentation externe 24 VDC.
10 → Tests et essais du fonctionnement
11 → Mise en place du matériel dans l’armoire électrique de la machine.
12 → Câblage du matériel dans l’armoire de la machine et mise en place du filtre
et de l’électrovanne sur le circuit d’arrivée d’eau dans l’échangeur. Puis tests et essais du fonctionnement.
13 → Vérifier que le système est opérationnel et qu’il n’y a plus d’arrêt de la machine.
Aider le service maintenance
14 →
Faire le point avec le responsable du projet sur le travail effectué.
4) Recherche de l’élément critique du
système
a) Schéma de principe du système de refroidissement
Eau-glycol
non refroidie
Eau
froide
Permettre le
passage de
l’eau ou non
Soupape
thermostatique
Eau
Froide
Permettre
l’échange de
chaleur
Échangeur
tubulaire
Eau-glycol
refroidie
Eau
réchauffée
a) (Suite)
Sortie d’eau glycol
refroidie
Sortie d’eau
Arrivée d’eau (autorisée
par la soupape
themostatique)
Arrivée d’eau glycol chaude
Filtre l’eau glycol avant
qu’elle ne retourne dans
le tank
Tuyaux où circule l’eau
(l’eau glycol à refroidir circule
autour de ceux-ci).
b) Analyse des différents composants du système
L’échangeur de chaleur tubulaire a été dimensionné par le constructeur,
donc je ne le modifie pas.
(suite)
La soupape thermostatique : c’est elle qui permet le passage de l’eau ou non dans
l’échangeur. Quand la température de l’eau-glycol est trop haute, elle s’ouvre
pour laisser passer l’eau qui va venir la refroidir.
Notre problème vient de celle-ci car elle se colmate à cause des eaux chargées du
toit qui sont récupérées par la fonderie.
Soupape thermostatique permettant le
passage ou non de l’eau
On m’a donc chargé de mettre en place un nouveau système de commande d’ouverture d’eau. Le service
maintenance voulait aussi avoir un voyant de pré alerte quand l’eau glycol est chaude, et que la machine
se coupe lorsque la température de celle-ci devient trop élevée. Il voulait aussi pouvoir régler facilement
ses différents seuils.
5) Recherche et choix d’une solution
En ayant étudié la fiche technique de l’eau glycol, j’ai
déterminé les différents seuils :
- à 40°C, on doit commencer à refroidir l’eau glycol
- à 45°C, on doit allumer le voyant de pré alerte
- à 50°C, on doit couper la machine
Tension d’alimentation des composants : 24VDC.
En m’appuyant sur ces recherches, j’ai trouvé quatre solutions :
1) Un automate avec une entrée analogique reliée à uns sonde de
température PT 100.
2) Un automate avec une entrée analogique reliée à une sonde thermocouple.
3) Un régulateur de température relié à une sonde PT 100 qui possède trois
relais
4) Un régulateur de température relié à une sonde thermocouple qui possède
trois relais.
Pour les deux première solutions, j’utilise trois sortie de l’automate. Chaque
sorties sera associées à un seuil de température.
Pour les deux dernière solutions, j’utilise trois relais du régulateur de
température configuré en tout ou rien. Chaque relais sera associé à un seuil
de température.
Choix de la solution
La première et la deuxième solution ne sont pas possibles car il
n’y a plus de place dans l’armoire électrique. La deuxième
l’est d’autant moins car la sonde thermocouple possède une
plage de réglage trop grande .
La solution retenue est la troisième car la sonde pt 100 a une
plage de réglage correspondant aux seuils à mesurer. Cela
n’est pas le cas pour la solution quatre avec la sonde
thermocouple.
En conclusion, la solution choisie par le responsable du projet
est la troisième.
Réalisation de la solution
a) Commande du matériel
Régulateur de température
- Alimentation 24VDC
- 3 relais
- Entrée : sonde pt100
- Limites consignes
maximum et minimum
(défini par l'utilisateur)
- résistant à la chaleur
- possède d’autres fonctions
non utilisées dans notre cas.
(suite)
Sonde température PT100
Gaine de protection : acier inox 316 L - Ø 9 x 1 mm
Sonde : Pt 100 céramique DIN IEC 751 classe B,
simple
enroulement en montage 3 fils, élément de mesure
interchangeable standard Ø 6 x 0,5 mm
Raccord : 1/2" GAZ cylindrique mâle en acier inox 316
L
Tête de raccordement : type B en alliage d'aluminium
revêtue époxy,
sortie de câble par presse-étoupe polyamide (M20 x
150),
Ø de serrage de 5 à 12 mm
Température d'utilisation : -50 à +450 °C
longueur de la mesure 500 mm pour qu’elle soit bien
toujours en contact avec l’eau -glycol.
(suite)
Filtre à particules placé en
amont de l’électrovanne pour
éviter que des saletés viennent
obstruer l’électrovanne
Électrovanne SETEM
- 2/2 NF 1’’
- 24 VDC
Voyant lumineux
Tension d’alimentation :
24vdc
Cordon avec connecteur
pour électrovanne
- connecteur possédant une
led sur le dessus (permet de
savoir s’il y a de la tension et
sert de protection pour
l’électrovanne)
(suite)
Bloc contact temporisé
repos
Plage de réglage : 0,1 à
30 s
Contacteur auxiliaire
Tension d’alimentation : 24 vdc
Schéma de principe du système de refroidissement après modification
Eau non
filtrée
froide
Eau
Filtrer Filtrée
l’eau froide
Filtre à
particules
Eau-glycol
non refroidie
Permettre le
passage de
l’eau ou non
Électrovanne
Permettre
Eau
froide l’échange de
chaleur
Échangeur
tubulaire
Eau-glycol
refroidie
Eau
Réchauffé
Prix du matériel
Articles :
Electrovanne SETEM 2/2 NF 1’’
Voyant lumineux
Bloc Contact temporisé
Contacteur auxiliaire 24VDC
Régulateur double affichage
Sonde PT100 D.9 L.500
Câble de liaison HT inox
Connecteur EV LED
Prix HT en €
106,90
6,84
33,81
31,50
205,00
89,00
16,08
7,08
TOTAL HT: 499,21
c) Mise en place de solution sur la machine
Première opération : couper les énergies (électrique et arrivée d’eau), puis
consignation de celles-ci avec le responsable du projet.
La mise en place s’est effectuée sur deux samedis, car la
machine ne pouvait pas être arrêtée en semaine.
1er samedi, mise en place du matériel dans l’armoire machine,
et mise en place de la sonde dans le réservoir.
2ème samedi : câblage du matériel et mise en place du filtre
et de l’électrovanne sur le circuit d’arrivée d’eau. Puis test
et essai.
Schémas de câblages et doc. Programmation régulateur
Modification
Modification
Modification
Ajout
Bilan
Le coût total d’investissement est de : 7 779, 21 €
Le coût actuel de la machine par an est de : 11 878,80 €
Après la modification, le coût annuel de la machine sera
de : 591,92 €
Le gain par an pour l’entreprise est de : 11 286,88 €
Rentabilité du système en environ 8 mois
Conclusion