conception - étude préliminaire

BTS ÉLECTROTECHNIQUE SUJET ZERO Épreuve E.4 – Conception, étude préliminaire

/11

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE

--------------------

ÉPREUVE E.4

Conception - étude préliminaire

Durée : 4 heures – Coefficient : 5 --------------------

SUJET ZERO

Le sujet comporte 11 pages numérotées de 1/11 à 11/11.

Les documents réponses (4 pages) sont à remettre avec la copie.

Le dossier technique comporte 10 pages

Le dossier ressources comporte 12 pages

--------------------

Il sera tenu compte de la qualité de la rédaction, en particulier pour les

réponses aux questions ne nécessitant pas de calcul.

Les notations du texte seront scrupuleusement respectées.

Fiche%20Exemple%20E4%20SUJET0%20Dossier%20Reponse.docx

Fiche%20Exemple%20E4%20SUJET0%20Dossier%20Tech.docx

Fiche%20Exemple%20E4%20SUJET0%20Dossier%20Ressources.docx


/11

PRÉSENTATION GÉNÉRALE

Initialement spécialisée dans la fabrication de glaces et d’une boisson chocolatée, la

société Boncolac diversifie ses productions avec des activités boulangères, pâtissières et

de traiteur surgelées.

Boncolac décide de regrouper deux sites de production en un seul situé à Agen et

dénommé "Usine Cocagne". Il aura une capacité de production de 2 500 tonnes par an de

spécialités apéritives sur pain de mie surgelées.

Le nouveau site permettra d’augmenter les capacités de fabrication de mini-toasts et de

pains surprises, tout en réduisant la consommation énergétique.

À partir de matières premières, l'usine Cocagne permet d'élaborer les produits finis

conditionnés et surgelés à -18 °C. Le site est composé de deux zones principales

dénommées "Atelier boulangerie" (obtention des différents pains servant de base aux

produits finis) et "Atelier traiteur" (préparation, dépose des ingrédients, découpe,

conditionnement).

Premier enjeu étudié : Concevoir une installation qui devra intégrer des solutions

permettant de faire des économies d'énergie.

La construction du bâtiment impose deux zones avec une partie chaude (atelier

boulangerie) et une partie froide (atelier traiteur). Pour l’alimentation en énergie électrique

et la distribution sur le site, la société Boncolac a fait rédiger l’appel d’offres « Lot n°20 :

électricité courants forts ». Il inclut l’ensemble des prestations liées aux installations HTA et

BT du site à l’exclusion de l’éclairage.

ENEDIS (ex ERDF) alimentera le site à partir d’une boucle HTA de 20 kV passant au nord

du site. Le poste de distribution sera dimensionné pour une puissance minimum de

4 000 kVA. Plusieurs variantes pour le poste HT/BT sont proposées dans l’appel d’offre

avec des transformateurs de différentes puissances (2 000 ou 1 250 kVA).


/11

Deuxième enjeu étudié : Concevoir un procédé de fabrication flexible, maintenable

aisément et intégrant un haut niveau d'automatisation.

Le procédé global de fabrication devra être flexible pour s'adapter le plus rapidement

possible aux changements de produits. La ligne de fabrication canapés est modulaire de

façon à s'adapter au produit fini demandé. Dans tous les cas, les étapes suivantes sont

réalisées : dépose des tranches de pain sur un plateau, dosage des produits sur les

tranches de pain, dépose des ingrédients complémentaires, surgélation rapide, découpe

selon les formes et conditionnement. De nombreux convoyeurs sont implantés nécessitant

environ 80 moteurs. L’ensemble sera géré par un seul automate.

Objectifs de l’étude préliminaire

Le sujet a pour objectif de conduire une étude de conception préliminaire en relation avec

les deux enjeux énoncés précédemment selon le plan présenté ci-dessous.

Concevoir une

installation qui devra

intégrer des solutions

permettant de faire des

économies d'énergie.

Concevoir un procédé

de fabrication flexible,

maintenable aisément et

intégrant un haut niveau

d'automatisation

La partie A a pour objectif de valider la

variante 1 du poste HT/BT retenues

dans l’appel d’offres.

La partie B a pour objectif de proposer

un dispositif de compensation de

l’énergie réactive.

La partie C a pour objectif de valider

une gamme de moto-variateurs

présélectionnée et les paramètres de la

phase d’accélération voulus par le client.

La partie D a pour objectif de réaliser

partiellement l’avant-projet du système

de convoyage des mini-toasts pour la

zone de tartinage de la ligne de

fabrication canapés.

BTS ÉLECTROTECHNIQUE SUJET ZERO

Épreuve E.4 – Conception, étude préliminaire /11

PARTIE A : ALIMENTATION DU SITE POUR UNE CAPACITE DE PRODUCTION

NOMINALE

L’étude porte sur la conception préliminaire de la variante 1 du poste HT/BT (voir figure 1)

qui alimente le site de production. À la livraison du site, un seul transformateur T1 est

proposé avec une puissance apparente nominale de 2 000 kVA.

Figure 1 : Schéma d’alimentation HT/BT du site

Documents :

• DTEC1 : Extrait de l’appel d’offres « lot n°20 – « Électricité courant fort »

• DRES1 : Transformateurs HTA/BT

Détermination des puissances mises en jeu

La partie DISTRIBUTION SUR LE SITE du document DTEC1 donne le synoptique du

TGBT1 et les définitions des grandeurs et des notations utilisées.

A.1. Calculer pour le TGBT1, la puissance active totale consommée par les

ateliers « Traiteur » et « Boulangerie », en tenant compte des coefficients

d’utilisation Ku et de simultanéité Ks des deux ateliers et du TGBT1.

A.2. La valeur du facteur de puissance de 0,93 est imposée par le cahier des

charges au niveau de chaque TGBT. Calculer alors la puissance apparente

totale mise en jeu au niveau du TGBT1.

On admettra pour la suite que les puissances apparentes des deux TGBT sont les

suivantes : TGBT1 : 1 100 kVA et TGBT2 : 700 kVA

A.3. Conclure sur le dimensionnement en puissance du transformateur proposé

dans la variante 1.

Frontière de

l’étude

BTS ÉLECTROTECHNIQUE SUJET ZERO

Épreuve E.4 – Conception, étude préliminaire /11

Détermination du pouvoir de coupure des disjoncteurs

Il est nécessaire de connaître le courant de court-circuit au secondaire I2cc sous tension

nominale afin de déterminer le pouvoir de coupure des disjoncteurs D1 et D2.

L’alimentation du site est réalisée en HTA en coupure d’artère sous U1n = 20 kV et la

distribution BT est en U2n = 400 V.

A.4. Relever à l’aide du tableau des caractéristiques des transformateurs HTA/BT

(document ressource DRES1) et des données du sujet, les valeurs efficaces

des tensions entre phases au primaire U1 et au secondaire à vide U2v.

A.5. Déterminer par le calcul la valeur efficace nominale des courants au primaire

I1n et au secondaire I2n. Commenter la valeur calculée pour I2n par rapport

aux caractéristiques données par le constructeur.

Le modèle monophasé du transformateur est donné figure 2, où les éléments Rs et Xs

modélisent les imperfections du transformateur ; m est le rapport de transformation.

Figure 2 : modèle monophasé du transformateur HTA/BT

A.6. Rappeler la définition de m et calculer sa valeur, si la valeur efficace des

tensions secondaires à vide vaut 410 V entre phases.

La tension de court-circuit du transformateur U1cc : le paramètre Ucc (%) indiqué par le

constructeur est le pourcentage de la tension primaire nominale permettant de déterminer

la tension primaire réduite U1cc à appliquer lors d’un essai en court-circuit pour obtenir I2cc

égal à I2nom.

A.7. Proposer un protocole expérimental détaillé permettant de réaliser l’essai en

court-circuit d’un transformateur et de mesurer U1cc, en précisant le matériel

nécessaire, le montage réalisé, les étapes de la mesure.

A.8. A partir de la valeur de Ucc(%) relevée dans le tableau (document ressource

DRES1), calculer la tension composée U1cc puis la tension simple V1cc.

A.9. Représenter sur la copie le modèle monophasé équivalent du secondaire lors

du court-circuit. Donner la relation entre m, V1cc, Zs et I2cc.

Ce modèle permet de calculer la valeur de l’impédance Zs qui est égale à 5,04 m.

A.10. En déduire le courant de court-circuit au secondaire I2cc lorsque le primaire

est alimenté sous la tension nominale V1n = 11 500 V.

A.11. Conclure sur la prise en compte de la valeur de ce de courant de court-circuit

pour le choix du disjoncteur.


/11

PARTIE B : COMPENSATION DE L’ENERGIE REACTIVE

L’étude porte sur la conception préliminaire d’un équipement de compensation de l’énergie

réactive du TGBT1 qui satisfasse aux exigences de l’appel d’offres lot n°20 : « Electricité

courant fort », voir DTEC1.

Données :

• les puissances mises en jeu au niveau du TGBT1 sont : PTGBT1 = 1020 kW et

QTGBT1 = 730 kvar ;

• le courant de court-circuit triphasé présumé au niveau du TGBT1 est

Ik3 TGBT1 = 28,4 kA ;

• pour estimer le niveau de pollution du réseau on considère que la proportion

d’entraînement à vitesse variable est la suivante :

Atelier traiteur Atelier boulangerie

PMV(1) / PM

(2) 20% 30%

(1) PMV : Puissance totale des motorisations à vitesse variable.

(2) PM : Puissance totale des motorisations (vitesses fixe et variable).

Documents :

• DTEC1 : extrait de l’appel d’offres lot n°20 – « Electricité courant fort » ;

• DRES2 : compensation d’énergie réactive ;

• DRES3 : panorama de l’offre disjoncteur.

Dimensionnement de l’équipement de compensation

B.1. Calculer la puissance réactive fournie par la batterie de condensateurs à

implanter.

B.2. Préciser alors en vous justifiant, le type de compensation, fixe ou

automatique, à installer.

B.3. Afin de pouvoir choisir le type d’équipement de compensation, estimer le

niveau de pollution du réseau (non pollué, peu pollué, pollué).

Dimensionnement du disjoncteur protégeant l’équipement de compensation

On admet que la puissance réactive fournie par de la batterie de condensateurs est de

400 kvar.

B.4. Calculer le courant maximal admissible par la batterie de condensateurs dans

le pire des cas.

B.5. En déduire la gamme et la valeur de courant assigné à retenir pour le

disjoncteur qui protégera le circuit de puissance de la batterie de

condensateurs.

B.6. Préciser alors en vous justifiant, la valeur du courant de coupure ultime à

retenir pour ce disjoncteur dans la gamme choisie.

Proposition d’une solution

On admet qu’une compensation automatique a été retenue et que la batterie possède 4

gradins de condensateurs identiques.

B.7. Compléter le synoptique du document réponse DREP1.


/11

PARTIE C : CHOIX D’UNE GAMME DE MOTO-VARIATEURS

Un des principes utilisés pour optimiser les opérations de maintenance est de mettre en

place un parc machine le plus uniforme possible, de manière à avoir les pièces détachées

en stock pour chaque application. Sur la ligne canapé, il y a environ 80 moteurs de pilotage

des différents mouvements. En fonction de la vitesse et du réducteur, de la dynamique

recherchée (phase d’accélération), le client souhaite mettre en œuvre seulement 4 types

de moto-variateurs sélectionnés dans la gamme SEW DRC ou SEW Movigear.

La pré-étude doit permettre de valider cette gamme de moto-variateurs et les paramètres

de la phase d’accélération voulus par le client. Les calculs sont menés sur un convoyeur de

transfert dont la modélisation en trois dimensions est donnée dans la partie convoyeur de

transfert du document technique DTEC3.

Étude du régime permanent

Le convoyeur est prévu pour fonctionner en régime permanent. Le moment du couple

résistant effectif en sortie de réducteur de l’ensemble du système à entraîner est

constant et estimé à Meff = 200 N·m.

En régime permanent, la cadence doit être de 360 plateaux par heure. Chaque plateau a

une longueur L1 de 500 mm et l’espacement L2 entre deux plateaux est de 367 mm. Les

courroies sont entrainées par des poulies de diamètre 𝐷 = 200 mm.

Figure 3 – Plan de coupe du

convoyeur – poulie

d’entrainement

Figure 4 – Représentation 3D des plateaux sur un convoyeur

C.1. À partir de la cadence souhaitée et des dimensions des plateaux, montrer

que la vitesse V de déplacement du convoyeur pendant le régime permanent

est égale à 5,2 m.min-1.

C.2. Déterminer la vitesse angulaire 𝛺 des poulies d’entraînement en sortie du

réducteur, pour le régime permanent. En déduire la vitesse de rotation na en

tour.min-1.


/11

C.3. Expliquer pourquoi en régime permanent le moment du couple fourni par le

moto-réducteur vaut Ma = 200 N.m.

Étude de la phase de démarrage

Le client souhaite une caractéristique de vitesse de rotation identique à celle donnée figure 5, en paramétrant le temps de démarrage à 𝑡1 = 0,50 𝑠.

On précise que la vitesse pendant la phase de déplacement constant vaut = 0,87 rad.s-1.

Le moment d’inertie total de l’ensemble du système ramené sur l’arbre du réducteur à entraîner vaut J = 160 kg.m2.

Figure 5 – Extrait de la documentation SEW : Caractéristique de la vitesse de rotation n(t) et du couple M(t)

C.4. Calculer l’accélération angulaire 𝒅𝜴

𝒅𝒕 lors de la phase de démarrage si le temps

d’accélération est réglé à 𝑡1 = 0,50 𝑠.

C.5. En appliquant la relation fondamentale de la dynamique pour un solide en

rotation, on trouve : 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐽𝑑𝛺

𝑑𝑡+ 𝑀𝑒𝑓𝑓 , monter que le moment du couple

𝑀𝑚𝑎𝑥 nécessaire pour assurer le démarrage vaut environ 480 N.m.

Ma Mmax


/11

La partie Sélection de l’unité d’entraînement MOVIGEAR (extrait) du document

ressource DRES4 explique le choix d’une unité d’entraînement selon des critères de

couple.

Les tableaux donnés dans la partie Moteurs disponibles du document ressource DRES4

présentent la gamme des moto-variateurs proposée par le client.

C.6. Relever dans ces tableaux le couple de démarrage possible maximum Mapk.

Conclure si les paramètres souhaités par le client sont compatibles ou pas

avec la gamme de moto-variateurs proposée.

C.7. En analysant les grandeurs influentes sur 𝑀𝑚𝑎𝑥 , proposer une solution qui

permettrait d’utiliser l’un de ces moteurs.


/11

PARTIE D : CONVOYEURS DE LA ZONE DE TARTINAGE

L’atelier traiteur doit être équipé d’une ligne de fabrication de mini-toasts qui devra être

modulaire de façon à s'adapter au produit fini demandé. Dans la zone tartinage, du pain et

de la garniture sont déposés sur les plateaux vides.

L’étude porte sur l’avant-projet du système de convoyage des mini-toasts pour la zone de

tartinage. Elle permettra d’inventorier et d’analyser les besoins exprimés par le cahier des

charges. Elle ne concerne que les convoyeurs C4, C5 et C6, voir DTEC 2.

Données :

• le schéma ci-dessous explicite la description de l’organisation souhaitée pour la

zone de tartinage décrite dans le cahier des charges ;

• les postes de travail seront répartis sur toute la longueur du convoyeur ;

• chaque poste de travail sera espacé du suivant par un plateau ;

• les unités d’entraînement retenues seront pilotées par un contrôleur MOVIFIT

FDC.

Documents :

• DTEC3 : matériel de convoyage ;

• DTEC4 : solution retenue pour les convoyeurs C4 à C6 ;

• DRES4 : unités d’entraînements mécatroniques MOVIGEAR ;

• DRES5 : contrôleur MOVIFIT FDC.

ZONE DE

TARTINAGE

Plateau vide Pain Garniture

Sens de déplacement

Légende :

Plateau

Zone de stockage

C4 C5 C6

R7 D3


/11

Organisation du convoyeur C4

D.1. Représenter sur la vue de dessus du document réponse DREP2, en

respectant la légende proposée, l’emplacement des postes de travail présent

le long du convoyeur C4.

D.2. En déduire la longueur du convoyeur C4 et la reporter sur le document

réponse DREP2.

Architecture de commande des convoyeurs C4 à C6

Chaîne de puissance

D.3. Justifier le fait qu’il n’est pas nécessaire d’ajouter des variateurs en amont

des unités d’entraînement retenues.

D.4. Dessiner, sur le document réponse DREP3, les flux de puissance depuis la

source jusqu’aux unités d’entraînement en respectant la légende proposée.

D.5. Donner en vous justifiant, les valeurs des courants à prendre en compte pour

choisir les calibres (ou courants assignés) des disjoncteurs.

Chaîne d’informations

D.6. Dessiner, sur le document réponse DREP3, les flux d’informations

échangées entre le contrôleur MOVIFIT et les unités d’entraînement

MOVIGEAR en respectant la légende proposée.

D.7. Donner en vous justifiant, le débit binaire des informations échangées en

tenant compte des distances existant entre le contrôleur et les unités

MOVIGEAR DSC.

Calcul des coûts

Données complémentaires :

• unité MOVIGEAR :

o implantation et raccordement : 50 min / unité ;

o mise en service : 20 min / unité ;

• contrôleur MOVIFIT FDC :

o les unités MOVIGEAR seront pilotées par un contrôleur MOVIFIT FDC ;

o implantation et raccordement : 2 h / unité ;

o mise en service : 30 min / unité ;

• pose des câbles : 2h20 ;

• taux horaire hors taxe (HT) :

o Mise en service : 60€ / h HT ;

o Implantation et raccordement 40 € / h ;

• TVA : 20 % ;

D.8. Calculer le coût total TTC, toutes taxes comprises, de la main d’œuvre

nécessaire à l’installation et à la mise en service de la solution retenue.

Dossier Réponses


Page 1/4

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR

ÉLECTROTECHNIQUE

SUJET 0

ÉPREUVE E4

USINE COCAGNE

DOSSIER RÉPONSES

Ce dossier est à rendre agrafé avec une copie

Il contient les documents réponse à compléter, pour lesquels les repères sont les mêmes que les questions correspondantes au dossier présentation-questionnement.

DREP 1. Document réponse relatif à la question B7 ............................. 2

DREP 2. Document réponse relatif aux questions D1 à D3 ................... 3

DREP 3. Document réponse relatif aux questions D5 et D7. ................. 4

Dossier Réponses


Page 2/4

DREP 1. Document réponse relatif à la question B7

Les composants du dispositif de compensation d’énergie réactive à ajouter sur le synoptique sont donnés dans le tableau ci-dessous.

Repère Composant

C Gradin de condensateurs

KM Contacteur

F Fusible

R Régulateur varmétrique

TC Transformateur de courant

TGBT1

TD

n°5

3x400V

TD : Tableau de distribution

TD

n°6

TD

n°1

1

TD

n°4

.2

TD

n°4

.1

TD

n°1

2

TD

n°1

3

TD

n°3

Q1

Q1 : Disjoncteur étudié aux questions B5 et B6

Dossier Réponses


Page 3/4

DREP 2. Document réponse relatif aux questions D1 à D3

VUE DE FACE 1

3

4

5

1 2

2

4 5

VUE DE DESSUS

REP Description

1 Convoyeur C4

2 Cordes

3 Chemin de câbles

4 Groupe moto-variateur

5 Descenseur D3

Butée d’isolement /d’arrêt

Poste de dépose pain P

Poste de dosage garniture

G

Poste de beurrage B

LEGENDE

Capteur présence plateau

Poste de tranchage T

Dossier Réponses


Page 4/4

DREP 3. Document réponse relatif aux questions D5 et D7.

Flux d’énergie MOVEAGEAR SNI

LEGENDE :

Flux d’énergie MOVEAGEAR DSC Flux d’information MOVEAGEAR DSC

Flux d’information MOVEAGEAR SNI

Contrôleur MOVIFIT FDC

MW 1020

MW 1030

MW 1043

MW 1051

MW 1041

MW 1042

Triphasé 400V

Monophasé 230V

Sources – (1) valeur à préciser si autre

(1)

....…… Triphasé

400V Monophasé

230V

(1)

....……

Disjoncteur Filtre anti-

harmonique Disjoncteur

Dossier technique


Page 1/10


ÉLECTROTECHNIQUE

SUJET 0

ÉPREUVE E4

USINE COCAGNE

DOSSIER TECHNIQUE

DTEC 1 : Extrait de l’appel d’offres « lot n° 20 : Electricité courant fort » (4 pages) ........................ 2

DTEC 2 : Extraits du cahier des charges fonctionnel de la ligne de tartinage (2 pages) .......... 6

DTEC 3 : Matériel de convoyage (2 pages) ................................................................................ 8

DTEC 4 : Solution retenue pour les convoyeurs C4 à C6 ......................................................... 10

Dossier technique


Page 2/10

DTEC 1 : Extrait de l’appel d’offres « lot n° 20 : Electricité courant fort » (4 pages)

DTEC1 – Page 1/4

Dossier technique


Page 3/10

DTEC1 – Page 2/4

Dossier technique


Page 4/10

DTEC1 – Page 3/4

Notations et définitions utilisées

Le synoptique des armoires TGBT1 et TGBT2 est donné page suivante, pour lequel :

• Les puissances actives données sont les puissances électriques consommées par chaque équipement

• Le « Four Ouest » et les « Epingles » sont des charges résistives

• Facteur d’utilisation maximal Ku : Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la notion de facteur d'utilisation. Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur.

𝑃𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑠é𝑒 = 𝐾𝑢 ∙ 𝑃𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙𝑒

• Facteur de simultanéité Ks : Par expérience, nous savons que dans la pratique, toutes les charges d'une installation donnée ne fonctionnement jamais simultanément. Ce facteur est défini comme suit dans la CEI 60050 - Vocabulaire Electrotechnique International :

« Facteur de simultanéité : rapport, exprimé en valeur numérique ou en %, de la

puissance maximale appelée par un ensemble de clients ou un groupe d'appareils

électriques, au cours d'une période déterminée, à la somme des puissances

maximales individuelles appelées pendant la même période. Conformément à

cette définition, la valeur est toujours ≤ 1 et peut être exprimée en pourcentage »

𝐾𝑠 =𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑑′𝑢𝑛 𝑒𝑛𝑠𝑒𝑚𝑏𝑙𝑒 𝑑′𝑎𝑝𝑝𝑎𝑟𝑒𝑖𝑙𝑠

𝑆𝑜𝑚𝑚𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑝𝑝𝑎𝑟𝑒𝑖𝑙

• AD : armoire divisionnaire.

Dossier technique


Page 5/10

DTEC1 – Page 4/4

Synoptique des TGBT1 et TGBT2

Batterie de condensateurs

Le site sera équipé de batteries de condensateurs à gradins permettant de maitriser le

facteur de puissance en garantissant un facteur de puissance de 0,93 au niveau de

chaque TGBT.

Dossier technique


Page 6/10

DTEC 2 : Extraits du cahier des charges fonctionnel de la ligne de tartinage (2 pages)

DTEC2 – Page 1/2

I. DEFINITION DU BESOIN

Plateau de convoyage : plateau servant de support aux produits

• Les plateaux seront convoyés automatiquement entre chaque poste tout au long de la

ligne. La cadence instantanée devra être de 360 plateaux/heure.

• Dimensions approximatives : 500x400mm.

• Matériau : inox (type à définir)

• Poids : 7 kg (plateau + produits)

Produits à traiter

Périmètre du projet :

• Intégralité du convoyage et de l’automatisme de la ligne de tartinage

• Dans la mesure du possible il faudra utiliser des convoyeurs polycordes.

• Tous les convoyeurs de la ligne seront montés sur variateur de vitesse électronique.

Objectif du projet :

• Le fournisseur nous proposera l’ensemble des solutions techniques répondant aux

fonctionnalités suivantes :

Fonctions possibles Localisations

Dépose tranche de pain Convoyeur C4

Beurrage automatique Convoyeur C4

Tranchage dépose jambon automatique Convoyeur C4

Tartinage manuel Convoyeur C5

Dosage rosace automatique Convoyeur C6

• Organigramme de principe de la ligne de tartinage

Doseuse rosace

Balance

Doseuse garniture

Beurreuse

Trancheuse jambon

Dépose pain Armoire électrique

D : Descenseur

R : Renvoi d’angle

D3 R7 C4 C5 C6

Dossier technique


Page 7/10

DTEC2 – Page 2/2

Descendeur D3

• Descente des plateaux depuis un

convoyeur aérien pour mise à

disposition sur le convoyeur C4.

Convoyeur C4 :

• Fonctionnement en continu

• 2 emplacements pour

intégrer des machines

amovibles pour :

o Soit un système de

beurrage en continu.

o Soit système de

tranchage/dépose

automatique de

jambon en continu.

Convoyeur C5

• Poste de tartinage manuel avec mise

en place manuelle d’un pochoir à

l’arrêt. Ce poste est prévu pour 2

personnes.

Convoyeur C6

• Ce convoyeur intégrera deux

doseuses

• Il arrêtera les plateaux durant toute la

durée du cycle de dosage.

Renvoi d’angle R7

• Accessibilité produit maximum (= pas

de cartérisation).

• Renvoi à 90°

II. FONCTIONNEMENT DU CONVOYEUR C4

Dépose tranche de pain sur les plateaux – Localisation C4

• Longueur de ligne : 1500 mm

• Sens d’avance : largeur plateau 400 mm

• Les plateaux arrivent en automatique au poste de dépose tranches de pain.

• L’opération de dépose tranche se fera à l’arrêt grâce à un système de blocage du

plateau.

Beurreuse – Localisation C4



• Les plateaux passent en continu sous le module de beurrage

• La vitesse d’avancée des plateaux devra être constante

• Les plateaux sont détectés par la beurreuse (début)

• Le dosage est effectué en continu de manière à répartir le beurre de façon

homogène.

Tranchage & dépose jambon – Localisation C4



• Les plateaux passent en continu sous le module de tranchage & dépose.

• Les plateaux sont détectés par le trancheur (début).

• La dépose est effectuée en continu.

Dossier technique


Page 8/10

DTEC 3 : Matériel de convoyage (2 pages)

DTEC3 – Page 1/2

Convoyeur de transfert

Modélisation 3D d’un convoyeur de transfert

Unité d’entraînement

• L’unité d’entraînement entraîne en rotation les poulies extérieures

(diamètre = 200mm) afin de déplacer les plateaux situés en amont de lui.

• Les poulies intérieures font parties du convoyeur suivant, elles sont entraînées en

rotation par le groupe moto-variateur suivant situé en aval.

Unité

d’entraînement

Dossier technique


Page 9/10

DTEC3 – Page 2/2

Butée d’isolement, d’arrêt

La butée permet l’arrêt du plateau « à la volée » et sans arrêt du convoyeur. Cette opération se fait en 2 étapes :

• Centrage latéral du plateau grâce à 2 palettes latérales agissant sur les côtés du plateau

• Relevage au-dessus des polycordes rouges et centrage avant/arrière assuré simultanément par 4 cames blanches agissant sur les plis inférieurs du plateau.

Un capteur de présence du plateau sur la butée permet de déclencher automatiquement

l’isolement de celui-ci.

Butée Capteur

Corde Came

Dossier technique


Page 10/10

DTEC 4 : Solution retenue pour les convoyeurs C4 à C6

MW 1020

MW 1030

MW 1041

MW 1042

MW 1043

MW 1051

Dossier ressources


Page 1/12


ÉLECTROTECHNIQUE

SUJET 0

ÉPREUVE E4

USINE COCAGNE

DOSSIER RESSOURCES

DRES1: Transformateurs HTA / BT ........................................................................................... 2

DRES2: Compensation d’énergie réactive (3 pages) ................................................................ 3

DRES3: Panorama de l’offre disjoncteur ................................................................................... 6

DRES4: Unités d’entraînements mécatroniques MOVIGEAR (4 pages) ................................... 7

DRES5: Contrôleur MOVIFIT FDC (2 pages) .......................................................................... 11

Dossier ressources


Page 2/12

DRES1: Transformateurs HTA / BT

Tableau des caractéristiques des transformateurs HTA/BT

Dossier ressources


Page 3/12

DRES2: Compensation d’énergie réactive (3 pages)

DRES2 – Page 1/3

1. Détermination de l’équipement de compensation

Dossier ressources


Page 4/12

DRES2 – Page 2/3

2. Principe et intérêt d’une compensation automatique

Les batteries de régulation automatique permettent l'adaptation immédiate de la

compensation aux variations de la charge.

Une batterie de condensateurs à régulation automatique est divisée en gradins. Chaque

gradin est commandé par un contacteur. L'enclenchement du contacteur met le gradin en

service en parallèle avec les gradins connectés à l'installation, le déclenchement du

contacteur, au contraire, le met hors service. Ainsi la capacité totale de la batterie de

condensateurs varie par palier en fonction du besoin de kvar.

Un relais varmétrique mesure la valeur du facteur de puissance de l'installation et en

commandant l'ouverture ou la fermetures des contacteurs des gradins en fonction de la

charge, régule la valeur du facteur de puissance de l'installation à la valeur consignée. La

tolérance sur la régulation est déterminée par la taille de chaque gradin. Le transformateur

de courant TC associé au relais varmétrique doit être installé sur une des phases de

l'arrivée alimentant les charges à compenser, comme décrit dans le schéma ci-dessous.

En gérant la compensation au plus près des besoins de la charge, les risques de produire

des surtensions durant les périodes de faible charge sont évités ainsi que, en empêchant

l’établissement de surtension, les dégradations probables des appareils et des

équipements.

3. Choix de la protection

Le choix de la protection dépend de la charge en courant. Pour les condensateurs, le courant est une fonction de :

• la tension du réseau (fondamentale et harmoniques),

• la puissance nominale.

Le courant nominal IN d'une batterie de condensateurs triphasée est égale à :

• Q : Puissance réactive assignée (kvar)

• U : Tension entre phases (kV) :

Dossier ressources


Page 5/12

DRES2 – Page 3/3

Des dispositifs de protection contre les surcharges doivent être mis en œuvre et ajustés

selon la distorsion harmonique attendue. Le tableau suivant résume les tensions

harmoniques à prendre en considération dans les différentes configurations, et le facteur

de surcharge maximale correspondant IMP / IN. (IMP : courant maximal admissible).

La protection court-retard des disjoncteurs (protection de court-circuit) doit être fixée à

10 x IN pour être insensible à l'appel de courant.

➢ Exemple 1 :

50 kvar - 400 V - 50 Hz - condensateurs standard

Réglage long retard : 1,5 x 72 = 108 A

Réglage court retard : 10 x 72 = 720 A

➢ Exemple 2 :

50 kvar - 400 V - 50 Hz - condensateurs + inductance 5,7%

Réglage long retard : 1,31 x 72 = 94 A

Réglage court retard : 10 x 72 = 720 A

Dossier ressources


Page 6/12

DRES3: Panorama de l’offre disjoncteur

Gammes « Compact NSXm et NSX »

Gamme « Compact NS »

Dossier ressources


Page 7/12

DRES4: Unités d’entraînements mécatroniques MOVIGEAR (4 pages)

DRES4 – Page 1/4

Spécificités techniques

Moteurs disponibles

Dossier ressources


Page 8/12

DRES4 – Page 2/4

Explicitation des abréviations utilisées par le constructeur

Sélection de l’unité d’entraînement MOVIGEAR (extrait)

Dossier ressources


Page 9/12

DRES4 – Page 3/4

Variantes d’installation : SNI et bus système SEW

SNI – Single Line Network Installation

Bus système SEW

Dossier ressources


Page 10/12

DRES4 – Page 4/4

Caractéristiques techniques

Câbles de raccordement préconisé

• Pour la liaison entre une unité MOVIGEAR SNI et le contrôleur, les câbles suivants sont

prescrits. Les illustrations suivantes montrent la structure des câbles.

• Pour la liaison entre une unité MOVIGEAR DSC et le contrôleur, les câbles hybrides

suivants sont prescrits. L’illustration suivante montre la structure d’un câble hybride.

Dossier ressources


Page 11/12

DRES5: Contrôleur MOVIFIT FDC (2 pages)

DRES5 – Page 1/2

Présentation

Le MOVIFIT FDC est un module électronique décentralisé

pour le pilotage des appareils suivants :

• Unité d’entraînement MOVIGEAR SNI B

• MOVIGEAR DSC B

• Unités d’entra¨nement DRC..SNI

• Unités d’entraînemet DRC..DSC

• Esclaves MOVIFIT FC

• Système d’extension E/S SNI

Caractéristiques

Le MOVOFIT FDC se distingue par les caractéristiques suivantes :

• Possibilité de raccorder jusqu’à 10 actionneurs SNI ou 16 actionneurs SBus

• Single Line Network Installtion (SNI) et/ou communication SBus

• Ethernet Industriel avec les protocoles suivants :

o PROFINET IO

o Modbus/TCP

o Ethernet/IP

• Interrupteur marche/arrêt

• Applicatifs configurable

• Gestion de données simple via la carte mémoire SD

Dossier ressources


Page 12/12

DRES5 – Page 2/2

Exemple d’installation

L’illustration suivante présente la variante d’installation avec Single Line Network Installation et

SBus combinés.

Longueur admissible de la liaison SNI entre le MOVIFIT FDC et la dernière unité

d’entraînement 100 m max.

Longueur admissible de la liaison du bus CAN entre le MOVIFIT FDC et la dernière unité

d’entraînement 100 m max.

• 1 Mbaud : 25m max

• 50 kBauds : 50m max

Unités d’entraînement max admissibles (MOVIGEAR ou DRC)

• 10 unités d’entraînement SNI max

• 16 unités d’entraînement DSC max

• 16 unités d’entrainement max. en tout