Prénom NomFONDERIETHEVENIN

Présentation du projet technique

SommaireSommaire

1) Le cahier des charges

2) Présentation du contexte

3) Le Macro-planning

4) Recherche de l’élément critique du système

5) Recherche et choix d’une solution

6) Réalisation de la solution

7) Bilan

8) 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’eau- glycol 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-planning1 → Etude du dossier technique de la machine2 → Recherche de solutions3 → Choix de la solution avec le responsable du projet4 → Modification des schémas hydrauliques5 → Modification des schémas électriques6 → Faire une fiche d’utilisation du régulateur de température7 → 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 fonctionnement11 → 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.

Faire le point avec le responsable du projet sur le travail effectué.

Aider le service maintenance 14 →

4) Recherche de l’élément critique du système

a) Schéma de principe du système de refroidissement

Permettre le Permettre le passage de passage de

l’eau ou nonl’eau ou non

Permettre Permettre l’échange de l’échange de

chaleurchaleur

Soupape Soupape thermostatiquethermostatique

Eau Eau froidefroide Eau Eau

FroideFroide

Eau-glycol Eau-glycol non refroidienon refroidie

Eau-glycol Eau-glycol refroidierefroidie

Eau Eau réchaufféeréchauffée

Échangeur Échangeur tubulairetubulaire

a) (Suite)

Tuyaux où circule l’eau  (l’eau glycol à refroidir circule autour de ceux-ci).

Sortie d’eau glycol refroidie

Arrivée d’eau glycol chaude

Sortie d’eau

Arrivée d’eau (autorisée par la soupape themostatique)

Filtre l’eau glycol avant qu’elle ne retourne dans le tank

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

J’ai remarqué aussi, en étudiant en plus le dossier technique de la machine, que la tension d’alimentation de mes composants sera du 24VDC. Celle-ci est utilisée dans l’armoire électrique.

 

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 plus 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 mmSonde : Pt 100 céramique DIN IEC 751 classe B, simpleenroulement en montage 3 fils, élément de mesure interchangeable standard Ø 6 x 0,5 mmRaccord : 1/2" GAZ cylindrique mâle en acier inox 316 LTête 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 mmTempérature d'utilisation : -50 à +450 °Clongueur 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

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)

Voyant lumineuxTension d’alimentation : 24vdc

Électrovanne SETEM- 2/2 NF 1’’- 24 VDC

(suite)

Bloc contact temporisé reposPlage de réglage : 0,1 à 30 s

Contacteur auxiliaireTension d’alimentation : 24 vdc

Permettre le Permettre le passage de passage de

l’eau ou nonl’eau ou non

Permettre Permettre l’échange de l’échange de

chaleurchaleur

ÉlectrovanneÉlectrovanne

Eau Eau Filtrée Filtrée froidefroide

Eau Eau froidefroide

Eau-glycol Eau-glycol refroidierefroidie

Eau Eau RéchaufféRéchauffé

Échangeur Échangeur tubulairetubulaire

Filtrer Filtrer l’eaul’eau

Filtre à Filtre à particulesparticules

Eau non Eau non filtrée filtrée froidefroide

Eau-glycol Eau-glycol non refroidienon refroidie

Schéma de principe du système de refroidissement après modificationSchéma de principe du système de refroidissement après modification

Articles : Prix HT en €  Electrovanne SETEM 2/2 NF 1’’ 106,90Voyant lumineux 6,84Bloc Contact temporisé 33,81Contacteur auxiliaire 24VDC 31,50Régulateur double affichage 205,00Sonde PT100 D.9 L.500 89,00Câble de liaison HT inox 16,08Connecteur EV LED 7,08 

TOTAL HT: 499,21

Prix du matérielPrix du matériel

b) Mise en œuvre de la solution

Après avoir reçu tout le matériel, j’ai réalisé le câblage de la solution au bureau de maintenance avec une alimentation externe 24 VDC. Cela m’a permis de voir que la solution était fonctionnelle.

c) Mise en place de solution sur la machine

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 sur le dessus du tank.

Première opération : couper les énergies (électrique et arrivée d’eau), puis consignation de celles-ci avec le responsable du projet.

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 régulateurSchémas de câblages et doc. Programmation régulateur

ModificationModification

ModificationModification

ModificationModification

AjoutAjout

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  

BilanBilan

Conclusion