Présentation du projet technique Prénom Nom FONDERIE THEVENIN Présentation du projet technique

Sommaire 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’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-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-glycol refroidie Eau froide Permettre le passage de l’eau ou non Permettre l’échange de chaleur Eau Froide Eau réchauffée Soupape thermostatique Échangeur tubulaire

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 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 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 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 lumineux Tension d’alimentation : 24vdc

(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-glycol non refroidie Eau-glycol refroidie Eau Filtrée froide Permettre le passage de l’eau ou non Permettre l’échange de chaleur Filtrer l’eau Eau froide Eau Réchauffé Filtre à particules Électrovanne Échangeur tubulaire

Prix du matériel Articles : Prix HT en €   Electrovanne SETEM 2/2 NF 1’’ 106,90 Voyant lumineux 6,84 Bloc Contact temporisé 33,81 Contacteur auxiliaire 24VDC 31,50 Régulateur double affichage 205,00 Sonde PT100 D.9 L.500 89,00 Câble de liaison HT inox 16,08 Connecteur EV LED 7,08 TOTAL HT: 499,21

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 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