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B.E.P BLANC E.L.E.E.C SESSION 2016 Préparation de la réalisation d’une installa

B.E.P BLANC E.L.E.E.C SESSION 2016 Préparation de la réalisation d’une installation électrique C.C.F E.P.1 Le Malaxeur Ce sujet comprend: ● un dossier de présentation ● un document réponse n°1 ● un document réponse n°2 ● un dossier technique et ressource Calculatrice autorisée B.E.P BLANC E.L.E.E.C Durée: 3 heures Coéf: 4 Sujet Session 2016 Page 1/27 Nom et Prénom du candidat: Note : DOSSIER PRESENTATION Le thème proposé est un malaxeur industriel qui permet en plus de sa fonction de malaxage de chauffer la matière d’œuvre (granulés secs). 1. Présentation du système : Ce système comprend : - une cuve thermostatée (température constante). La semelle de la cuve est chauffée par trois résistances couplées en étoiles de puissance 250 KW chacune. - une sonde PT 100 permet de mesurer la température de la matière d’œuvre dans la cuve. - Un moteur asynchrone triphasé M2 230/400 V de puissance 2,2 kW assure l’ouverture et la fermeture du couvercle de la cuve. - Le malaxage est quant à lui réalisé par l’intermédiaire d’une pâle entraînée en rotation par un deuxième moteur M1 230/400 V de puissance 2,2 kW. Remarques : Ce système propose deux types de fonctionnements : - manuel = pupitre de commande - automatique = automate TSX Micro 37 – 22 E.P.1 Sujet Présentation Page 2/27 2. Composition du malaxeur : Les malaxeurs sont des machines que l’on retrouve dans de nombreuses filières industrielles. La partie opérative du malaxeur ECOLSAB est associée à l’armoire de confinement, dans laquelle on place la partie commande du malaxeur. Cette partie commande se situe sur une platine dont l’équipement câblé doit permettre de commander un moteur faisant monter et descendre la pale du malaxeur. La La partie partie opérative opérative L’armoire de commande L’armoire de commande 2.1 La partie opérative E.P.1 Sujet Présentation Page 3/27 Moteur 1 Rotation pale Pale Cuve en position sur la plaque chauffante Vis Moteur 2 Montée et Descente pale 2.2 Description du fonctionnement général du malaxeur Les conditions initiales de la machine sont: -ensemble " équerre porte pale" en position haute, -malaxeur à l'arrêt, -chauffe à l'arrêt. La cuve est remplit avec du sable, puis on ajoute de l'eau. Elle est alors introduite dans son logement. La chauffe est mise en route par l'intermédiaire du commutateur rotatif de l’armoire de commande. La rotation de la pale est assurée par un variateur de vitesse. Le malaxage peut se faire en mode « automatique » ou en mode « manuel ». En mode « automatique » on appuie sur « départ cycle » et la descente de l’ensemble "équerre porte pale " débute. Quand le détecteur fcm (autorisation rotation pale) n’est plus actionné la pale peut se mettre en rotation. Quand le détecteur fcb (" équerre porte pale " en position basse) est actionné, arrêt de la descente. Le malaxage débute.Le cycle se termine par appui sur le bouton « arrêt cycle » ou à la fin du temps de malaxage qui est programmable. Le cycle de malaxage est terminé quand on retrouve les conditions initiales En fonction de la teneur en eau du mélange, il est possible de surcharger le moteur rotation pale et d’étudier le comportement des protections. 2.3 Analyse fonctionnelle E.P.1 Sujet Présentation Page 4/27 I. Schéma Dossier réponses n°1 Question n°1 (voir DTR3) Le couvercle du malaxeur peut monter et descendre. Donner le nom du démarrage moteur utiliser par le moteur M2. (Cocher la bonne réponse) ☐ Démarrage étoile-triangle. ☐ Démarrage direct un sens de rotation. ☐ Démarrage direct deux sens de rotation. Compléter à l’encre noire et à la règle en vous aidant du folio la partie puissance ce moteur en indiquant l ’ appellation de toutes les protections adéquates à la sécurité des biens et des personnes. / 1 / 1 / 2 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 5/27 Question n°2 (voir DT3, DT4 et DT5) Le moteur du malaxeur ainsi que son variateur de vitesse sont alimentés sur le réseau par l’intermédiaire d’un onduleur de secours. Compléter à l’encre noire et à la règle en vous aidant du DT3, DT4 et DT5. / 2 / 2 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 6/27 Question n°3 Le tableau ci - dessous concerne les moteurs du malaxeur et du couvercle. Compléter ce tableau en indiquant pour chacun des moteurs le couplage à effectuer en fonction de la tension d ’ alimentation indiquée. Moteur Alimentation Malaxeur (M1) 230 / 400 V Couvercle (M2) 230 / 400 V 230 V entre phases 400 V entre phases Question n°4 Représenter pour chaque moteur les enroulements et les barrettes de couplage. Réseau 3 X 230V Réseau 3 X 400V / 1 / 2 / 3 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 7/27 Question n°5 La semelle de la cuve de notre système est chauffée par 3 résistances de 250 W chacune - Déterminer d’après le schéma ci - dessous : Question n°6 Le réseau d’alimentation est abaissé à 230 V entre phases. - Réaliser le couplage des résistances dans ce cas. / 1 / 1 / 2 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 8/27 Question n°7 D’après le schéma de commande du couvercle du malaxeur : - Donner les équations de : En déduire les chronogrammes de fonctionnement de KM21 et de H21. / 2 / 3 / 5 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 9/27 Question n°8 On relève dans le schéma de commande les symboles Suivants : - Identifier chaque symbole en éliminant les mauvaises réponses comme indiquées dans l’exemple ci-dessous. Exemple : / 2 / 2 E.P.1 Sujet Document réponses n°1 Page 10/27 II. Technologie Dossier réponses n°2 Question n°1 S1. Distribution de l’énergie électrique La distribution de l’énergie électrique de notre entreprise et par conséquent du malaxeur est conforme au schéma suivant : - Quel est le type de schéma des liaisons à la terre de l’entreprise ? (deux lettres). Réponse : (Donner la signification des deux lettres) / 2 / 2 E.P.1 Sujet Document réponses n°2 Page 11/27 Question n°2 S1. Distribution de l’énergie électrique (voir DT7) 2.1 Quel sont les significations et les domaines de tension de Up et Us ? Signification Domaine de tension Up : ………………………………………….. Us : ………………………………………….. 2.2 Que représentent les résistances RN et Ra ? RN :…………………………………………………………………………………………… Ra :…………………………………………………………………………………………… 2.3 Donner le nom et la fonction de l’appareil représenté par les lettres DDR ? DDR : ………………………………………………………………………………………... 2.4 Que se passe-il dans le cas d’un défaut entre une phase et la masse métallique du malaxeur ? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………. / 2 / 1 / 0,5 / 1 / 4,5 E.P.1 Sujet Document réponses n°2 Page 12/27 2.5 Un défaut d’isolement apparaît sur la phase 1. Tracer le chemin du courant de défaut sur le schéma de la question 1, puis calculer le courant de défaut Id (Id = V / (RN + Ra)), les autres résistances sont négligées. 2.6 Le courant obtenu à la question précédente peut-il être considéré comme dangereux? Justifier votre réponse. …………………………………………………………………………………………………….. 2.7 Calculer la tension de contact par rapport à la terre pour ce cas précis. On donne la loi d’ohm Uc = Ra x Id. 2.8 Cette tension est-elle dangereuse pour l’homme? Pourquoi? .……………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. / 1 / 0,5 / 1 / 1 / 3,5 E.P.1 Sujet Document réponses n°2 Page 13/27 Question n°3 S3. Installation équipement (voir DT8 à DT10) Etude des capteurs Deux capteurs de position (commande tout ou rien) sont utilisés pour limiter la course du couvercle de la cuve. On veut une commande par action brusque et par poussoir métallique court. Le câble de liaison mesure environ 2 mètres. 3.1 Donner la référence des capteurs répondant à notre besoin. Référence : ……………………………………. Pour détecter la position de la pâle, on utilise un capteur inductif XS2 Ml2 MA 230 3.2 Comment ces détecteurs sont-ils protégés contre les surintensités? .…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………. Une cellule photoélectrique permet la détection de la matière d’oeuvre dans la cuve. Le détecteur de proximité choisi est de fonction claire et est alimenté en courant alternatif par l’intermédiaire de deux fils. 3.3 Quelle est sa référence ? (entourez la bonne réponse) XUL - A06021 XUL - A7001 15 XUL - A70021 5 3.4 - Quelle est la portée de ce détecteur? (entourez la bonne réponse) 8 mètres 6 mètres 0,25 mètres 0,70 mètres 3.5 - Quel est son type d’émission ? (entourez la bonne réponse) Barrage Reflex Infrarouge Rouge / 1 / 1 / 1 / 0,5 / 0,5 / 4 E.P.1 Sujet Document réponses n°2 Page 14/27 Question n°4 S3.Installation équipement-S2.Utilisation de l’énergie élect. (voir DT8 à DT10) Variateur de vitesse ATV18. Onduleur Pulsar EL4 4.1 La variation de vitesse du malaxeur est effectuée par un altivar 18. Ce type de variateur est utilisé pour les : (entourez la bonne réponse) Moteurs à courant continu Moteurs asynchrones Moteurs Pas à Pas 4.2 Sur quel paramètre agit-on pour faire varier la vitesse du moteur ? (entourez la bonne réponse) 4.3 Donner la référence du variateur utilisé pour la variation de vitesse du malaxeur. Référence : ……………………………………………………………………………………… 4.5 Une uploads/Industriel/ bep-blanc-session-2016-pdf.pdf