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1/10 Réfrigération alimentaire (Régulation Débit Température) Système d’étude (

1/10 Réfrigération alimentaire (Régulation Débit Température) Système d’étude (Réfrigération alimentaire) de régulation de température, débit et instrumentation Réfrigération alimentaire (Régulation Débit Température) en un clin d’œil Sections Electrotechnique, Maintenance industrielle, Automatismes, Régulation…. Activités pédagogiques : Etude des différents principes de mesures Identification du système en BO, en BF (Utilisation des différentes méthodes) Régulation de température de simple (étude des actions P,I,D) Régulation cascade Régulation mixte ou prédictive (option) Variation de vitesse Bilans thermiques Calcul des puissances, dimensionnement d’échangeur thermique Composants spécifiques Mesures de débit (Rotamètre, Débitmètre de type Vortex) Mesures de température (PT100, Thermocouple J, Thermocouple K, Conditionneurs) Pompes (Pompe Volumétrique électrique avec variation de vitesse) Convertisseur (Résistance/Courant) Composants de procédés (Echangeurs à plaques) Froid industriel (Groupe de condensation, Détendeur, Evaporateur, Pressostats, Thermostats, …) Communication & Bus de terrain (Option) Contrôle de procédés (Régulateur, Automate Industriel PID, SNCC) Points Forts Trois types de commandes utilisables Produit idéal pour l’étude de l’instrumentation industrielle et la régulation de température et de débit Etude du circuit frigorifique pour production d’eau glacée Système basé sur une application réelle (Production d’eau glacée d’une ligne de fabrication de sodas) Références: RT10: Regulflex3 Refroidissement alimentaire (Débit/Température) RL10: Coffret Alimentation et Sécurité des systèmes (Utilisable avec un ou plusieurs systèmes) RT11: Option Mesurage de températures pour bilans thermiques RT12: Option Capteur de débit pour régulation prédictive RL11: Option Pompe d'alimentation hydraulique sous pression et bâche pour utilisation autonome du module RM10: Option Organe déprimogène (Diaphragme) pour mesure de pression et débit RM11: Option Capteur de pression différentielle 4-20mA/Hart RM12: Option Coupleur Profibus PA pour capteur de pression différentielle Produits associés RC10: Module Régulateur industriel RC11: Module Automate Industriel avec PID RC12: Module SNCC RC13: Pupitre tactile & Logiciel de supervision pour Modules Automate et SNCC (Avec application Regulflex) RC14: Cartes E/S analogiques supplémentaires pour RC11 RO10: Banc Etalonnage capteurs (Niveau, Pression, Température) Caractéristiques L/ I/ H: 800 x 800 x 1800mm Énergie électrique : 240Vac -50 Hz monophasé (RL10 - Coffret Alimentation et Sécurité des systèmes) Masse: 150kg Ce système est accompagné d'un dossier technique et pédagogique (sur CD) Regulflex 3 Plus d’informations sur www.erm-automatismes.com MàJ: 20100713 2/10 Description fonctionnelle Ce module permet d'amener un liquide (ex: Mélange Eau+Sirop) à une température d’environ 5°C avant l'étape de carbonatation nécessaire à la fabrication du soda. Cette étape de refroidissement permet de limiter la pression d'insertion du CO² dans le liquide. L'ensemble des échanges thermiques sont réalisés à l'aide d'échangeurs à plaques. Produits utilisés : Mélange Eau +sirop (ou Eau) Eau glycolée (30%) Fluide frigorigène R404A. Grandeur réglée : Température du liquide en sortie du module Grandeur réglante : Débit d’eau glycolée. Grandeurs perturbatrices : Débit du mélange eau+sirop (ou eau) en entrée Température du mélange eau+sirop (ou eau) en entrée Température ambiante Principe de fonctionnement : Régulation de température simple : • Le mélange Eau + Sirop provenant du module précédant arrivant en entrée du système constitue un premier circuit de fluide. Un second circuit de fluide (Eau glycolée) est utilisé pour refroidir le mélange Eau+Sirop. • Les deux liquides passent dans un échangeur à plaque. On mesure alors la température du mélange Eau+Sirop en sortie de l'échangeur (Fluide à refroidir). En fonction de la température du mélange Eau+Sirop, on règle le débit du circuit de refroidissement (Eau glycolée) afin d'obtenir et/ou de maintenir la température de consigne. Piquages et Raccords libres : Des piquages « libres » sont mis à disposition afin de pouvoir installer différents capteurs de mesure sur le système. Les élèves peuvent donc étalonner , mettre en place et tester différents capteurs sur le process. Alimentation en électricité, en eau et en air : L’alimentation électrique est réalisée à l’aide du coffret d’alimentation électrique RL10 (Un coffret RL10 peut alimenter jusqu’à 5 systèmes de la ligne Regulflex). L’alimentation en air et en eau doit être réalisée à partir du réseau d’eau et du réseau d’air (Pmax 6bar) de l’établissement. Connexion aux autres systèmes de la ligne de fabrication de sodas Regulflex: Il est possible de connecter ce système à l’ensemble de la ligne Regulflex ou directement à l’un des systèmes ci-dessous afin de mettre en œuvre une partie de la fabrication de soda: • Régulflex1 Cuve tampon (Niveau/Débit): Système d’étude (Cuve tampon) de régulation de niveau, débit et instrumentation • Régulflex2 Dosage (Débit/Rapport): Système d’étude (Process de dosage) de régulation de débit, rapport et instrumentation • Régulflex 4 Carbonatation (Débit/pression): Carbonatation d’un liquide avec mesure de débit, pression et température. • Régulflex5 Cuve sous pression (Pression/Niveau): Système d’étude (Maintien sous pression) de régulation de pression, niveau et instrumentation Il peut être piloté par trois types de commandes: • Module Régulateur industriel communicant: Module d’étude des régulateurs industriels • Module Automate avec PID: Module d’étude des automates Industriel en régulation PID • Module SNCC: Module d’étude des Systèmes Numériques de Contrôle Commande Une supervision du process et possible à partir de l’environnement WinnCC Flexible. Regulflex 3 Description technique 3/10 Echange thermique: Le module de régulation de température intègre un groupe froid autonome permettant de générer un circuit d’eau glacée (eau glycolée à 30%). Cette eau glacée est refroidie à –2°C lors de son passage dans l’évaporateur du groupe froid afin d’amener la température du mélange Eau+Sirop à 5°C. D’une façon générale, il est important de noter que le rafraichissement du mélange Eau+Sirop facilite la carbonatation de celui-ci. Le second circuit d’échange (Evaporateur) est nécessaire afin d’éviter tout contact entre le fluide frigorigène (R404A) est le mélange Eau+Sirop. Regulflex 3 Description technique 4/10 Regulflex 3 Description technique Echangeur à plaques eau glycolée / eau Pressostat antigel Raccord rapide auto- obstruant et vanne d’alimentation en eau froide du module Manomètre eau glycolée Raccord rapide auto-obturant, évacuation des eaux usées ou alimentation de la suite de la ligne Regulflex Sonde de température Echangeur à plaques gaz / eau glycolée Groupe frigorifique Pompe de circulation eau glycolée Sonde de température sortie eau+sirop Sondes de température en option: -Entrée eau+sirop -Entrée eau glycolée -Sortie eau glycolée Capteur de débit en option Rotamètre eau glycolée Afficheurs de températures Régulateur frigorifique Potentiomètre de commande vitesse pompes Boutons de commande de la pompe et des perturbations Connectiques de consignes et mesures 5/10 Schéma TI du système Régulflex3 Refroidissement alimentaire (Débit Température) Regulflex 3 Description technique 6/10 Activités pédagogiques : Etude des différents principes de mesures. Identification du système en BO, en BF (Utilisation des différentes méthodes) Etude d'une pompe de circulation (Pilotage, Asservissement, Débit, …). Régulation de température simple (étude des actions P,I,D) Régulation cascade. Régulation mixte. Bilans thermiques. Calcul des puissances frigorifique, dimensionnement des échangeurs. Exemples de Travaux Pratiques proposés par ERM Automatismes : TP1 Générique Regulflex: Méthodes d'identification des systèmes "Stables" et des systèmes "Intégrateur" (Instables) • Méthode de BROIDA • Méthode de ZIEGLER NICHOLS • Méthode empirique ou méthode dite du régleur (approches successives) TP2 Générique Regulflex: Mesure et régulation de débit "Volumique" et "Massique« • Type de mesure • Méthode, Calculs... TP3 Générique Regulflex: Dimensionnement et mise en œuvre des organes déprimogènes TP4 Générique Regulflex: Régulations complexes réalisables sur le système (Cascades, Prédictives...) TP5 : Etude de la régulation de Température TP6: Identification et principe de fonctionnement de la production frigorifique TP7: Mesures thermiques et thermodynamiques et exploitation Regulflex 3 Approche pédagogique 7/10 Module Régulateur industriel communicant Module d’étude des régulateurs industriels PID Le Module Régulateur industriel communicant en un clin d’œil Sections Toutes sections ayant à étudier les automatismes, la régulation et la communication Points Forts & Activités Clés : Mise en oeuvre de régulation PID simple avec gestion des alarmes. Programmable manuellement en façade ou par PC (Liaison Ethernet) Fonction graphique permettant de tracer les courbes et les relevés avec l’imprimante du PC (Echantillonnage élevé du système pour permettre un tracé propre et une analyse correct dans le cadre des méthodes de Broïda et Ziegler-Nichols). Façade avant permettant: • Le changement de tous les paramètres (Seuils, K, Td, Ti, Sortie, Consigne…) • Le passage Auto/manu. • La visualisation de la mesure et de la consigne en continue Transfert des données vers Excel possible Fonction autoréglage pour recherche des paramètres P, I, D Composants Particuliers : Régulateur simple boucle Honeywell UDC3500 avec: • 3 entrées analogique 4-20mA • 4 entrées TOR • Consigne interne • Blocs de calcul interne • 2 sorties analogique 4-20 mA • 3 sorties TOR (NO ou NF) • Logiciel de configuration de données pour PC Références : RC10 : Module Régulateur industriel communiquant Caractéristiques L/ I/ H : 300x200x300 mm Energie électrique : 230 V monophasé Masse : 3 kg Ce système est accompagné d'un dossier technique (sur CD) Régulateur numérique Honeywell UDC3500 Prises double-puits pour raccordements des entrées TOR Prises BNC pour raccordements des sorties analogiques Prises BNC pour raccordements des entrées analogiques Prises double-puits pour raccordements des sorties TOR Connecteur RJ45 pour connexion réseau Ethernet Port infrarouge Touche de Sélection Mode Auto ou Manuel Touche de sélection des fonctions Affichage des paramètres sélectionnés Affichage des valeurs des paramètres Touche d’accès aux configurations Touche d’incrémentation Touche de décrémentation Touche d’accès aux valeurs de Setpoint Touche de retour écran d’acceuil Touche d’activation rampe ou uploads/Industriel/ regulflex-refrigeration-aliment-a-ire-erm-fr 2 .pdf