FABRICATION DE BLOCS MANUFACTURÉS EN BÉTON DOSSIER TECHNIQUE

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1 FABRICATION DE BLOCS MANUFACTURÉS EN BÉTON DOSSIER TECHNIQUE - Présentation générale - Description... DT - Plan de la chaîne de fabrication... DT 02 - Centrale à béton - Constitution et fonctionnement... DT 03 - Plan de la centrale à béton... DT 04 - Skip... DT 05 - Moulages des blocs - Description... DT 06 à DT 08 - Cahier des documents techniques - G.E.M.M.A. de la centrale à béton... DT 09 - Chronogrammes de fabrication du béton... DT 10 - Hiérarchisation des GRAFCET... DT 11 - Alimentation de l usine - Tableau Général T.G... DT 12 - T.G.B.T... DT 13 - Armoire distribution (servitudes)... DT 14 - Schémas de la presse - Alimentations... DT 15 - Mise sous tension... DT 16 - Variateur 1 vibreur FFVE... DT 17 - Contrôle grille téléco. FFVE... DT 18

2 DESCRIPTION GENERALE La chaîne de fabrication décrite ci-après est capable de produire des blocs manufacturés, en béton, type parpaings ou hourdis. Elle est constituée de sept parties principales : - une centrale à béton qui élabore la matière constitutive des blocs à partir d agrégats (sables et graviers), de ciment, d eau, etc. - une presse qui moule les blocs et les dépose sur une planche de séchage par quantités dépendant du modèle de bloc (exemple : 5 parpaings de 20 x 20 x 50). - un ascenseur qui empile les planches. - un transbordeur, constitué de deux chariots à mouvements croisés, sur rails, qui assure le transfert des piles de planches fraîches vers le magasin temporaire et ressort les planches séchées vers le descenseur. - un magasin temporaire dans lequel séjournent les blocs et qui assure prise et début de séchage. Sa capacité est telle qu ils y séjournent environ 24 heures. - un descenseur qui dépile les planches. - un palettiseur qui décharge les planches et empile les blocs, en les croisant, afin de constituer les lots de commercialisation. Les palettes ainsi constituées sont acheminées par chariot élévateur vers une zone de stockage. Les agrégats proviennent en partie de la carrière située à proximité immédiate du site de l usine. Les autres constituants sont achetés. L alimentation en énergie électrique est réalisée au moyen d un poste de transformation HT / BT. DT

3 MAGASIN TEMPORAIRE : SECHAGE ( 24 h) CENTRALE A BETON REBUTS ASCENSEUR MALAXEUR PRESSE AGREGATS SKIP TRANSBORDEUR SALLE DE CONTROLE TAPIS DESCENSEUR ARMOIRES ELECTRIQUES RETOUR DES PLANCHES SILOS PALETTISEUR GRILLES DE SECURITE SORTIE DES PRODUITS FABRIQUES PLAN DE LA CHAINE DE FABRICATION ATELIER DE MAINTENANCE

4 CENTRALE A BETON 1 - CONSTITUTION La centrale est constituée d'un malaxeur dans lequel sont introduits les différents éléments du mélange. Les agrégats sont élevés au moyen d'un skip. Ils ont été pesés et transportés par le tapis peseur et le tapis d'amenée. Le ciment est introduit au moyen d'un transporteur à vis d'archiméde. On y ajoute l'eau et les adjuvants si nécessaire. Les quantités et les temps de malaxage dépendent des " recettes " qui ont été éloborées en fonction des blocs à réaliser et des caractéristiques des constituants. Le mélange ainsi réalisé est transporté par le tapis béton vers la presse de moulage. Par une rotation inverse du tapis béton,on peut décharger les rebuts lors du nettoyage du malaxeur en fin de production. 2 - FONCTIONNEMENT - Le cycle de fonctionnement de la centrale est conforme au GEMMA et aux chronogrammes proposés. - L'état initial de la centrale à béton est défini ainsi : - le skip est vide et en position Basse, - le malaxeur est vide, trappe fermée. - A la procédure : " Arrêt demandé en fin de cycle " : - le pesage des agrégats ne s'effectue plus, - le skip plein se vide, le malaxage s'effectue, - le skip redescend en position Basse et le cycle s'arrête. - Le malaxeur n'est pas arrêté entre les gâchées. Sa mise en service s'effectue en " Production normale " et en " Marches de préparation "dès le début de chaque mode de marches. En " Marches de vérification dans le désordre ", elle s'effectue par impulsion sur un bouton poussoir spécifique. - La hiérarchisation des tâches est assurée par des ordres de forçage venant des différents GRAFCET : - GRAFCET de sureté : GS ( GRAFCET maître ) - GRAFCET de conduite : GC intégrant les dispositions précisées dans le GEMMA - GRAFCET de production normale : GPN - GRAFCET de marche de préparation : GMP. En effet, par temps froid, le malaxeur sera mis en route à vide pendant quinze minutes avant la première gâchée ( réchauffage du fluide de graissage ). - GRAFCET de marches de vérification dans le désordre : GMD - GRAFCET des sous tâches : GM, GT, GP. DT 03

5 DRAGLINE SILO n 1 SILO n 2 SILO ADJUVANTS FCH EAU FCA SKIP MALAXEUR TAPIS AGREGATS PESEUR TAPIS BETON TAPIS D AMENEE FCB BENNE A REBUTS VERS PRESSE FOSSE CENTRALE A BETON

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7 1 - PRESENTATION MOULAGE DES BLOCS Le moulage des blocs est assuré par une presse ADLER. Le béton arrive par tapis dans une trémie située dans la partie supérieure de la machine. Il descend par gravité. Une planche est placée sur la table vibrante qu un moule vient recouvrir. Sa hauteur est supérieure de quelques centimètres à la hauteur finie des blocs manufacturés. Un panier racleur amène au dessus du moule, une certaine quantité de béton pour le remplir. Pour être sûr du bon remplissage, la table vibre une première fois pendant quelques secondes. Ensuite le panier racleur recule et laisse place à un contre moule dont les formes en saillie épousent étroitement celle du moule. Une deuxième phase de vibration peut alors s exécuter pendant laquelle le contre moule commence par descendre à l intérieur du moule pour aider à tasser le béton. Sans vibration maintenant, le moule remonte, le contre moule assurant un parfait démoulage des blocs. La planche peut alors être évacuée et un nouveau cycle peut recommencer. La presse est presque entièrement hydraulique à l exception de la table dont les vibrations sont assurées par quatre moteurs électriques. On peut voir, ci-dessous, le moule, la planche posée sur la table vibrante et deux des quatre moteurs qui assurent les vibrations. DT 06

8 Comme le montre la photo ci-dessous, la presse est entourée de grilles de sécurité interdisant l accès à toute personne durant le fonctionnement. Il reste néanmoins un espace important correspondant à la sortie des planches. Toute tentative d ouverture de ces grilles de sécurité pendant le fonctionnement de la presse provoque immédiatement l arrêt des vibreurs et du circuit hydraulique. Des dispositifs d arrêt d urgence sont disposés autour de la presse et dans le bâtiment. 2 - VIBRATION MODULABLE La vibration modulable est composée d un vibrateur à quatre lignes d arbre avec chacune un balourd fixe et non réglable. Chaque ligne est entraînée individuellement, au moyen d un cardan, par un moteur asynchrone triphasé de 7,5 kw. Les moteurs sont pilotés chacun par un variateur de vitesse UMV 43, fonctionnant par contrôle vectoriel de flux, avec retour codeur (boucle fermée). Des cartes d axes assurent les positionnements relatifs des arbres. DT 07

9 Principe de fonctionnement : Les lignes 1 et 4 sont synchronisées entre elles, ainsi que les lignes 2 et 3. Les moteurs sont toujours en rotation à une vitesse de repli fixée par l opérateur et les balourds sont en opposition, d où une force résultante nulle sur la table. Au moment de la vibration, les moteurs montent à la vitesse souhaitée, celle-ci atteinte, les balourds sont alors décalés : - les lignes 1 et 4 sont ralenties pendant 0,3 secondes - les lignes 2 et 3 sont accélérées pendant 0,3 secondes. On obtient ainsi un décalage des balourds d où l apparition d une force résultante non nulle. Pour annuler la vibration, il suffit d effectuer les mouvements inverses. La force maxi, pour une vitesse donnée, est obtenue lorsque les lignes 1 et 4 sont déphasées de 180 degrés par rapport aux lignes 2 et 3. Elle peut atteindre N pour une vitesse de rotation des moteurs de 4000 tr.min -1. DT 08

10 Guide d'etude des Modes de Marches et d'arrêts Références de l'équipement: Centrale à béton HORS GIE Mise en énergie PC (A) PROCEDURE D'ARRET de la PARTIE OPERATIVE (P.O.) (A6) <Mise P.O. dans état initial> Par commande des différents mouvements Conditions initiales (A1) <Arrêt dans état initial> Etat repos de la centrale à béton (F) PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT Auto OU Préparation Manuel Préparation ET Marche Auto ET Marche (F4) <Marches de vérification dans le désordre> Commande séparèe des différents mouvements Tâche : T3 (A7) <Mise P.O. dans état déterminé> (A4) <Arrêt obtenu> Fin de Tâche T1 (F2)<Marches de préparation> Mise en route du Malaxeur Tâche : T2 (F3)<Marches de clôture> (F5)<Marches de vérification dans l'ordre> Mise hors énergie PC DT 09 (A5) <Préparation pour remise en route après défaillance> Vérification et mise sous tension (A2) <Arrêt demandé en fin de cycle> Le cycle en cours se termine (A3) <Arrêt demandé dans état déterminé> Arrêt Fin Tâche : T2 (F1) <Production normale> Pesage des agrégats Transport des agrégats : Tapis Chargement du Malaxeur : Skip Fabrication du béton : M alaxeur (D2) <Diagnostic et/ou traitement de défaillance> (D3) <Production tout de même> Tâche : T1 Mise en énergie PC (F6) <Marches de test> ATU ET réarmement PRODUCTION Depuis tous les états PRODUCTION Mise hors énergie PC (D1) <Arrêt d'urgence> Arrêt figeage partie opérative ATU (D) PROCEDURES en DEFAILLANCE de la Partie Opérative (P.O.) (F) PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT

11 TRAPPE OU VERT E Déversement agrégats Malaxage des agrégats et adjuvants Malaxage béton Malaxage avec prise d' eau Vidange béton FERME E Instant t0 : Fin de fermeture de la Trappe du Malaxeur 10s 60s 22s 10s 4s 32s 4s Ouverture trappe Fermeture trappe t SKIP Positions : HAUTE AT TEN TE Montée Skip Descente Skip Montée Skip BASSE D t2 10s Dt3 D t1 t PESAGE Instant t' : Autorisation d'une nouvelle gâchée Nota : L'instant t' peut se produire en même temps que l'instant t0. 55s t TAPIS : Peseur et d'amenée 43s t Chronogrammes de fabrication du béton Centrale à béton Folio n 11 DT 10

12 GRAFCET de SURETE GS GRAFCET de CONDUITE GC GRAFCET de PRODUCTION NORMALE : GPN ( Tâche 1 ) 0 1 F/GC : ( ) Mise en énergie et réarmement P F/GC : (10) 10 F/GPN:( ) Départ cycle et X 12 Mise hors énergie ou dispositif d'arrêt d'urgence F/GPN:(20) enclenché ou sécurité des personnes non assurée GRAFCET des Sous Tâches 23 Exécution sous tâche malaxage 26 Exécution sous tâche pesage Malaxage : GM DT Pesage : GP 200 Fin sous tâche pesage Centrale à béton Folio n 12 Hiérarchisation des G RAFCET Tapis peseur et d'amenée : GT Fin sous tâche malaxage Nota : Le fonctionnement du tapis béton n'est pas pris en compte dans cette étude.

13 S S Icc0 O QA QTA QB O U1 = 20 kv U2 = 410 V Ucc = 4 % Dyn 11 Q 0 DT 12 QTB A B C IccT longueur : 5 m longueur : 50 m Tableau Général : T. G. Folio n 1 Poste HT / BT Réseau E.D.F. aéro-souterrain 20 kv CARDEW Légende des serrures avec : Clé absente Clé libre Clé prisonnière Z C.P.I. Comptage B.T. vers T.G.B.T. Câbles monoconducteurs jointifs en nappe U 1000 A R 2 V mm 2 / phase mm 2 neutre mm 2 PE

14 Jeux de barres Icc1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 DT 13 Ib0 Ib1 Ib2 Ib3 Ib4 Ib5 T. G. B. T. Folio n 2 Distribution B asse Tension Arrivée depuis Tableau Général Câbles monoconducteurs U 1000 A R 2 V Câbles posés sur chemin de câbles (ou tablette ) perforé avec deux autres circuits triphasés. Température 40 C Longueur 20 mètres Presse S2 = 225 kva U = 400 V cos ϕ 2 = 0,8 Manutention S3 = 75 kva U = 400 V cos ϕ3 = 0, 85 Centrale à béton S4 = 80 kva U = 400 V cos ϕ 4 = 0,85 Servitudes Ib5 = 125 A U = 400 V cos ϕ 5 = 0,9

15 Icc2 Q 6 Q 7 Q 8 Q 9 IN 160 T 160 A C 60 H 40 A courbe C C 60 H 63 A courbe C DT 14 Armoire de Distribution Folio n 3 Tableau Servitudes Câble mono-conducteur U 1000 A R 2 V mm / phase mm neutre mm PE Longueur 15 mètres depuis T.G.B.T. Atelier palette Réfectoire Q 10 Q 11 C 60 N 16 A C 60 H Chauffage local adjuvant Prises de courant triphasées 400 V, 32 A Câble U 1000 R 2 V

16 PE A X2P 0 X2P 1 X2P 2 L1 L3 L5 L2 L4 L6 L12 L13 L14 L12 L13 L14 ( ) ( ) ( ) B C DT 15 Q1 Q60 L2 L8 T VA 400 / 115 V L4 L7 L9 q1 Q69 T3 Q70 L2 L4 L15 L Alimentation dans pupitre AUTOMATE TSX 57 A lim entation 220 V A C 27 KM1 ( mise sous tension ) L12 L13 L14 L2 L4 L6 L2 L4 L6 ( 2-2 ) ( 2-2 ) ( 2-2 ) ( ) ( ) ( ) ( 1-8 ) ( 1-8 ) ( 1-8 ) D E F G H I Alimentations Folio n 002 PRESSE A860 Q H A lim entation 220 V A C AUTOMATE TSX H153 Alimentation armoire puissance ( ) ( ) J K L M N O

17 A ( ) BAS 11 3X21 19BAS 3X11 17BAS 07 23X21 29BAS 19X18 12X18 23X11 33MOUL 0GRI 30BAS 09 34MOUL ( ) ( ) 120 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Chauffage pilon Tire tole Sortie presse Nettoyage pilon B C D E F DT 16 Mise sous tension Folio n 003 PRESSE A860 20BAS 3X18 4X XPS AL 3410 A2 Y1 Y2 5X21 5X11 6X ( ) 219 6X21 36MOUL 20X A1 3GRIL 13X19 4X11 4X NO 18 ( ) ( ) X21 7X11 NF ( ) NO 216 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) NF Fu53 15 EVAIR 2X28 AIR 02 1X28 AIR 1BEV AIR 2BEV AIR 12 NO ( ) NF ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 125-3) ( ) ( ) (089-2 ) ( ) ( ) ( ) Nettoyage pilon Sortie presse Motorisation 1 Vibra tion FFVE Blocage dameur Tire tole Pulv érisation Vibration pilon Chauffage pilon G H I J K L M N O

18 ( ) ( ) ( ) L14 L13 L12 Q43 L153 L155 L157 KM43 L154 L156 L158 L154 L156 L158 ( ) ( ) ( ) vers les trois autres VIBREURS A B C C35 D DT 17 Variateur 1 Vibreur FFVE Folio n 026 PRESSE A860 ( ) ( ) C36 C ( ) C40 C41 C05 KA44 ( ) Alimentation 5 V extérieure C39 2 ( ) ( ) ( ) Q112 L1 L2 L3 VARIATEUR UMV T 15 kw L L160 3 L V 0V 2 1 SUB 0 15 Codeur 1024 points par tour ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 11 L166 MV 1 7, 5 kw 0X2PV 8 U V W L167 C37 L168 SON DE CTP 1X2PV L162 L164 Fu57 L163 L165 ( ) ( ) E F G H I J K L M N O

19 A Réarmement Sécurité GRILLE Marche ligne FFVE Relais de sécurité GRILLE B ( ) ( ) C D DT 18 Contrôle grille - Téléco. FFVE Folio n 110 ( ) C05 PRESSE A860 C314 ( ) KA17 ( ) ( ) 152 KA38 18X21 18X KA17 19X21 19X F KA17 KA17 H42 KM43 H45 NO ( ) ( ) ( ) ( ) NF ( ) ( ) ( ) ( ) NO ( ) ( ) ( ) ( ) NF 175 KM43 ( ) ( ) 22X21 22X11 S A X 18 8Gril 6G ril 5G ril S Gril 14G ril A2 Bloc d' auto-contrôle PILZ S11 S12 S23 S X 18 11G ril S281-1 S281-2 NO ( ) S842 NF KA38 9Gril 10G ril S Gril 16G ril ( ) E F G H I J K L M N O