B.T.S 1 ère année. MINI PROJET n 1. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne. Page 2. Atelier de production de sulfate de magnésium

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1 Atelier de production de sulfate de magnésium Page 2

2 ATELIER DE PRODUCTION DE SULFATE DE MAGNESIUM 1 MISE EN SITUATION : L usine des Salins du Midi, située à Salin de Giraud (Camargue), extrait le sel de l eau de mer. Dans cette eau de mer sont présents des produits annexes que sont la magnésie et le sulfate de magnésie. L étude qui suit concernera l atelier de production de sulfate de magnésium de l usine de Salin de Giraud. 2 PROBLEME POSE : (voir le document n 2 page 3) A partir d une eau pompée riche en magnésie, on obtient après précipitation, une boue de magnésie composée d eau et de sulfate de magnésium. Le process industriel doit permettre : ❶ - de séparer l eau et le sulfate de magnésium (à l'aide d'une centrifugeuse). La boue de magnésie étant présente dans des réservoirs d entrée (cette partie n'étant pas gérée par l'atelier) il s'agit d'alimenter une centrifugeuse, pour séparer l eau et le sulfate de magnésium qui constituent la boue de magnésie. ❷ - de sécher le sulfate de magnésium (à l'aide d'un four). Le tapis avançant à vitesse constante il ne faudra pas dépasser une certaine épaisseur (ou densité) de sulfate pour que le séchage soit complet. Il faut donc contrôler l arrivée de matières dans la centrifugeuse (capteur S7), de telle manière que la bonne quantité de sulfate de magnésium soit déposée sur le tapis T1. Si la densité de sulfate est faible (S7 non actionnée) la pompe fonctionne en grande vitesse. Au contraire, si la densité de sulfate est élevée ( S7 actionnée ) la pompe fonctionne en petite vitesse. Ce contrôle s'effectue par une régulation de débit de la pompe d'alimentation principale ( M4, P1). Cette régulation de débit consiste à réguler la vitesse du moteur de la pompe qui fonctionne soit en petite ou en grande vitesse. ❸ - de conditionner en sac ce sulfate de magnésium (à l'aide de la trémie et du tapis d ensachage T3). Partie hors étude. Atelier de production de sulfate de magnésium Page 3

3 PRODUCTION DE SULFATE DE MAGNESIUM : M5 SYNOPTIQUE GENERAL Document n 2 BOUE DE MAGNESIE (réservoir d entrée) Centrifugeuse Ecoulement des eaux usées Trémie d ensachage P1 S8 M4 Four de séchage S9 S7 capteur de densité Y1 M1 M2 M3 Variateur Interface Tapis T3 Alimentation électrique Pupitre de commande Atelier de production de sulfate de magnésium Page 4

4 3 FRONTIERE DE L'ETUDE : ETUDE PARTIELLE DE L AUTOMATISATION DE CETTE PRODUCTION DE SULFATE L étude sera limitée à l automatisation de la pompe P1 et des tapis T1 et T2, en mode de production normale (ou continue) et en marche de réglage. La gestion du moteur de la centrifugeuse M5 (fonctionnement continu), des résistances de chauffage des fours, du tapis d'ensachage T3 et de la trémie d ensachage ne fera pas partie de l étude. De même, la phase d arrêt d urgence ne sera pas étudiée. 4 CARACTERISTIQUE DE L'INSTALLATION : MOTEUR DE POMPE M4 : CONSTRUCTEUR : LEROY SOMMER TYPE : LSFMV3 100LG4 PUISSANCE : 2.2 kw FREQUENCE : 50 Hz / 60 Hz VITESSE : 1500 tr/min / 1800 tr/min ALIMENTATION : 230V / 400V INTENSITE : 10.7 A / 6.2 A MOTEUR TAPIS ROULANT M1 et M2 : CONSTRUCTEUR : LEROY SOMMER PUISSANCE : 1 kw VITESSE : 1500 tr/min ALIMENTATION : 230V / 400V à démarrage direct AUTOMATE (à définir par le professeur) : TELEMECANIQUE TSX 17 ou TSX MICRO ou SIEMENS ET200 VARIATEUR DE VITESSE (à définir par le professeur) : ALTIVAR 18 ou ALTIVAR 28 ou ALTIVAR 31 Production de sulfate Page 5

5 5 DESCRIPTION DU FONCTIONNEMENT : Le coffret électrique est à équiper en tête d installation d un interrupteur-sectionneur. Les moteurs M1 et M2 sont alimentés et contrôlés à partir d un disjoncteur-contacteur combiné de type GV2. Le variateur de vitesse du moteur M4, le circuit de commande sont protégés par des disjoncteurs. Le moteur M5, considéré comme toujours alimenté, est hors étude. Pour des raisons de sécurité la commande sera en 24 V~. Elle devra disposer d un système de marche / arrêt par BP, d un arrêt d urgence et d une balise verte de mise sous tension. Des borniers sont à implanter dans le coffret. A ces borniers, sont à relier : le câble d alimentation de l armoire, les câbles d alimentation des moteurs, les fils d alimentation de la balise et ceux reliant les boutons poussoirs positionnés sur la port, le câble de la boîte à boutons + capteur S Fonctionnement en production normale : (commutateur deux positions =>S2) Le système de production de sulfate de magnésium peut être décomposé en deux taches principales. ❶ - La première tâche correspond à l alimentation en sulfate de la trémie d'ensachage à partir de la commande des moteurs M4 (M4PV et M4GV), Ml, et M2. ❷ - La seconde tâche consistera à gérer le remplissage des sacs. Seule la première tâche sera étudiée dans un premier temps. Conditions initiales de la tâche d alimentation : Trémie d ensachage non pleine. Si la trémie d'ensachage est pleine, l alimentation en produit (M4) s arrêtera, ainsi que les tapis. Le choix de la petite ou grande vitesse se fera par l état du capteur de densité S7 (haute densité S7 et faible densité S7 ). Après un appui sur le départ cycle (S1), si les conditions initiales sont respectées et si le commutateur S2 est à 1, les moteurs de la pompe et des tapis se mettent en marche. Pendant toute la durée du fonctionnement, le capteur S7 permettra de commander la petite ou grande vitesse du moteur. Lors d un arrêt normal obtenu par un appui sur S3, le tapis un s arrêtera trois minutes après M4 et le tapis 2 au bout de 5 minutes après M4. Production de sulfate Page 6

6 5.2 - Fonctionnement en mode de réglage (commutateur deux positions => S 2 ) Lorsque le commutateur est en position mode réglage ( S 2 ) on peut faire fonctionner indépendamment le moteur M4 en PV (appuis sur S4) ou en GV (appui sur S5), ainsi que les moteurs M1 et M2 simultanément (appui sur S6). L arrêt du mode de réglage est obtenu lorsque le commutateur est en position S2. Production de sulfate Page 7