PROJET AUTOMATISATION ET SUPERVISION LIGNE DE MANUTENTION DE PRODUITS CHIMIQUES
En chimie et en génie des procédés, un réacteur chimique est un récipient apte à la réalisation et l’optimisation de réactions chimiques par l'homogénéité du milieu réactionnel : température et mélange des réactifs.
Le cas d’étude considéré, décrit par la figure 1, consiste en une installation composée d'un réacteur de contenance 5 tonnes, équipé d'un système de chauffage et de refroidissement (non représenté sur le schéma) dans lequel sont mélangés les différents produits :
∙ Solvant 1 disponible en réseau dans l'usine.
∙ Solvant 2 disponible en fût de 1000kg au pied du réacteur.
∙ Poudre déversée dans la trémie par l'opérateur à l'aide d'un palan (non représenté sur le schéma). Modes de fonctionnement de l’installation :
I. Mode de marche automatique :
Lorsque le sélecteur du pupitre de contrôle est en mode automatique et une autorisation de fabrication est donnée par le bouton poussoir AF, le système de production part de son état d’arrêt initial (CI : T2o.T1f. VSo. VRf. VAo. V1o. V2o) à un mode de marche de préparation au fonctionnement normal décrit par la fermeture de la trappe T2 et de la vanne EVS et l’ouverture de la trappe T1 et de la vanne EVR. Ce fonctionnement conduit aux conditions initiales du fonctionnement normal.
La production normale consiste en les opérations suivantes :
1. Remplissage de la trémie de poudre :
La trappe T1, placée au fond de la trémie, se ferme. Dès qu’elle est fermée un voyant au tableau de contrôle indique à l’opérateur qu’il peut remplir la trémie. Lorsqu’il diverse le chargement de poudre de 3 tonnes, l’opérateur appuie sur le bouton poussoir de validation VAL et le voyant « Trémie chargée » s’allume au tableau de contrôle.
2. Inertage par l’azote de réacteur :
Parallèlement à la phase de remplissage de la trémie, la vanne EVR se ferme et EVA s’ouvre pour assurer l’inertage du réacteur pendant toute la phase de fabrication. En effet, pour éviter tout risque d’explosion, l’azote disponible en réseau dans l’usine est introduit dans le réacteur grâce à la vanne EVA assurant l’opération d’inertage.
3. Dosage des solvants 1 et 2 :
5 minutes après l’opération d’inertage, 1800 litres du solvant 1 sont introduits dans le réacteur, suivis de 150 kg du solvant 2.
La vanne EV1 permet d'introduire le solvant 1 dans le réacteur.
Le dosage du solvant 1 est assuré par un débitmètre qui donne une impulsion chaque 10 litres (IFT1 Impulsion du débitmètre FT1 de solvant (10L/impulsion)).
La pompe P2 et la vanne EV2 permettent d'introduire le solvant 2 dans le réacteur. Le fût (initialement plein de 1000kg) est placé sur un système de pesage WT2 (4-20 mA calibré sur la plage 0 – 1000kg) qui permet de contrôler la quantité du solvant 2 introduite dans le réacteur.
4. Transfert de poudre :
Dès que les solvants 1 et 2 sont mis dans le réacteur et la trémie de poudre est correctement chargée, on commence le transfert de 2,5 tonnes de poudre dans le réacteur.
La trappe T1 s’ouvre et la vis de transfert est entraînée par le moteur MV, acheminant la poudre au- dessus du réacteur. La trappe T2 s’ouvre également afin d’introduire de la poudre dans le réacteur.
Le réacteur est monté sur un système de pesage WTR (4-20 mA calibré sur la plage 0 – 5000kg) qui permet de contrôler les quantités de produit déversées marquant ainsi la fin de l’opération de transfert de poudre.
5. Homogénéisation des produits :
En Parallèle de l’opération de transfert de poudre, un agitateur est actionné par le moteur MA permettant d'obtenir un mélange homogène.
L’opération du mélange se poursuit après le transfert de poudre, un système de chauffage décrit par une résistance chauffante R se met en marche jusqu’à atteindre un seuil de température Ts. La régulation du chauffage (assurée via un sous-programme appelé régulation de température) et l’opération de mélange sont maintenu 20 minutes après.
Le mode automatique se clôture par un mode de marche de clôture marqué par l’arrêt de l’agitation, l’arrêt de l’introduction d’azote, la fermeture de la vanne EVA et l’évacuation du contenu du réacteur vers le réservoir de stockage par la vanne EVS.
I. Mode de marche de réglage :
Le mode manuel est assuré lorsque le sélectionneur du pupitre de contrôle est en mode manuel. Ce mode permet à l’opérateur de procéder à la vérification du fonctionnement du système dans le désordre :
1. Activer les actionneurs par des boutons poussoirs respectifs de marche.
2. Désactiver les actionneurs par des poussoirs respectifs d’arrêt.
La fin de ce mode entraîne une remise du système à son état initial. La condition de fin de mode de réglage consiste en la détection du retour en mode automatique.
I. Mode de marche de sécurité :
À la suite d’un arrêt d’urgence AU, tous les actionneurs du système sont arrêtés. Une fois l’arrêt d’urgence est désactivé, on reprend la production à partir de l’état initial. Un voyant d’alarme se met à clignoter.
Remarques : Les trappes T1 et T2 sont bistables, les vannes EV1, EV2, EVA, EVS sont normalement fermées (NF) monostables, la vanne EVR est normalement ouverte (NO) monostable. Les capteurs TOR marquant l’ouverture des trappes T1 et T2 sont respectivement T1o, T2o. Les capteurs TOR marquant la fermeture des trappes T1 et T2 sont respectivement T1f, T2f. Des capteurs TOR de positions sont prévus pour détecter l’ouverture et la fermeture des différentes vannes.
Aucun commentaire