Beaulieu Textile_FR.indd

SITRANS LR560 et SITRANS RD500
Un transmetteur de niveau radar
à faible longueur d’onde
Projet chez Beaulieu
Technical Textiles
Ecrit par Alfons Calders et
publié dans Industrie, Technisch & Management, une
revue technique professionnelle Belge.
www.industrie.be
Comines-Warneton et Kruishoutem
abritent deux entreprises de la division
Technical Textiles de Beaulieu International Group. Toutes deux travaillent
avec des silos de stockage qui renferment plusieurs variétés de granulés de
polypropylène.
De Bleeckere, Production & Operations
Manager et Jean-Luc Dejaeghere, responsable Projets chez Beaulieu Technical Textiles de Comines-Warneton ainsi qu’avec
Gert Davidson, Application Engineer
Process Instrumentation & Analytics de
Siemens.
Récemment encore, le niveau dans les
silos était suivi à l’aide d’un flotteur
manuel. Pour augmenter l’efficacité de
la mesure et suivre automatiquement les
fluctuations, le système a été remplacé
par une mesure de niveau par radar à 78
GHz, spécifiquement destiné à la mesure
de poudres, granulés ou grains solides et
transparents.
La fabrication de textile technique
Industrie Technique & Management s’est
entretenu de cette application avec Bart
Beaulieu International Group (BIG), leader du marché européen et acteur mondial de premier plan dans la conception,
la production et la commercialisation
de revêtements de sols durs et souples,
de tissus d’ameublement et de textile
technique, est un groupe industriel belge
qui est né, en 2005, de la fusion de cinq
branches autonomes de l’ancien groupe
Beaulieu. BIG est une entreprise verticale
siemens.com/SITRANSLR560
Beaulieu Technical Textiles achète les granulés de polypropylène en vrac. Ils
sont stockés dans six silos présents sur le site.
intégrée, active dans la fabrication de matières premières,
de produits semi-finis et de produits finis. Avec trente
sites de production et de vente dans huit pays et 3.500
travailleurs répartis dans le monde, le groupe a généré en
2012 un chiffre d’affaires d’environ 1,4 milliard d’euros.
Les sites de Comines-Warneton et Kruishoutem forment la
division Beaulieu Technical Textiles.
Chez Beaulieu Technical Textiles, on produit des tissus
techniques pour diverses applications comme la toile
pour le tapis tufté, les géotextiles pour par exemple le
renforcement des voies, les toiles pour l’horticulture, les
films pour sous-toitures et les matériaux d’emballage. Le
processus de production démarre avec du polypropylène
(environ 90%) et du polyéthylène (environ 10%) que l’on
complète avec des additifs comme de la craie, des colorants et autres (comme des stabilisateurs UV).
Les grains de polypropylène sont livrés en vrac par
camion. Ils sont achetés par type (qualité, fusion...) et par
fournisseur (et lots). Il y a en tout six silos. L’un des principaux fournisseurs de cette matière première est Polychim
de Dunkerque, une autre entreprise du groupe. Les autres
matières premières sont livrées en sacs et en bigbags, en
fonction des quantités souhaitées.
Les matières premières sont mélangées en un produit
préalable, nécessaire à la composition, laquelle est
ensuite passée dans une extrudeuse pour en faire un
film. Ce film est découpé en bandelettes de quelques
mm de largeur qui sont ensuite embobinées. Des arbres
sont ensuite réalisés: les bobines sont placées les unes
à côté des autres et des centaines de fils sont enroulées.
Ces arbres servent de base aux fils de chaîne de la toile
(les fils longitudinaux). Après le processus de tissage,
Le transmetteur de niveau radar SITRANS LR560 pour la mesure de solides et
le gestionnaire de données à distance SITRANS RD500.
ces toiles sont revêtues d’un coating selon l’application.
Un film pour un emballage est par exemple encore traité
avec un coating imperméable à l’humidité.
Une nouvelle mesure de niveau améliore la maîtrise
du stock
La politique d’achats suit les fluctuations du prix du marché. Néanmoins, il ne faut pas tomber sans stock, sinon
la production s’arrêterait. Raison pour laquelle le niveau
des silos doit être contrôlé en permanence. Auparavant,
ils étaient équipés d’un système à plomb à commande
manuelle. Tous les jours, une personne devait se rendre
aux silos pour réaliser les mesures: appuyer sur un bouton pour dérouler le câble jusqu’à ce que la sonde descende jusqu’au niveau des granulés, noter le niveau puis
faire remonter le câble. Si le système électromécanique
rencontrait un problème, il fallait envoyer quelqu’un pour
réparer la pièce. Les silos dans lesquels sont stockés les
granulats de polypropylène ont 25 ans. Et avec l’usure, les
pannes se produisaient de plus en plus souvent.
La société a recherché une alternative sur le marché. Lors
du road show organisé par Siemens l’année dernière, les
responsables de Beaulieu ont découvert le tout nouveau
SITRANS LR560, le premier système de mesure de niveau
par radar pour particules solides à une fréquence de 78
GHz. Le SITRANS LR560 est un radar à 2 fils sans contact
allié à la technologie FMCW (Frequency Modulated
Continous Wave) et dispose d’une plage de mesure de
100 mètres. L’appareil est programmé sur place via des
touches de commande par n’importe quel électricien.
www.siemens.com/SITRANSLR560
Le SITRANS LR560 est actuellement le seul instrument du marché à fonctionner à
une fréquence de 78 GHz.
Grâce au Quickstart-Wizard graphique, la mise en service
ne prend que quelques de minutes.
Une mesure plus sûre grâce à une bande de fréquence
plus haute
Une mesure de niveau par radar s’effectue par l’émission
de courtes impulsions d’énergie micro-ondes lesquelles
sont réfléchies par la surface du liquide ou des granulés.
Le niveau est alors calculé par rapport aux dimensions
du silo. Normalement, la mesure de niveau par radar
utilise la bande de 6 GHz ou celle de 26 GHz. Ces fréquences conviennent aux liquides et aux granulés à gros
grains. Mais les granulés à fins grains peuvent renvoyer
des erreurs. Ce phénomène est dû à une dispersion des
impulsions (réflexions dans toutes les directions). À cause
de cette dispersion, les impulsions du radar ne sont pas
suffisamment renvoyées vers le capteur.
Et sans réflexion du signal, pas de mesure. La mesure
par radar d’un produit stocké dans une citerne est
rendue encore plus complexe parce qu’il forme des
cônes obliques (orienté vers le haut quand la citerne
est remplie, vers le bas quand elle se vide). Du coup,
le rayon n’est pas renvoyé dans la direction du capteur.
Sans compter que le polypropylène est transparent. Pour
obtenir un résultat fiable, on a déjà essayé de prendre la
mesure en oblique afin d’orienter le rayon le plus perpendiculairement possible sur le cône. Ce qui ne parvient pas
toujours à éliminer les erreurs de mesure.
Onde courte
Siemens Mitronics Canada a entamé il y a quelques
années le développement du SITRANS LR560. L’idée était
de mettre au point un autre système pour les mesures
de niveau de matières sèches que le radar orienté, qui
exige une installation assez lourde dans le silo et dont les
câbles peuvent s’user. La physique a apporté la solution
au problème : plus la fréquence du radar est élevée et
plus la longueur d’onde est courte. Du coup, il y a moins
de réflexions sur les granulés, davantage d’impulsions
sont renvoyées vers le capteur et donc, la précision de
mesure est meilleure. Le SITRANS LR560 de Siemens est
aujourd’hui le seul appareil sur le marché qui utilise la
haute fréquence de 78 GHz. Et cette courte longueur
d’onde garantit une mesure de niveau fiable des granulés,
même ceux qui provoquent la formation de grands cônes
de déversement.
Le radar de mesure SITRANS LR560 a aussi un faisceau
de signal très étroit (à peine 4°). Pour obtenir ce résultat,
un radar classique réclamerait une antenne parabolique,
ce qui rendrait la construction fragile. Ce faisceau très
étroit augmente la précision de la mesure en diminuant
le risque de perturbations dues aux parois du silo ou à
d’autres obstacles. On peut facilement diriger l’impulsion
du radar sur le point le plus bas du cône du silo pour
effectuer des mesures en partant du vrai point zéro, sans
donc connaître de zones mortes. Et grâce à cette courte
longueur d’onde, l’instrument a pu être équipé d’une
antenne à lentille, développée spécialement par Siemens.
Du coup, l’instrument dispose d’une construction compacte et robuste (l’antenne est intégrée dans le loge-
www.siemens.com/SITRANSLR560
Les transmetteurs de niveau sont couplés au gestionnaire de
données à distance SITRANS RD500.
ment). Une purge (air) est prévue pour l’autonettoyage
des solides extrêmement collants.
Grâce au système Siemens, Beaulieu Technical Textiles peut
désormais assurer le suivi des stocks dans les silos sans intervention humaine.
d’alimentation et les câbles Ethernet qui devaient être
tirés au-dessus des silos qui ont réclamé le plus de travail.
Déjà des mesures par radar à Kruishoutem
Après deux mois de tests du nouvel équipement, six
unités de mesure ont été acquises. Elles ont été équipées
d’un système de purge par air mais l’expérience a démontré que c’était superflu.
Le SITRANS LR560 est fourni avec HART, Profibus PA ou le
protocole Foundation-Fieldbus. Mais dans ce dernier cas,
les mesures de niveau sont couplées, via le signal de 4 à
20 mA, au SITRANS RD500, un gestionnaire de données
à distance, simple à utiliser. Il comprend un enregistreur
de données qui transcrit régulièrement les niveaux de six
silos sur une mémoire flash. Il est muni d’un module de
gestion des alarmes qui peut être paramétré et consulté
via un navigateur Internet.
Comme il est connecté au réseau Internet de l’entreprise,
toutes les personnes concernées peuvent voir en temps
réel les volumes (et donc les consommations) par l’intermédiaire d’un simple navigateur. L’enregistreur est également équipé d’un modem GSM qui permet d’envoyer
un SMS d’alarme ou de préalarme au responsable lorsque
le niveau est trop bas. Le suivi des stocks se réalise sans
intervention humaine.
Les mesures ont été effectuées sans problème pendant
un an à Comines. Du coup, depuis le début de 2012,
Kruishouten a équipé ses quatre silos de cet équipement.
L’installation s’est faite en trois jours. Ce sont les câbles
Siemens AG
Industry Sector
Sensors and Communications
76181 KARLSRUHE
ALLEMAGNE
Sous réserve de modifications.
Disponible au format PDF uniquement
© Siemens AG 2013
Les informations dans ce document contiennent des descriptions générales et des caractéristiques qui ne s’appliquent pas forcément sous la
forme décrite au cas concret d’application ou qui sont susceptibles
d’être modifiées du fait du développement constant des produits. Les
caractéristiques souhaitées de performance ne nous engagent que si
elles sont expressément convenues à la conclusion de contrat.
Toutes les désignations de produits peuvent être des marques ou des
noms de produits de Siemens AG ou de sociétés tierces agissant en qualité de fournisseurs, dont l’utilisation par des tiers à leurs propres fins
peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs.
Pour garantir la sécurité de l‘exploitation de l‘installation ou de la
machine, il est nécessaire de prendre des mesures de protection additionnelles et adéquates (par ex. concept de protection des cellules) et
d’intégrer les composants d’automatisation et d’entraînement dans un
système global de sécurité industrielle applicable à l‘ensemble de l‘installation ou de la machine. Ce système doit être conforme aux règles de
l‘art et à jour de l‘état de la technique. Vous trouverez de plus amples
informations sur : siemens.com/industrialsecurity
www.siemens.com/SITRANSRD500