Torréfacteur Industriel

DUT GEII – parcours ERBI
MC-4209-C : E&R Automatisme & Énergie
durée : 8x3h
Torréfacteur Industriel
1 Présentation du système
◦
Partie opérative
La partie opérative à automatiser consisté en une machine à torréfier le café, reproduisant à échelle réduite, un
fonctionnement industriel :
Machine à torréfier
Grains de
Café Verts
- Choix recette
- Chauffage
- Brassage
Café
torréfié
- Chargement / évacuation
fig.1 : Synoptique
Le système comporte une cuve au sein de laquelle vont se dérouler le chauffage et le brassage du café. Un
couvercle motorisé permet le chargement des grains par le haut.
Une pale rotative commandée en vitesse variable permet de réaliser le brassage de la matière d’œuvre, tandis
qu'une résistance chauffante à ailette disposée sous la cuve assure son chauffage.
fig.2 : vue de profil du malaxeur
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S4
Les éléments mis en jeu au niveau de la P.O sont synthétisés dans le tableau suivant :
Désignation
Repère
Rôle
Fonction
Moteur Triphasé
M1
Mise en rotation des pales du malaxeur
actionneur
Moteur Triphasé
M2
Montée descente du couvercle
actionneur
Résistance Triphasée
R
Chauffage de la cuve
actionneur
Ailettes
Diffusion de la chaleur produite par la résistance
effecteur
Couvercle
Isolation du contenu de la cuve
effecteur
Pâle
Brassage des grains
effecteur
Sonde PT 100
PT100
Mesure de la température de chauffe
capteur
Fin de course
FDC Haut
Détection de la butée haute du couvercle
détecteur
Fin de course
FDC Bas
Détection de la butée basse du couvercle
détecteur
Fin de course
FDC Haut
Détection de la butée haute du couvercle
détecteur
Cellule photo électrique
Cellule Niveau Détection « niveau plein » atteint dans la cuve
Capteur inductif
Position pâle
détecteur
Détection de la position de la pâle permettant détecteur
l'ouverture du couvercle
→ Le schéma électrique de la partie puissance est disponible en annexe. 1
◦
Partie commande
La P.C est bâtie autour d'un API M340 avec la configuration suivante :
•
Rack 4 emplacements : XBP 0400
•
Alimentation DC24C / 0,45A : CPS2000
•
CPU Modbus/ethernet : P 34 2020 – Adr IP : 192.168.0.180
•
Carte 16 e TOR DC 24V : DDI 1602
•
Carte 16 S TOR à Relais : DRA 1605
•
Carte 2E analogiques universelles / AMI 0410
◦
Partie Relation
Le pupitre opérateur regroupe :
•
un ensemble de commandes et signalisation (voyants, B.P et Inter). Ceux-ci permettent le pilotage
manuel de chaque actionneur (lorsque le mode manuel est sélectionné) et la visualisation rapide des
détecteurs du système
•
Une IHM tactile Magelis (IP : 192.168.0.181): Cette interface permet à l'opérateur le choix du mode de
fonctionnement : Manuel ou Automatique. Dans ce dernier cas, l'utilisateur peut choisir entre 3 recettes
prédéfinies. Le mode manuel duplique les commandes et signalisations du pupitre et permet de
visualiser la température de chauffe ainsi que la vitesse de rotation de la pâle.
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fig.3: Pupitre de commande
L'implantation électrique des équipements mis en jeu est faite dans deux armoires distinctes : l’armoire « P.O » et
l'armoire « P.C/P.R ».
Deux paires de connecteurs DB9 et DB15 reliées par une nappe de fils permettent de relier la P.O à la P.C.
Le lien entre l'IHM et la P.C est assuré par le réseau ethernet selon un protocole Modbus TCP.
2 Cahier des charges
Le système prend en charge deux modes de fonctionnement : manuel et automatique.
◦
Mode manuel :
En sélectionnant ce mode avec la touche adéquate de l'IHM, l'utilisateur peut :
- Piloter la montée/descente du couvercle via les touches correspondantes sur l'IHM, les deux boutons
poussoirs du pupitre ou encore les deux boutons poussoirs de la P.O (Si le sélecteur « Maintenance » est
activé).
- Activer la rotation de la pâle en petite, moyenne ou grande vitesse grâce au sélecteur 4 positions du
pupitre.
- Observer la température de chauffe ainsi que la vitesse de rotation de la pâle.
- Visualiser l'état des détecteurs .
◦
Mode automatique :
En sélectionnant ce mode avec la touche adéquate de l'IHM, l'utilisateur peut choisir entre quatre recettes ayant
les caractéristiques résumées dans le tableau suivant :
Recette
Durée de chauffe
Température de chauffe
Vitesse de brassage
Mocha
3 mn
55 °C
MV
Arabica
4 mn 30 s
60 °C
PV
Robusta
2 mn
75 °C
GV
Libre
Libre
Libre
Libre
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Une fois le cycle choisi, la séquence opérée est la suivante :
- L'opérateur appuie sur « BP_Malaxeur_On », la régulation de température est alors déclenchée
- Une fois la température de consigne atteinte , le couvercle s'ouvre
- Le système attend que la cuve soit remplie et que l'opérateur appuie sur le B.P de fermeture du pupitre
- La pâle est mise en rotation pendant la durée définie
- La régulation est stoppée et la pâle arrêtée dans une position rendant possible l'ouverture du couvercle.
- Le système attend que la température soit redescendue en dessous de 40°C pour pouvoir débuter un
nouveau cycle
A tout moment, le passage en mode manuel ou l'appui sur un arrêt d'urgence provoque la réinitialisation du
grafcet gérant le mode automatique.
3 Planning de travail
4 Critères d'évaluation
- Mode Manuel ( / 4 pts)
- Mode Auto (/ 4 pts)
- IHM ( / 4 pts)
- Rapport (/ 4 pts)
- Autonomie (/ 4 pts)
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Annexe 1 : Schémas électriques (1)