Schneider Magazine 4 - Un coup de pouce à la nature

T R A I T E M E N T
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D O N N É E S
Au
Aut toommaat et es p ro g r aam
mm
maabl
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A
fin de s’épanouir parfaitement dans
nos serres belges, les plantes tropi­
cales et subtropicales exigent une cli­
matisation très précise. Des produits
industriels d’automatisation tels que
les automates programmables TSX,
de Telemecanique, y contribuent certainement.
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Un coup de
pouce à la nature
Un peu en dehors de Bruxelles, à proximité du Ring, plus précisé­
ment sur le territoire de la commune de Meise, se situe le grand
domaine de Bouchout d’une superficie de 92 ha. Ce domaine est
connu du grand public car il abrite le Jardin Botanique National.
Celui-ci compte deux grands complexes de serres, un herbier,
diverses collections thématiques de plantes en plein air (50 ha), une
bibliothèque scientifique, des bâtiments de service et des labora­
toires.
Une énorme installation de chauffage
Le palais des plantes abrite, sous ses quelques 10.000 m2 de super­
ficie, un des plus beaux complexes de serres d’Europe. Il comprend
13 grandes serres d’exposition accessibles au public, dont la hau­
teur varie de 8 à 16 m. Ces grandes serres abritent, à leur tour, 22
serres de collection, plus petites et qui contiennent des variétés de
plantes spéciales réservées exclusivement aux spécialistes et aux
scientifiques. Le palais des plantes abrite, en permanence, 10.000
plantes principalement en provenance des Tropiques. Afin de pou­
voir générer et perpétuer un climat tropical et subtropical dans nos
Te
contrées au climat frileux et variable, il y a lieu de prévoir une cli­
matisation correcte et précise. Le Jardin National des Plantes pos­
sède, à cet effet, des installations techniques importantes compre­
nant un bâtiment central de chauffage. C’est au moyen d’un réseau
de quelques 1000 m de couloirs souterrains et de tuyauteries qu’est
réalisé le chauffage du palais des plantes, des armoires de culture,
du bâtiment de l’herbier, des bâtiments de service et du château.
Il y a trois ans, le matériel de régulation de cette installation de
chauffage a dû être remplacé. Il s’agissait de régulateurs conven­
tionnels commandés à partir d’armoires à relais. L’occasion était
belle pour l’ingénieur Gilbert De Bont, Chef du Service technique,
de mettre en place une solution à base d’automates program­
mables. Une des principales motivations émanait des économies
d’énergie réalisées avec ce système: la consommation journalière
est, en hiver, de 8 à 10.000 m3 de gaz et parfois plus, ce qui repré­
sente le double de la consommation annuelle moyenne d’un ména­
ge belge. Sur base de connaissances en matière de climatisation
sous verre qui, soit dit en passant, diffère fortement d’un bâtiment à
M. De Bont du Jardin Botanique
et M. Nelis de la firme De Ram
l’autre en fonction de l’inertie thermique de la pierre ou du béton, on
élabora un concept de régulation. C’est la firme Gaston De Ram
S.A., distributeur de la marque Telemecanique, qui remporta, haut la
main, l’adjudication officielle. Gilbert De Bont et son équipe purent
dès lors, avec la collaboration technique de l’ingénieur Jean-Claude
Nelis, entamer la programmation et l’installation du nouveau système
de régulation.
Régulation complexe
Le système de régulation de la climatisation des serres et le chauf­
fage des bâtiments se compose d’un automate programmable cen­
tral TSX67 qui fait office
de master et qui dessert
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micro-automates
TSX17 programmables
décentralisés, répartis en
trois circuits. Un système
de supervision autorise la
programmation des auto­
mates programmables
(PLC) ainsi que le contrô­
le de l’installation à partir
de deux ordinateurs per­
sonnels (PC). Le pilotage
des 4 chaudières de
chauffage de 4.000 kW
chacune, des robinets à
trois voies et des pompes
est assuré par 2 TSX17
avec E/S analogiques.
L’installation est entière­
ment autonome et réagit
en fonction de la demande de chaleur et des conditions météorolo­
giques. La demande de chaleur est principalement influencée par la
climatisation des serres. La régulation de la climatisation s’effectue
au moyen de convecteur de chaleur à ailettes assurant une circula­
tion naturelle d’air ainsi que la ventilation. La température (jour/nuit de
12°C/10°C pour les serres subtropicales et 20°C/ 18°C pour les
serres tropicales) doit pouvoir être réglée avec précision. Pour le
palais des plantes, ce sont au total 19 automates programmables
TSX17 qui interviennent dans le pilotage des vannes à trois voies, des
pompes, des compresseurs et des pressostats des cylindres
linéaires de commande des aérateurs. La vitesse et la direction du
vent sont deux paramètres très importants pour la régulation des
aérateurs. C’est sur ces valeurs que sont prises les décisions du
nombre et du degré d’ouverture des aérateurs afin d’éviter aux
plantes ce que nous appellerons un choc thermique. Dans les serres
de culture, 11 automates programmables TSX17 s’acquittent du pilo­
tage des panneaux d’ombrage . La commutation jour/nuit s’effectue
sur base de cellules photoélectriques ou à l’aide d’une horloge pré­
programmée (l’horloge de l’automate programmable). La program­
mation de ces automates programmables (programmes propres de
réglage et de contrôle) a été effectuée en langage PL7-2.
Communication
Les automates programmables de la chaufferie, du palais des
plantes et des armoires de culture sont reliés entre eux ainsi qu’à l’au­
tomate programmable central, par un réseau Uni-telway. Via ce
réseau, l’automate programmable central ou master (un modèle
Telemecanique TSX67), qui fait office de contrôleur central, reçoit
continuellement des données des automates programmables
esclaves et envoie lui-même des informations vers ceux-ci. La pro­
grammation de l’ automate programmable master, a été effectuée en
langage PL7-3. Cet automate programmable central est, à son tour,
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Un coup de pouce à la nature
suite de la page 15
M. De Bont (Jardin Botanique)
avec le système de supervision
en liaison via un réseau Mapway (coaxial) avec deux stations d’or­
dinateur: l’une dans la chaufferie et l’autre dans le bâtiment central
du Service technique. Une communication rapide entre les ordina­
teurs et l’automate programmable master est ainsi possible. Ce qui
est indispensable, étant donné la quantité de paramètres à gérer,
comme par exemple, les températures dans les serres individuelles,
la position des différentes vannes, le fonctionnement des pompes,
les tensions de service , la position des aérateurs, les états d’alar­
me, ..., qui tous peuvent être appelés et commandés. Sans la com­
munication rapide de tous ces différents paramètres, il serait impos­
sible d’obtenir un contrôle complet du fonctionnement des installa­
tions.
Système de supervision
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Il a fallu développer un système de supervision et de contrôle très
détaillé sur les deux ordinateurs; ceci s’est fait avec l’aide du logi­
ciel Mini-Monitor 77/2. Le système de visualisation comporte actuel­
lement 155 images synoptiques. Ces images peuvent être visuali­
sées à l’aide d’un menu. Il est ainsi possible d’obtenir les données
actuelles ou en histogramme, éventuellement en graphique, des
paramètres météorologiques. Le fonctionnement de la chaufferie
peut être visualisé par schéma bloc mais également en fonction des
paramètres, être mis en graphique. On peut, de même, obtenir pour
chaque serre, une image synoptique avec plan géométrique de
toutes les données demandées (température, état des aérateurs
etc...). Les diverses vues d’écrans assurent le contrôle complet, tant
de la température que de l’aération des serres. 155 écrans synop­
tiques assurent actuellement la visualisation de quelques 700
valeurs analogiques et 1.120 valeurs numériques.
De plus, toutes les valeurs d’alarme et de divergence sont immé­
diatement affichées à l’écran sous forme de texte avec référence au
temps. Les alarmes importantes sont affectées aussi à la concier­
gerie avec appel par sémaphone du technicien de service. Les
données de température extérieure, direction du vent, luminosité,
consommation énergétique, température dans les serres,..., sont
mémorisées par demi-heure et imprimées tous les jours sous forme
de rapport.
Une solution honorable
L’emploi d’automates programmables de Telemecanique, appareils
destinés principalement à l’industrie, a permis à l’ingénieur De Bont
et à son équipe de réaliser un système de régulation et de contrôle
hors du commun. Une prouesse certes, puisque tout ceci dût se
réaliser en plus des tâches quotidiennes d’entretien. La program­
mation facile et l’environnement adéquat ont joué un rôle important
dans la réalisation de l’ensemble. Cette application quelque peu
inusitée, témoigne de la manière dont les produits de
Telemecanique et la tenace persévérance des techniciens du Jardin
Botanique National peuvent donner un petit coup de pouce à Dame
Nature. ■
Te
PC chaufferie
PC bureau