production de sulfate de magnésium 2018 -...

B.T.S 1 ère année

Lycée M. M. FOURCADE Gardanne

PROJET Production de sulfate de magnésium

PRODUCTION DE SULFATE DE MAGNESIUM

Récolte du sel à Salin de Giraud

B.T.S 1 ère année



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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 :

� - 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. � - 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.

� - 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 MAGNESIUM

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PRODUCTION DE SULFATE DE MAGNESIUM : SYNOPTIQUE GENERAL

Ecoulement des eaux usées

Document n°2

BOUE

DE

MAGNESIE

(réservoir d’entrée)

P1

S7 capteur de densité

Four de séchage

Y1

Trémie d’ensachage

Tapis T3

S8

S9

M3 M2 M1

Centrifugeuse

M4

M5

Variateur Interface

Pupitre de commande

Alimentation électrique

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ETUDE PARTIELLE DE L’AUTOMATISATION DE CETTE PRODUCTION DE SULFATE

3 – FRONTIERE DE L'ETUDE : 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 : 1,5 kW VITESSE : 1500 tr/min RENDEMENT : 79% ALIMENTATION : 230V / 400V à démarrage direct

�� AUTOMATE (à définir par le professeur) :

SIEMENS ET200 (151-7 ou 151-8)

�� VARIATEUR DE VITESSE (à définir par le professeur) :

ALTIVAR 312 ou ALTIVAR 31 ou ACS50

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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~. L’armoire sera équipée d’une colonne lumineuse à 2 étages. Le premier H1 est de couleur blanche et indique lorsque toutes les protections sont fermées que l’armoire est sous tension. Le second H2 est de couleur verte et indique que la partie opérative a été mise en marche par une pression sur le BP «marche» S1. Le BP «arrêt» S2 coupe l’alimentation de la partie opérative. La machine est équipée d’un arrêt d’urgence S0 situé sur l’armoire et d’un autre S10 situé sur la boîte à boutons. Si l’opérateur l’actionne tous les mouvements s’arrêtent immédiatement quelque soit le cycle effectué. 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 porte, le câble de liaison entre l’armoire et le boîtier avec arrêt d’urgence S10 et capteur de densité S7

5.1 - Fonctionnement en production normale : (commutateur deux positions =>S3) Le système de production de sulfate de magnésium peut être décomposé en deux taches principales. � - 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.

� - 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 (S9), si les conditions initiales sont respectées et si le commutateur S3 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.

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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.

5.2 - Fonctionnement en mode de réglage (commutateur deux positions => /S3 Lorsque le commutateur est en position mode réglage (/S3) 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 S3. Cette partie n’est pas à prendre en compte maintenant.

Elle sera à développer après que l’armoire ait été complètement réalisée et livrée au client.

Le cahier des charges précisant les améliorations et actions correctives à apporter vous sera fourni en tenant compte de divers retours : clients, audits de qualité, procédures de contrôle.

Vous disposerez de 3 séances pour faire évoluer votre armoire.

BOITIER DE SIMULATION : PRODUCTION DE SULFATE

F.D. H.D

EXTENSIONS

S10 S7

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3x400V

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