Les systèmes IHM ORCA assurent des processus stables
Comment URACA assure des processus propres et stables grâce à des systèmes IHM modulaires
Le nettoyage régulier à haute pression des cuves de réacteurs ne garantit pas seulement la propreté du processus, mais contribue également à l'optimisation des temps de production et à la stabilisation des processus sensibles. Avec les solutions de nettoyage haute pression de l'entreprise URACA, même les géométries complexes et difficiles d'accès peuvent être nettoyées sans laisser de résidus. Les exigences posées aux systèmes IHM requis sont par conséquent très élevées – car les processus doivent être surveillés, utilisés et commandés en toute sécurité. Dans le cadre d'un projet actuel, URACA a opté pour un système IHM de la nouvelle plate-forme d'équipements modulaire ORCA de R. STAHL.
Les systèmes de pompage doivent être performants et fiables
Les domaines d'application du nettoyage intérieur des cuves sont extrêmement variés. Le système de nettoyage à utiliser dépend toujours du type de salissures à éliminer. Un projet actuel d'URACA consiste en un système de nettoyage automatique de réacteur avec actionneur pneumatique. Ce système est mis en œuvre en zone Ex, zone 1 IIB T4. L'étendue du système comprend six systèmes de lances de nettoyage, eux-mêmes composés de deux lances chacun. L'objectif est de nettoyer six réacteurs d'une hauteur d'environ sept mètres et d'un diamètre d'environ quatre mètres à l'aide des deux lances qui nettoient respectivement en même temps.
Deux systèmes de pompage haute pression RS724 EEx/400, zone 2 IIB T4 sont raccordés à chacune des lances. Ces pompes haute pression RS724 d'URACA présentent une pression de fonctionnement de 400 bars et un débit de 209 l/min. Elles peuvent être décrites comme des pompes volumétriques robustes. La conception sophistiquée des pompes se traduit par une faible consommation d'énergie grâce à un rendement mécanique élevé et un fonctionnement à faible usure. Dans le projet actuel, chacune de ces pompes haute pression alimente six systèmes de lances de nettoyage. En cas de révision du système de pompage, les pompes peuvent être commutées via une vanne manuelle « cross-over » surveillée. Ainsi, le nettoyage est assuré en permanence par la deuxième pompe. Le système de nettoyage est entraîné par un moteur asynchrone triphasé à régulation de fréquence 160kW 380V 50Hz 1500 1/min pour la zone Ex II 2G Ex de IIB T4.
Une tête de lavage de cuve URACA TWK, utilisable jusqu'en zone Ex 0, est montée à l'extrémité de la lance. Cette tête de lavage de cuve est équipée d'un rotor à travers lequel le nettoyage s'effectue au moyen d'un jet d'eau et d'un mouvement. Une unité de verrouillage surveillée fixe la lance en position de stationnement. La vanne haute pression DPSV combinée et surveillée permet d'activer ou de désactiver la haute pression au niveau des buses TWK ou la basse pression au niveau de l'anneau de pulvérisation. Les positions des lances peuvent être réglées et adaptées avec précision aux souhaits individuels afin d'obtenir un résultat de nettoyage optimal. Ce processus est pris en charge par un encodeur. Il permet d'atteindre automatiquement dans l'ordre souhaité jusqu'à dix positions préalablement paramétrées.
Le système d'automatisation et d'entraînement comprend une unité de commande et d'entraînement ainsi qu'un panneau de commande et de visualisation (IHM) qui permet d'utiliser, de surveiller et de commander l'ensemble du système de nettoyage et de pompage. L'unité d'entraînement se compose d'une armoire de puissance avec convertisseur de fréquence, placée dans le centre de commande des moteurs (CCM) climatisé du client. La communication avec la commande Siemens S7-1500 s'effectue via l'interface Profinet. En cas d'urgence, le convertisseur de fréquence est arrêté en toute sécurité. L'unité de commande se compose d'une armoire de commande avec la commande Siemens S7-1500 Failsafe ainsi que d'autres techniques de surveillance, d'appareillages de commutation, de sécurité et de protection contre les explosions. L'armoire de commande est placée dans la salle de contrôle climatisée. En raison de la longueur des câbles de 500 mètres, la transmission s'effectue à chaque fois par fibre optique.
Le concept modulaire assure la durabilité du système IHM
Le Panel PC IHM certifié ATEX/IECEx, NEC et CCC China-Ex permet de surveiller, d'utiliser et de commander en toute sécurité l'ensemble du système de nettoyage haute pression directement dans la zone de nettoyage du réacteur. Le Panel PC utilisé est un dispositif 15" de R. STAHL de la nouvelle plate-forme d'équipements modulaire ORCA. Avec la structure modulaire de l'IHM, R. STAHL emprunte de nouvelles voies : sur les dispositifs ORCA, il est possible d'échanger des composants individuels tels que le boîtier électronique et le boîtier d'affichage. Cela s'avère particulièrement payant en termes de durabilité et de protection des investissements. En effet, contrairement aux dispositifs scellés qui doivent retourner à l'usine du fabricant pour être réparés, les dispositifs modulaires ORCA peuvent être remplacés par le personnel de l'exploitant lui-même. Les fabricants de machines peuvent utiliser la structure modulaire pour fournir à leurs clients une unité informatique entièrement préconfigurée lors des mises à jour matérielles nécessaires ou en cas de réparation. Cela permet d'économiser du temps et de l'argent. La capacité de mise à jour garantit la sécurité des investissements pendant au moins 15 ans. « Nous avons été immédiatement convaincus par le nouveau concept EasyConnect de la plate-forme d'équipements ORCA. L'écran et le module électronique peuvent être séparés en un tour de main. Un nouveau boîtier électronique plus performant remplace l'ancien. Grâce à cette modularité, l'ORCA devient un concept d'IHM qui répondra également à l'avenir aux progrès techniques », rapporte Harald Claß, responsable de la conception électrotechnique chez URACA.
Un dispositif pour encastrement frontal de 15" est intégré dans le système de nettoyage du réacteur. La plate-forme d'équipements ORCA est disponible dans les variantes 12", 15" et 22" et les dispositifs conviennent pour les zones Ex 1, 2, 21 et 22 ainsi que pour la classe I et II, la division 2 et la classe III. Ils sont conçus de manière modulaire à partir d'un boîtier électronique et d'un boîtier d'affichage et peuvent ainsi être mis à l'échelle en fonction de l'application. L'affichage et les écrans tactiles sont protégés par une vitre frontale en verre trempé, ce qui rend les dispositifs nettement plus robustes que les écrans tactiles résistifs classiques. Les trois tailles de dispositifs sont équipées d'écrans larges modernes à luminosité et contraste élevés, ainsi que d'une protection IP66 intégrale.
Grâce à la visualisation basée sur S7 SIMATIC Win CC, l'utilisateur dispose d'une vue d'ensemble complète de l'installation et peut sélectionner les différents réacteurs via des fenêtres de menu, commander et surveiller des séquences de nettoyage avec un ou deux systèmes de lance manuellement ou de manière entièrement automatique, paramétrer ou sélectionner des programmes. Des messages d'état et d'erreur ainsi que des indications sur les heures de fonctionnement des pompes et de la haute pression informent sur l'état actuel du système. Il est en outre possible de passer à la langue spécifique du pays.
Conclusion
Les exigences posées aux systèmes IHM des solutions de nettoyage haute pression sont élevées. Heureusement qu'URACA peut se fier aux composants utilisés, aux certificats mondiaux, à la protection contre les explosions ainsi qu'aux aspects de service des nouveaux pupitres de commande ORCA de R. STAHL.
