Post on 04-Apr-2015
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Approche fonctionnelle
Station d’irrigation Station d’irrigation IRISIRIS
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Auteurs
AUTEURS
BARTHEN Norbert, professeur au lycée Victor Hugo de Colomiers
CHOULLI Rachid, professeur au lycée Jolimont de Toulouse
MENDOUSSE Jean-Michel, formateur à l’IUFM Midi-Pyrénées
MIAS Serge, formateur à l’IUFM Midi-Pyrénées, responsable du groupe
Unité de pression
Asperseurs
Borne d’irrigation
Point d’eau
Canalisations amovibles
Frontière du système réel
Présentation 1/2
A0A0
Présentation 2/2
• La station d’irrigation de VERNIOLLE possède comme source d’eau l’ARIEGE. Cette eau transite par les canalisations de la station jusqu’aux bornes situées à proximité des cultures.
• Le débit total est de 1080 litres/s
• La hauteur manométrique totale est de 160 m.
• L’eau est filtrée (filtre de 1,5 mm).
• Le pompage se fait à l’aide de huit groupes (deux sont utilisés soit en vitesse fixe, soit en vitesse variable).
• Une cuve de 25000 litres assure la protection « anti-bélier ».
• L’alimentation en énergie électrique est assurée par une ligne de 20 KV et un poste de transformation de 3*1250 KVA.
• La surface d’arrosage doit rester constant, les asperseurs sont calibrés en débit sous une pression donnée. Le nombre d’asperseurs en service peut varier, donc le débit varie, donc il est nécessaire de maintenir la pression constante.
Grandeurs et unités
• Pression : la pression s’exprime en Pascal ou en Bar Pascal 1 Pa = 1 N / m² Bar 1 bar = 105 Pa
• Hauteur manométrique : c’est la différence de pression entre deux points A et B. H = PB - PA en mètres de colonne d’eau (m.c.e.). Dans la pratique on considèrera : 1 bar = 10 m.c.e.
• Hauteur manométrique totale : HMT = HGA + HGR + PA + PR + P HGA : Hauteur géométrique d’aspiration HGR : Hauteur géométrique de refoulement PA et PR : pertes de charge P : Pression utile au niveau de l’aspersion.
• Puissance utile nécessaire à la pompe : Pu : puissance utile de la pompe en Watts m : masse d’eau en kg pompée en un temps t en s (calculée à partir du débit en m3/h)
A
B
H
Notions d’hydraulique
P
HGR
HGAPompe
Photo du système didactiséSystème didactisé 1/2
A0A0
• Le système est homothétique en débit et en pression à la station d’irrigation de VERNIOLLE en ARIEGE. La surface d’arrosage doit rester constante, les asperseurs sont calibrés en débit sous pression donnée.
• Le nombre d’asperseurs en service peut varier, donc le débit varie aussi. Il est donc nécessaire d’assurer le maintien de la pression à valeur constante quel que soit le débit afin de garder constante la surface d’arrosage.
• Le système fonctionne en circuit fermé, l’eau pompée est refoulée dans la bâche. La mise sous pression se fait à l’aide de deux groupes motopompes, un à vitesse fixe, l’autre à vitesse variable.
• Deux réservoirs de 25 litres assurent la protection « anti-bélier ».
• L’alimentation électrique : 3*400V + N + PE
• Pour la régulation, le système dispose :– soit d’une carte de régulation associée au modulateur en mode automatique,– soit de l’automate avec son superviseur en mode automate.
• Enfin l’eau véhiculée à l’intérieur d’une tuyauterie ( tuyaux, coudes et crépines ) est soumise à des contraintes de frottements appelés « pertes de charge ». Celles-ci sont simulées sur le système didactique par une vanne.
Caractéristiques du système didactiséSystème didactisé 2/2
Eau aspergée
sous pression
Fonction globale : A-0
Réseau EDF
3*400V – 50Hz
MarcheArrêt
Arrêt d’urgence
, ,Informations pupitre
Energie calorifique perdue
WW RR EE
A-0
Consigne de pressionParamètres PI
Réglage du pressostat
Station d’irrigation
Irriguer par aspersion
A0
Nombre d’asperseursPertes de charge
Réservoirs tamponsProgramme API
Modes de marches
CC
Analyse fonctionnelle>A-0
Eau stockée à la
pression atmosphérique
Caractéristiques du réseau hydraulique
Eau aspergée
sous pression
EEWW
Traiterles données
A2
Acquérir lesétats
du systèmeA5Capteurs de débitCapteurs de pression
Image pression amont
Etat contact pressostat
Image fréquence Rotation PV
Consigne pression
Commande variateur
Réglage PISeuils pressostat
Modes de marche
Energie électrique3x400V+N+PE
Energie électrique modulée
Energie calorifiqueperdue
Réglage capteurs
Consigne
WsWs
WsWs
CC
RR
WW
Carte de régulationAPI
Gérer et modulerl’énergie
A3A3ContacteursVariateur
Analyse fonctionnelle>A-0>A0
Informations pupitre
WsWs
Communiqueravec le système
A1Pupitre
WsWs
Images débit,pressions amont et aval
Eau stockée à
la pression atmosphérique
Filtrer, mettresous pression
et distribuerA4
Électropompes RéservoirsCrépinescanalisations
A0
RR
WsWs
Eau aspergée
sous pression
Eau stockée à
la pression
atmosphérique
A4
Filtreret
refouler A41Électropompes
Analyse fonctionnelle>A-0>A0>A4
Asperger A43
AsperseursElectrovannes
Energie électrique modulée
WsWs
CC
CCEE
CC
Caractéristiques du réseau hydraulique
Electrovannes
Pertes calorifiques
Pertes de charge
Pression aval
Eau sous pression constante
et à débit spécifié
Fuites d’eau
Distribuer L’eau
A42
Canalisations
Pertes calorifiques
WsWs
Support d’activité A-0Support d’activité A-0
A0A0Voir synoptique
Manomètre
Réservoirs 25 L
Pompe à vitesse fixe
Pompe à vitesse variable
Électrovannes
Asperseur
Clapet
Pressostat Capteur pression amont
Capteur débit
Aspiration
Aspiration
Vanne pertes charges
Capteur pression aval
Synoptique
Commande des électrovannes
Indication de la pression amont
Indication de la vitesse de rotationDe la pompe à vitesse variable
Indication du débit
Indication de la pression aval
Cliquez dessusPour agrandir
Pupitre 1/2
Pupitre 2/2
Choix du mode defonctionnement
Bouton d’arrêt d’urgenceBouton poussoiressais lampes
Bouton poussoir arrêt
Bouton poussoiret voyant marche
Voyant mise sous tension
Voyant fonctionnementpompe à vitesse fixe
Voyant fonctionnementpompe à vitesse variable
Voyant défaut
Consigne pression
Carte de régulation
Carte de régulation
Schéma
Carte de régulation
API
Schéma de câblage des entrées TOR automate
Schéma de câblage des sorties TOR automate
TSX Micro
Schéma de câblage des entrées et sorties analogiques
Entrées sorties analogiques
Entrées TOR
Module de sorties automate
Commande des électrovannes
Sorties TOR
Voyants de mise en service des électrovannes
Module de sorties automate
Entrées sorties analogiques
TSX Micro
Entrées analogiques
Sortie analogique
Contacteurs variateur
Schéma
Contacteurs
Variateur : Leroy Somer Digidrive Se 2,5TIentrée = 6,4A sous 400V – 50HzIsortie = 4,2A à fréquence de découpage 3 KHzPmoteur = 1,5Kw
Schéma contacteurs variateur
Contacteurs
Variateur
Photo motopompe
Caractéristiques pompe à vitesse fixe :
Moteur Leroy Somer LS 80LCouplage étoile 400V – 50HzNn = 2835 tr/mincos φ = 0,84 et In = 2,5APuissance : 1,1 KW
turbine Leroy Somer MIV 5.5/BHmax = 58m
Caractéristiques pompe à vitesse variable :
Moteur Leroy Somer LS 90SCouplage étoile 400V – 50HzNn = 2870 tr/mincos φ = 0,81 et In = 3,3APuissance : 1,5 KW
turbine Leroy Somer MIV 5.7/BHmax = 80m
Schéma
Schéma de puissance (motopompe)
Moteur à vitesse variable 1,5 KW
Moteur à vitesse variable 1,1 KW
Photo réservoirs
Réservoirs VessiesCapacité : 25L
Fonction : Anti-coups de bélier (Stabilise les fluctuations de pression et de débit)
Photo canalisations
Vanne pertes de charges
Fonction : permet de simuler les pertes de charges dans la canalisation
canalisations
Caractéristiques :• Type : ED 517 / 314 . 411 / 075• Gamme de pression : 1 – 10 bars• signal de sortie : 0 – 10 V DC
Fonction :Mesurer la pression et fournir en sortie une tension continue de 0 à 10V proportionnelle à la pression. Cette information est envoyée à la carte de régulation
Capteur de pression amont ou aval
Capteurs de pression
Schéma
Capteurs de débit
Caractéristiques :
Capteur à roue à palettes SIGNET 515Plage de mesure : 0,3 à 6 m/sPrécision : ± 1 % de la pleine échelleAucune tension d’alimentation
Signal de sortie : 0,3V par m/s15 à 18 Hz par m/s
Capteur de débit
Schéma
Capteurs de pression
Capteurs de pression amont et aval
Capteur dedébit
Capteur de débit
Bibliographie et sites Internet
• Système de distribution d’eau asservi en pression (Réseau National de ressources en Électrotechnique - matériel didactique LEROY SOMER)
• Toutes les photos ont été réalisées au lycée Jolimont et elles sont libres d’utilisation
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NON OUI
auteurs
AUTEURS
BARTHEN Norbert, professeur au lycée Victor Hugo de Colomiers
CHOULLI Rachid, professeur au lycée Jolimont de Toulouse
MENDOUSSE Jean-Michel, formateur à l’IUFM Midi-Pyrénées
MIAS Serge, formateur à l’IUFM Midi-Pyrénées, responsable du groupe
auteurs