Programmation d’automates pour optimisation des boucles de régulation du froid
Présentation de l'affaire
Heineken Mons en Baroeul a entrepris la rénovation complète de ses installations Froid entre 2009 et 2010. Nous avons été consultés afin de revoir les automatismes en 3 parties au niveau de l’automate de « gestion du froid » :
- Premièrement, nous avons réalisé un rewamping de l’automate de régulation du débit primaire
- Deuxièmement, l’automate gérant le taux de demande de froid ainsi que la cascade des compresseurs a été révisé.
- Dernièrement, une rénovation complète de la cascade des tours évaporatoires fut effectuée.
Phase 1 : Analyse du Point 0 : programmation des KPI directement dans l’automate afin de calculer de manière continue et automatique le niveau de performance des installations.
Avant les travaux d’amélioration, il fallait réaliser le point 0 de l‘installation en déterminant sa puissance délivrée. Ce calcul basé sur l’intégration des valeurs d’états des différents capteurs sur site. Ce calcul devait être réalisé en continu, directement dans l’automate Froid, à partir des données issues, soit de la salle des machines, soit des transmetteurs au niveau du poste de TGBT et des différentes cellules de comptage.
Phase 2 : Reprogrammation automate pour la gestion « optimisée » des boucles de régulation froid en fonction des données déterminées par MF conseil.
Nous avions pour mission l’intégration des modifications automates en fonction des attentes du client. Notre offre proposait la prise en charge des modifications des programmes automate Froid, Comptage et Réseaux & Alarmes, ainsi que la modification de la supervision des fluides pour l’agrégation de ces valeurs.
SOLUTIONS DE REPROGRAMMATION DES AUTOMATES DE RÉGULATION DU FROID
Débit primaire
Le débit primaire devait toujours être supérieur au débit secondaire selon la valeur d’un offset. Pour permettre un réglage optimal de la régulation du débit primaire, les paramètres suivants ont été mis en place dans l’automate froid :
- Entrée du régulateur PID
- Réglage du régulateur PID
- Sortie du régulateur PID
La solution a été décomposée en 7 parties :
- Gestion de la régulation
- Gestion des priorités des pompes
- La gestion de la mise en marche des pompes
- Gestion de la consigne de vitesse
- Chronogramme (schéma qualitatif)
- Gestion des cas de repli
- Grafcet de fonctionnement (ordres de marche, arrêt, pompes)
Compresseurs
Nous avons dans un premier temps fait fonctionner les compresseurs fonctionnant sur variateur pour optimiser le rendement et la régulation.
Suite à cela nous avons réalisé une régulation du froid grâce à deux PID en cascade permettant de maintenir la pression dans la bouteille NH3 et de piloter les compresseurs.
PID n°1 Correction du taux de demande froid :
régulation permettant de déterminer la correction à apporter au PID n°2 (taux de demande froid).
Cette régulation se fait sur la température départ primaire.
PID n°2 Taux de demande froid : régulation qui agit sur un taux de demande de froid qui permet de piloter les compresseurs.
Il calcule l’erreur qui existe entre une consigne (en °C), corrigée par le PID n°1, et la pression de la bouteille BP NH3.
Les vannes des tours évaporatoires ont été configurées afin d’être ouvertes dès lors qu’une tour est à démarrer, impactant un changement de l’ordre de démarrage pour optimiser le nombre de tours en fonctionnement.
Les grandes étapes du projet
- Migration d’un automate S5-135U Double CPU vers un automate S7 416 PN/DP (718 E/S – 7 compresseurs)
- Reprise de la supervision (Intouch V9.5) concernant les synoptiques du froid
- Reprise des schémas électriques
- Reprise entière du synoptique à LED
- Recette plateforme
- Câblage sur site et basculement sur 4 jours d’arrêt.