Automatismes des ponts roulants pétrochimiques

Solutions pour cokéfaction - Applications

Automatisation 

Généralités

Un pont roulant de cokéfaction du pétrole est équipé d'un grappin mécanique commandé par deux mécanismes, un pour le levage et un pour le câblage : le chariot et le pont. Toutes les commandes d’entraînement se font par bus de terrain (Profibus) en fonctionnement normal ou par convertisseurs de fréquence (variateurs) à commande câblée, DynaHoist pour le levage et le câblage et Dynac pour le chariot et le pont. Le déplacement de la trémie est également commandé par bus de terrain.
Toutes les fonctions du pont roulant sont commandées par API à l’exception de la commande de secours câblée (suspendue).

Les mouvements et fonctions du pont roulant sont commandés depuis la cabine du pilote. Pour gérer et faciliter la maintenance (changer les câbles par exemple), le système possède une commande de secours câblée (suspendue).

Principales fonctions

  • Commande des mouvements du grappin (système de commande de grappin DynAGrab à double mécanisme)
  • Commande des mouvements du chariot
  • Commande des mouvements du pont
  • Commande des fonctions d'alimentation en énergie, comme le contacteur principal, l’air conditionné, etc.
  • Commande de la semi automatisation
  • Commande des mouvements de la trémie de translation
  • Interface HMI, par exemple alarmes, événements, informations de process, etc.

Système de commande

Cabin

Cabine

Remote I/O

Entrée/sortie à distance

Profibus

Profibus

Customer DCs

CC client

Building side junction box

Boîte de jonction côté construction

Not in KC scope

Hors du domaine d’application de KC

Profibus DP/Fiber optic cable

DP Profibus/câble à fibre optique

S7 CPU F-Safe dual power supply

Double alimentation S7 CPU à sécurité intégrée

D2V bridge 2 pcs

D2V pont 2 pièces

Dyna Reg 4 pcs

Dyna Reg 4 pièces

D2V trolley

D2V chariot

D2V hoist

D2V palan

D2V close

D2V fermeture

DP/DP coupler

Coupleur DP/DP

Control house : master PLC, Dynac, DynaHoist, DynaReg

Boîtier de commande : API maître, Dynac, DynaHoist, DynaReg

Critical I/O doubled

Entrée/sortie critique double

Travelling machineries

Mécanismes de translation

Bridge

Pont

Trolley

Chariot

Hoist

Palan

Hoisting/traversing machinery

Mécanisme de levage/déplacement

Hopper location sensors

Capteurs de position de trémie

Bridge pos. encoder

Codeur de position de pont

Trolley pos. encoder

Codeur de position de chariot

Close

Fermeture


Composants principaux

Les principaux composants du système API sont les suivants :

  • API maître dans la salle électrique
  • Double alimentation
  • CPU S7-400 à sécurité intégrée
  • Entrée/sortie critique sur bâti S7-400, doublée
  • Unités d’entrée/sortie à distance dans la salle de commande, dans le chariot et dans la cabine de l’opérateur
  • Variateursà commande matérielle ou par bus de terrain dans la salle électrique
  • Panneau opérateur, HMI dans la cabine de l’opérateur et la salle électrique
  • Codeurs de mesure de position pour le chariot et le pont
  • Bus de terrain de la salle électrique vers le pont, le chariot et la cabine de l’opérateur
  • Câble à fibre optique de la salle électrique à la boîte de jonction, située sur le côté de construction
  • CMS, système de surveillance du pont roulant

Entraînements moteur

Les entraînements des moteurs sont des convertisseurs de fréquence (variateurs ) KC Dynac et KC DynaHoist. En mode manuel, le pont est commandé à l’aide d’un levier de commande à variateur de vitesse (0 à 100 %) depuis la cabine de l’opérateur. En mode secours, les mouvements sont commandés par des boutons de commande à deux vitesses depuis la boîte à boutons suspendue.

DynaReg, système de freinage par récupération

DynaReg est un système de freinage par récupération, qui réalimente le réseau avec l’énergie générée par les moteurs

Trémie de translation

L’entraînement de la trémie de translation est commandé par des boutons poussoirs séparés depuis la cabine de l’opérateur. En mode service, on ne peut pas commander la trémie de translation.

Synchronisation d’entraînement du pont roulant, DynATrak/P ( / R)

Généralités

La synchronisation des mouvements du pont roulant s’obtient normalement par l’intermédiaire de la structure mécanique du pont qui est suffisamment rigide/résistante pour empêcher tout défaut d’alignement excessif. Quand les ponts roulants ont une grande portée ou quand les sommiers supportent des charges très différentes, les entraînements peuvent répondre différemment et donc provoquer une mise en crabe le pont roulant. La synchronisation électrique DynATrak assure que le pont roulant se déplace sans à-coup le long du rail sans accumuler de déviation.

Le fonctionnement du DynaTrak/P est basé sur la position P des deux sommiers, l'objet consistant à éviter la déformation structurelle du pont. Le mesure peut être incrémentale ou absolue. Pour la mesure incrémentale, la position relative des deux sommiers est inconnue, le déplacement est géré par des générateurs d'impulsion et contrôlé en plusieurs points le long du chemin de roulement par des jeux de drapeaux. La correction s'effectue sur la base du dernier point de mesure. La mesure absolue est assurée par l'installation sur les deux sommiers de télémètres laser ou de codeurs absolus.

La solution Konecranes DynaTrak/P est celle-ci :

Des variateurs de vitesse courent sur chaque côté du pont roulant, ce qui permet de faire des réglages de vitesse indépendants sur chaque côté et d’empêcher un défaut d’alignement excessif

.

Communication avec le DCS

Le pont roulant échange des données avec le système DCS du client. La communication a lieu via le Profibus.La quantité de données est égale à 128 octets dans chaque sens.

HMI

Le système est constitué par l’API et le panneau opérateur. La communication entre l’API et le panneau a lieu via le bus de terrain. Tous les registres de données se trouvent dans l’API. Tous les textes et tous les historiques des alarmes et événements sont stockés dans la mémoire du panneau opérateur.

Les écrans de surveillance DynAMonitor de KC comprennent en général les zones de données suivantes :

Écran principal

L’écran principal est présenté sur la droite. L’écran principal donne accès aux autres écrans, qui sont associés à la commande du grappin. On sélectionne l’écran en appuyant sur le bouton bleu.

Le bouton ESC sert à passer à un niveau supérieur dans la hiérarchie des écrans.



Système de commande de grappin à double mécanisme DynAGrab

La commande DynAGrab , développée par Konecranes, est conçue pour les appareils équipés de bennes preneuses et des grappins mécaniques à câble et suspendus par deux treuils indépendants. Il comporte deux variateurs DynaHoists, un automate programmable et d'autres dispositifs destinés à l’interface utilisateur (pour des renseignements détaillés, voir la spécification DAGPF10.PDF).

Caractéristiques de la commande DynAGrab

  • Synchronisation
  • Répartition de la charge sous les deux treuils
  • Remplissage automatique du grappin
  • Arrêt rapide du grappin
  • Détection des défauts
  • Détection de blocage du grappin

Commande électronique anti-ballant DynAPilot

Le système anti-ballant DynAPilot empêche le roulis provoqué par les mouvements du pont roulant et rend celui-ci plus facile à actionner. Grâce au système anti-ballant, l’opérateur du pont roulant commande directement les mouvements de la charge et le balancement de la charge est automatiquement évitée.

Types d’automatisation

  • La semi automatisation pour les commandes “Aller à trémie” et “retour à la position précédente” aide la conduite dans des situations de faible visibilité
  • L’automatisation complète à temps partiel peut servir dans les situations de faible visibilité
  • L’automatisation complète à temps complet est disponible indépendamment des conditions de visibilité
  • Les ponts roulants automatiques peuvent être surveillés depuis la salle de commande de l’unité de cokéfaction