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Chez Ricoh Profibus facilite l'extension de l'installation

GRACE A CE BUS DE TERRAIN RICOH ALLEGE L'ARCHITECTURE DE CONTROLE DE SON PROCESS DE MELANGE.
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A Wettolsheim, le site alsacien de Ricoh réunit quatre activités de production : la fabrication du toner d'impression, le montage de photocopieurs, la fabrication des rouleaux de fusion et la confection de papier thermique. Ce papier thermique est notamment employé pour imprimer une grande variété de tickets de caisse et autres reçus.
Bien entendu, l'entreprise japonaise ne fabrique pas le papier de base. Son savoir faire se trouve dans la dépose sur ce support de plusieurs couches de liquides spécifiques qui confèrent au papier les caractéristiques nécessaires à l'impression thermique.
La qualité du papier thermique dépend du process de dépose et de séchage successifs des produits couchés sur le papier. Elle dépend aussi des propriétés des différents liquides. Leur préparation est un point clé du procédé de fabrication. C'est là, la véritable valeur ajoutée de Ricoh. Cette étape de préparation est entièrement automatisée.

 Environ 80 cuves renferment des poudres, des liquides et diverses matières premières. Toute une panoplie de pompes, vannes et de tuyauterie permettent de réaliser de savants mélanges.
A chaque type de liquide, sa recette de fabrication. La combinaison des liquides couchés sur le papier détermine la sensibilité et les propriétés du papier. Ainsi, la variété des papiers thermiques proposée conduit à la préparation de divers mélanges.
L'essentiel de l'instrumentation utilisée pour la production est employé dans la zone de mélange. Une centaine d'instruments sont mis en Å“uvre pour contrôler ce processus automatisé. Pression et température sont les principales mesures réalisées.

Quelques capteurs par ultrasons sont utilisés mais c'est surtout par mesure de pression que le niveau des cuves est relevé. La pression est contrôlée en sortie de pompes pour détecter tout bouchon. Le contrôle de la température est également primordial car certains mélanges se font mieux à chaud.
Cette année un nouveau type de mélange pour une nouvelle gamme de papier a nécessité l'installation d'une douzaine de cuves supplémentaires. Il a fallu les instrumenter.

« L'installation et la mise en service de l'ensemble comprenant des cuves, des pompes, des vannes et toute l'instrumentation associée devait être réalisée en 12 jours lors d'un arrêt de la production », indique Franckie Khodja, technicien ingénierie chez Ricoh. Il fallait donc sélectionner une technologie rapide à mettre en Å“uvre.
Toute la base installée des transmetteurs de l'unité de mélange communique avec le système de contrôle de process par liaison analogique 4-20 mA. Seules les informations provenant des modules d'entrées/sorties déportés, auxquelles les vannes étaient notamment connectées, transitaient par le réseau Profibus.

 Le service Ingénierie de Ricoh a donc envisagé d'étendre l'utilisation de ce bus de communication numérique à l'instrumentation. «Notre choix s'est porté sur ce bus car nous en avions une première expérience, il est en effet employé sur une autre machine de l'usine et nous ne souhaitions pas multiplier les technologies nombre de bus sur notre site », poursuit Franckie Khodja.
Les techniciens de Ricoh ont donc recherché du matériel de mesure approprié. C'est lors du salon Elec à Villepinte en région parisienne que leur est présentée une solution qui arrête leur attention.

« Vega nous a proposé un appareil qui mesure à la fois la pression et la température. La possibilité de réaliser ces deux mesures avec le même instrument nous évite de multiplier le nombre d'appareils. De plus, la technologie du bus numérique nous permet de transmettre sur le même câble les deux valeurs mesurées. Avec la technologie 4-20 mA traditionnelle, il nous aurait fallu deux capteurs, deux lignes de câbles et deux entrées analogiques sur les modules d'entrées/sorties déportés », explique Franckie Khodja.

L'économie de câblage qui en découle n'est pas négligeable lorsque l'on sait que dans l'unité de mélange, la distance entre un capteur et le module d'entrée/sortie déporté atteint jusqu'à 150 mètres.
Avant de se lancer dans une installation définitive, Ricoh a préféré s'assurer de la compatibilité du matériel de mesures, de Profibus et du système d'automatisme Schneider déjà en place. Une petite plate-forme d'essai a donc été constituée. Elle comportait un automate Schneider et un segment de réseau Profibus sur lequel étaient connectés quelques capteurs de Vega. Le test s'est déroulé avec succès. L'extension de l'unité de mélange s'est donc vue équipeé de 25 capteurs communicants par bus numérique vers le système de contrôle du processus.

 « Cette solution a été rapidement mise en Å“uvre. Elle nous a permis de simplifier notre architecture, d'économiser des longueurs de câbles et de réduire le nombre de capteurs employés. Par ailleurs grâce à la technologie numérique, les capteurs transmettent au système de contrôle des valeurs avec une résolution plus fine », observe Franckie Khodja.
Pour paramétrer les instruments de mesure, le service ingénierie de Ricoh a opté pour le logiciel gratuit Pactware qui utilise la technologie de configuration standard FDT/DTM. Franckie Khodja confirme qu'une fois le fichier DTM correspond au capteur est chargé sur le PC, tout est transparent pour l'utilisateur : le capteur est reconnu automatiquement, il ne reste qu'à saisir les paramètres de fonctionnement (dénomination de l'appareil dans l'application, adresse sur le réseau Profibus, hauteur et diamètre de la cuve pour la mise à l'échelle, etc.).
A priori, la technologie FDT/DTM associée à Profibus devrait permettre de régler les capteurs à distance. Mais pour l'instant, cette fonctionnalité n'est pas opérationnelle. Les services de maintenance de Vega doivent vérifier si le problème provient de l'instrumentation ou des automatismes. Pour ce faire, il va falloir déconnecter le réseau et donc patienter avant d'intervenir.... Attendre un prochain arrêt programmé de la production de papier thermique.
Youssef Belgnaoui

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