Vue d'ensemble
Le mélangeur d'engrais FMM (abréviation de Fertilizer Mixer Machine) est un système de retournement de compost entièrement automatique développé pour les installations de compostage en couloir : il mélange la matière en la scarifiant et la fait avancer le long du couloir. Il est conçu pour travailler dans un couloir d'environ 2,5 mètres de large ; la machine mesure 6 mètres de long et 3 mètres de haut (dimensions hors tout 3100 x 6400 x 3600 mm).
La machine se compose de deux châssis principaux : le châssis de translation et le châssis mobile. Le châssis de translation circule sur les rails du couloir contenant la matière. Le châssis mobile se déplace de haut en bas grâce à 2 vérins fixés au châssis de translation.
Principe de fonctionnement
Les vérins qui portent le châssis mobile ont une course de 650 ou 800 mm. Le châssis de translation reçoit 4 moteurs de 1,1 kW (1400 tr/min) avec réducteurs à 22 tr/min. Le châssis mobile reçoit 2 moteurs de 22 kW / 90 tr/min, 4 ventilateurs de 0,21 kW et une centrale hydraulique de 1,1 kW. Les moteurs de 22 kW entraînent l'ensemble de mélange et réalisent l'opération de scarification.
Une fois la scarification terminée, la machine est ramenée le plus rapidement possible de l'extrémité du couloir vers sa tête.
Tête du couloir : côté sortie du produit — extrémité du couloir : côté entrée du produit.
Caractéristiques du système
- La machine est pilotée par télécommande ; l'automatisme accepte l'accès à distance.
- L'armoire de puissance pilotée par automate se trouve sur la plate-forme mobile verticale de la machine, et l'armoire de contrôle de puissance sur son corps mobile.
- Le pupitre de commande du système se trouve dans la salle des opérateurs.
- Plusieurs machines peuvent être commandées depuis un seul pupitre.
- Les contrôles visuels des valeurs du système se font sur l'écran de l'automate dans l'armoire de commande.
- Pendant la scarification et la translation, la vitesse d'avance varie automatiquement selon la structure changeante de la matière, ce qui permet à la machine de continuer à travailler en sécurité.
- La température au point de scarification est mesurée automatiquement ; tant que la matière n'a pas atteint la température requise, le mouvement de scarification ne démarre pas.
- Pendant la scarification, de l'air est insufflé dans la zone traitée par 4 ventilateurs.
- En mode automatique, une fois la scarification effectuée sur toute la longueur du couloir, la machine remonte, revient en tête de couloir, redescend et poursuit le mélange.
- En mode manuel, il est possible de mélanger en plongeant dans la matière en tout point du couloir ; la machine peut ainsi être utilisée efficacement là où le mélange s'avère insuffisant.
- Lors de la scarification, la profondeur est mesurée à l'aide de guides linéaires et la matière est scarifiée à la profondeur souhaitée.
- Au retour après le mélange, le nivellement est réalisé automatiquement par les guides linéaires, selon la cote définie.
- L'intensité absorbée par les moteurs de mélange, le réglage de la vitesse d'avance et la vitesse instantanée sont visibles sur l'armoire de commande du système, ce qui facilite le suivi du rendement et l'analyse.
- L'état du système est signalé à l'opérateur par un voyant à trois couleurs indiquant le défaut et l'état de marche.
- Les heures de fonctionnement et l'historique des défauts sont enregistrés.
- Le système d'automatisation peut restituer des informations telles que la position de la machine, les intensités absorbées, la profondeur de pénétration des dents et les heures de fonctionnement.
- Un modem GPRS est installé pour l'accès à distance. (Le contrat avec l'opérateur GSM concerné est souscrit par le client.)
- Les pages de réglage et de service sont protégées par mot de passe.
- Un pupitre de commande de secours est fourni.
La vitesse de scarification et d'avance de la machine variant selon la structure de la matière, la machine n'a pas de temps de cycle fixe.
Scénario de fonctionnement
Le scénario ci-dessous décrit le comportement de la machine lorsque le couloir est rempli à pleine capacité.
Mouvement de scarification
Lorsque la machine est en tête de couloir, le châssis mobile se trouve à la position haute définie. Dans cette position, il reçoit la commande « démarrer la machine » et met en mouvement les moteurs de 22 kW. Avec la commande de démarrage ou d'avance, les vérins sont actionnés et le châssis mobile descend à la vitesse souhaitée ; en lien avec l'intensité des moteurs de 22 kW, la vitesse des vérins diminue automatiquement lorsque l'intensité définie est dépassée. Les dents pénètrent ainsi dans la matière et atteignent le fond du couloir en repoussant la matière vers l'arrière.
Une fois que les dents du châssis mobile ont atteint la profondeur de pénétration définie, la commande d'avance démarre. Avec cette commande, 4 ventilateurs se mettent en marche. La vitesse d'avance peut aussi être réglée manuellement.
Pendant la scarification, l'intensité des moteurs de 22 kW est mesurée ; lorsque la valeur définie est dépassée, le régime des moteurs de translation est réduit et la machine est protégée contre tout dommage. La machine dispose de butées à interrupteur en tête et en fin de couloir.
Mouvement des vérins
Deux vérins, positionnés parallèlement entre eux et perpendiculairement, se déplacent à la même vitesse et simultanément. Le châssis mobile (environ 5 tonnes), relié aux vérins par une chaîne à maillons en acier, travaille strictement parallèlement au châssis de translation — un fonctionnement en biais ou saccadé n'est pas acceptable. La position des vérins peut être rapportée et est mesurée afin de définir la profondeur de pénétration.
Mouvement de translation
Aux quatre coins du châssis de translation se trouvent 4 roues de 245 mm de diamètre et 4 moteurs de translation. Le mouvement issu du moteur est transmis à la roue par un engrenage modulaire. En cas de défaut ou d'arrêt des moteurs de translation, la personne responsable est informée.
Mesure de la température
Pendant la scarification, et selon la demande du client, la machine interrompt l'avance aux points souhaités et, à l'aide des 2 vérins situés à l'avant, plonge l'instrument de mesure dans la matière du couloir et analyse sa température. Si la température convient, la scarification se poursuit ; si la température requise n'est pas atteinte, la machine passe en position d'arrêt. En attente dans cette position, la machine continue de mesurer et, lorsque la valeur définie est atteinte, reprend la scarification là où elle s'était arrêtée.
Mesure de position et rapports
La position de la machine dans le couloir peut être rapportée en mètres et visualisée en temps réel sur le pupitre de commande. Le système enregistre la profondeur de pénétration, la vitesse d'avance, la température du produit, le métrage parcouru, les intensités des moteurs de 22 kW et les défauts survenus, avec le jour, le mois, l'année et l'heure.
Gestion des défauts
Les défauts survenant sur la machine sont signalés en temps réel à l'opérateur sur site. La machine ne peut être redémarrée tant que le défaut n'est pas levé ; une fois levé, la validation de l'opérateur ou du personnel responsable est requise. En outre, si l'intensité de l'un des deux moteurs de 22 kW descend sous l'intensité normale de fonctionnement, la machine passe en position d'arrêt et émet une alerte indiquant qu'il convient de contrôler les ensembles tournants.
Connexion utilisateur
Selon la demande du client, une connexion par nom d'utilisateur et mot de passe peut être créée afin d'identifier l'opérateur qui conduit les machines pendant une équipe donnée.
Matériaux et construction
- La structure est fabriquée en ST-37 et peinte après sablage.
- Les arbres du groupe d'entraînement et les galets de guidage sont fabriqués en acier CK 45.
- Les engrenages et les roues de translation sont fabriqués en acier C 4140 et trempés en surface par induction.
Armoire et équipement électrique
L'appareillage, les boutons et les interrupteurs ainsi que l'automate et l'IHM sont Siemens ; le groupe de relais est Phonex ; le groupe de bornes est Wago ou Phonex. Le groupe de commande est Elfatek afin de pouvoir fonctionner en synchronisation avec l'automate. Les moteurs électriques sont démarrés en synchronisme au moyen de démarreurs progressifs.