BAC PRO MEI - Eduscol

de l'arbre moteur de l'unité enrouleuse. ..... décidé, pour faciliter le diagnostic, de réaliser un tableau causes/effets sur le système Enrouleuse de câble en acier.


un extrait du document



Baccalauréat Professionnel
« Maintenance des Équipements Industriels »
ÉPREUVE E2 : Analyse et préparation d'une activité de maintenance
SESSION 2014
A partir d’un dysfonctionnement identifié sur un bien industriel pluritechnologique, l’épreuve permet de vérifier que le candidat a acquis tout ou partie des compétences suivantes :
CP 2.3 Analyser les solutions de gestion, de distribution, de conversion des énergies pneumatique, hydraulique et électrique.
CP 3.1 Préparer son intervention.
CP 3.2 Emettre des propositions d'amélioration d'un bien.
Les supports retenus sont liés à la spécialité Maintenance des Équipements Industriels
Ce sujet comporte : 12 pages
Dossier présentation page DQR 2/12
Dossier questions-réponses pages DQR 3/12 à DQR 12/12
Matériel autorisé :
Une calculatrice de poche à fonctionnement autonome, sans imprimante et sans aucun moyen de transmission, à l’exclusion de tout autre élément matériel ou documentaire (circulaire n°99-186 du 16 novembre 1999 ; B.O.E.N. n°42).

DOSSIER PRÉSENTATION

PRESENTATION DE L’ENTREPRISE :
 L’étude porte sur un système implanté dans une papeterie. Le produit : « le papier » est fabriqué à partir de pâtes de bois conditionnées en balles (paquets rectangulaires). Ces balles de pâtes sont mélangées à de l’eau (97 %) dans un grand mélangeur appelé : pulpeur. Ensuite le mélange passe dans des épurateurs, est projeté sur une grande toile en mouvement, pressé entre des rouleaux, puis des cylindres chauffés à la vapeur et enfin séché à l’infrarouge. On obtient au final une feuille de papier enroulée sur de grandes bobines.

L’objet de notre étude est la ligne d’alimentation du pulpeur.




PRESENTATION DE LA LIGNE D’ALIMENTATION DU PULPEUR :
Les balles de pâtes de papier arrivent à la papeterie par Unit : deux colonnes de 4 balles soit 8 balles cerclées de câble en acier.



























Une balleX 4Une colonne de ballesX 2Une UnitPhoto d’une Unit
en entrée de ligne












Photo des balles
en sortie de ligne
DOSSIER QUESTIONS-RÉPONSES

PROBLEMATIQUE GENERALE
L’usine papetière dispose de 3 lignes de fabrication équipées chacune d’une ligne de chargement automatique. Dans un souci de gain de productivité, le service maintenance est chargé de procéder à des améliorations sur des sous-systèmes de la ligne de chargement automatique de la machine 4. Vous devrez étudier et modifier des schémas : pneumatiques, hydrauliques et électriques. Vous aurez aussi à réaliser une fiche de graissage, ainsi qu’un outil d’aide au diagnostic.

Note explicative destinée au candidat pour l’utilisation du dossier completN° de la questionIntitulé de la questionDocuments utiles pour répondre à l’ensemble de la problématiqueTemps conseillé au candidat pour répondre à la problématiqueNombre de points pour la totalité de la problématique : … /…
Problématique N°1 :
Le service de maintenance a en charge de mettre à jour le tableau de suivi des lignes de chargement, afin de positionner les performances de la ligne de chargement automatique de la machine 4.

Q1Gestion de maintenanceDTR 2/14Temps conseillé : 30 minNbre de pts : … / 28
Q1.1. A partir des données du dossier technique, compléter le tableau, ci-dessous.
Ligne de chargement automatiqueMachine 6Machine 5Machine 4Tps d’ouverture « To » en h/an……………Tps requis « Tr » en h/an……………Tps d’arrêt « Ta » en h/an……………Tps de bon fonctionnement « TBF » en h/an……………Disponibilité opérationnelle « Do »2011 = 87,5%
2012 = 98,1%2011 = 88,2%
2012 = 97,8%2011 = 89,6%
2012 = ………… Nombre de défaillances « Nbre Déf. » /an……………Ratio « R4 » de la ligne sur un an (à 0,001 près)……………Moyenne des Temps de Bon fonctionnement « MTBF » en heures, minutes, secondes.h.mins.………
Q1.2. Comparer la « Do » de la machine 4 par rapport aux autres machines et aux années précédentes.
Que pouvez-vous en déduire ?
Réponse :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....
Q1.3. Classer les sous-systèmes de la Ligne de chargement par ordre décroissant de défaillances.
Sous systèmesChariot AGVConvoyeursDéfardeleuseDépileurEnroul. de câbleTotal de défaillances…………………………………………………………………Classement décroissant…………………………………………………………………Les résultats de cette étude amènent le service de maintenance à se pencher sur 2 systèmes de la ligne de chargement de la machine 4. A savoir : la défardeleuse et l’enrouleuse de câble en acier.
Problématique N°2 : DEFARDELEUSEOn vous demande, pour satisfaire des réglages fins, de modifier l’installation pneumatique de la défardeleuse en rajoutant des régulateurs de pression aux niveaux du soulèvement de la tête de coupage, du centrage de la tête de coupage, des picots sur les convoyeurs d’entrée et sortie ainsi que du contrôle fil en sortie.

Q2Modification pneumatiqueDTR 2/14, 3/14Temps conseillé : 45 minNbre de pts : … / 26
Q2.1. A partir des données et du DTR 2/14, déterminer la référence des régulateurs de pression pilotés conventionnels et des accessoires associés.
Données : Fixation : Equerre, Plage : 0,016 à 0,7 MPa, Orifice : G ¼, Schéma : DQR 5/12.
AppareilRéférenceNombreRégulateur de pression piloté…………………………………………………………………………………Manomètre…………………………………………………………………………………Equerre…………………………………………………………………………………
Q2.2. Question posée sur la feuille DQR 5/12.

Le déplacement du soulèvement de la tête de coupage est inadapté et nécessite l’installation de composants permettant d’assurer un réglage en sortie et en rentrée de tige.

Q2.3. En utilisant les symboles normalisés (DTR 3/14), implanter 2 réducteurs de débit unidirectionnels sur le schéma pneumatique de la page DQR 5/12 zone 5 au niveau du vérin de soulèvement de la tête de coupage et indiquer les repères.
Rep. réducteurFonction1V3Régler la vitesse de sortie de tige1V4Régler la vitesse de rentrée de tige
Q2.4. A partir des réglages effectués sur les deux réducteurs de débits unidirectionnels, par les techniciens de maintenance du site, déterminer, à partir du dossier technique (DTR 3/14), les valeurs de débits obtenues.
RéglageNombre de tourDébit en dm³/sRéglage en sortie de tige6,5 tr………………………………………Réglage en rentrée de tige8,5 tr………………………………………
Q2.5. Sachant qu’il n’y a pas de capteur qui détecte la position basse de la tête de coupage (l’Unit peut avoir différentes dimensions), on utilise dans le programme une temporisation. Une fois celle-ci écoulée, l’opération de coupage de fil peut s’effectuer. On vous demande de déterminer la valeur de la présélection de la temporisation en prenant en compte les nouveaux réglages apportés.
Données : vérin : alésage Ø 50 / course 950, débit d’air = 4.106 mm³/s
Rappel : Q (mm³/s) = S (mm²) x V (mm/s) V (vitesse) = d (distance) : t (temps).

Calculer V en mm/s, pour la sortie du vérin 1A. (résultat à 0,01 près).
………………………………………………………………………………………..…………………...…..………………………………………….
Calculer t en secondes, pour une sortie complète de la tige. (résultat à 0,01 près).
………………………………………………………………………………………..…………………...…..………………………………………….
Déterminer la valeur de présélection de la tempo. (% TMi.P), avec une base de temps TB = 10 ms.
% TMi.P = …..……………………………………..………………………………………………………..……………………………………….. Schéma pneumatique à compléter












































Problématique N°3 : DEFARDELEUSELe service maintenance a relevé des perturbations aléatoires sur le circuit hydraulique de l’installation (bruits, vibrations) soumis à des variations de température liées à sa situation extérieure aux bâtiments. De ce fait, il a été décidé de revoir l’installation hydraulique dans son ensemble et de prévoir l’implantation d’un système de régulation de température du fluide afin de stabiliser celle-ci à 50°C.

Q3Analyser le circuit hydrauliqueDTR 3/14, 4/14, 5/14Temps conseillé : 45 minNbre de pts : … / 30
Q3.1. Analyser le schéma hydraulique (DTR 4/14). Compléter le tableau suivant.

RepèreDésignationFonction dans le système0V3………………………………………………..………………
………………………………………………..………………
………………………………………………..……………………….….………………………………………………..………………
……….….………………………………………………..………………
……….….………………………………………………..………………2V2………………………………………………..………………
………………………………………………..………………
………………………………………………..……………………….….………………………………………………..………………
……….….………………………………………………..……………...
……………………… de l’arbre moteur de l’unité enrouleuse.0Z3………………………………………………..………………
………………………………………………..………………
………………………………………………..……………………….….………………………………………………..………………
……….….………………………………………………..………………
……….….………………………………………………..………………
Q3.2. Renseigner le tableau ci-dessous, portant sur les indications de la zone 1 du schéma (DTR 4/14).

IndicationDésignationØ 16 x 2……………..………………………………………………………………………………………………………………………….Ø 26 x 2……………..………………………………………………………………………………………………………………………….
Q3.3. Vérifier à l’aide du tableau ci-dessous (laissez apparaître vos tracés) les dimensions des canalisations.
Données : voir (DTR 4/14), Q pompe = 40 l/min Rappel : 1 000 cm³ = 1 dm³ = 1litre.

Encadrer sur le tableau le débit de la pompe de la défardeleuse en litres/minutesRenseigner les lignes ci-dessous, en cochant la bonne réponseconformeNature du conduitDimensionouinonConduite sous pressionØ 16Conduite de retourØ 26











Q3.4. Sachant que le tracé précédent peut nous nous laisser une incertitude concernant la validité du choix de la dimension de la canalisation de retour, le service de maintenance a décidé de le vérifier par le calcul.
Données : DTR 3/14 et DTR 4/14, HM 30 (30 cSt = 30 centi-stocke, sachant que : 1 St = 100 cSt), V = 130 cm/s.

Calculer l’écoulement « Re » en reynolds dans la canalisation de retour.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………L’écoulement est : (cocher les bonnes réponses)ouinon1TRANSITOIRE2LAMINAIRE3TURBULENTJustifier la réponse de la question précédente et conclure.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Q3.5. Sachant que 0V3 (DTR 4/14) est un élément crucial, le service maintenance décide de maintenir en stock un composant identique. Compléter ci- dessous la référence du composant afin de pouvoir le commander.
Données : DTR 5/14, tension de la bobine DTR 4/14, Série 30 à 39, raccordement individuel, avec dispositif de manœuvre auxiliaire standard et raccord électrique individuel avec connecteur mâle.

0V3Référence à compléter…WE10…A… ……C… … … … … …… …
Q3.6. Compléter le bon de sortie pour l’installation du refroidisseur air/huile sur l’installation hydraulique, en utilisant le DTR 3/14, sachant que la résistance électrique de chauffe et la sonde de température ont déjà été installées.
Données : débit d’huile : 40 l/min, puissance de refroidissement : 0,21 kW/°C < Pr < 0,24 kW/°C.
Rappel : réseau 50Hz/230-400V.

DésignationRéférence refroidisseurRefroidisseur air/huile……………………………………………………………………………………………………………
Q3.7. Implanter dans la zone 1 ci-dessous le refroidisseur, repère : OZ6, sur le schéma hydraulique modifié en utilisant le DTR 3/14 et relier les canalisations pour que le circuit fonctionne.
















Problématique N°4 : DEFARDELEUSEL’installation de l’échangeur air/huile sur la partie hydraulique implique la modification de la partie électrique. Afin d’optimiser la gestion du stock des pièces de rechange, les composants choisis devront être tripolaires.

Q4Analyser le circuit électriqueDTR 6/14, 7/14Temps conseillé : 30 minNbre de pts : … / 23
Q4.1. Compléter le bon de sortie pour l’intervention, en fonction des indications ci-dessous.
Données : caractéristiques du moteur sur le schéma DQR 8/12.
AppareilRéférenceRepèreNbDisjoncteur magnétothermique, avec un bloc latéral intégré de contacts de signalisation de défauts. Le contact « NC » (défaut) empêchant la mise en marche du moteur (en cas de surcharge) + 1 contact « NO » (en attente). (DTR 6/14).………………………DEF1-53Q21Contacteur, (24 VAC) avec un contact auxiliaire instantané type « NO » indiquant le retour de marche (DTR 6/14).………………………DEF1-57KM11Boîtier ICV, à commande latérale, raccord. bas/bas (DTR 7/14) ;
permettant le sectionnement au plus près de MR6 (armoire à 20 m).………………………ICV061Contacts auxiliaires pour boitier ICV, le contact type « NO » signalant l’état de l’ICV (DTR 7/14).………………………1



















Problématique N°5 : DEFARDELEUSELa Modification des GRAFCET est nécessaire pour intégrer le fonctionnement de la régulation.

Q5AutomatismesDTR 10/14Temps conseillé : 30 minNbre de pts : … / 44
Q5.1. Que signifie le symbole « / » avant « T°>40°C » à la transition avant l’étape 73 (DTR 10/14) ?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………….……………………..……………………………………………………………………………………………………………………
Q5.2. Précisez les conditions qui permettent à l’action : « Marche Moteur MR6 » d’être active.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………….……………………..……………………………………………………………………………………………………………………
Q5.3. Compléter les GRAFCET POINT DE VUE AUTOMATE.
Données : tableau des adressages des entrées/sorties de l’automate ainsi que l’affectation des bits internes (DTR 10/14).


















Problématique N°6 : DEFARDELEUSE Le service de maintenance a réalisé un travail préparatoire pour mettre en place une maintenance préventive systématique sur la défardeleuse. L’entreprise papetière dispose au sein de son service de maintenance d’un personnel spécifiquement chargé du graissage.

Q6Maintenance PréventiveDTR 7/14, 8/14, 9/14Temps conseillé : 20 minNbre de pts : … / 21
Q6.1. Compléter la fiche de graissage page suivante pour l’agent de maintenance, en utilisant les symboles du DTR 7/14. Vous préciserez la couleur et la viscosité du fluide employé.

TETE DE COUPAGE

GROUPE CISAILLE


Problématique N°7 : ENROULEUSE DE CABLE EN ACIER Le service de maintenance a décidé, pour faciliter le diagnostic, de réaliser un tableau causes/effets sur le système Enrouleuse de câble en acier.

Q7DiagnosticDTR 11/14 à DTR 14/14Temps conseillé : 40 minNbre de pts : … / 28
Q7.1. Compléter le tableau causes/effets ci-dessous.
Une croix à l’intersection d’une ligne et d’une colonne indique qu’il y a une relation de cause à effet. Ainsi, la cause qui en ressort peut être à l’origine de la défaillance constatée (DTR 11/14, 12/14, 13/14, 14/14).
Exemple : Si le sectionneur 1QS7B est en défaut, alors le voyant 2HL3E est éteint, l’enrouleuse ne charge pas et ne décharge pas.


EFFETSVoyant
2HL3E éteint Voyant
2HL16E alluméVoyant
2HL14E alluméVoyant 3SB12D alluméL’enrouleuse ne charge pasL’enrouleuse ne décharge pasCAUSESSectionneur1QS7BXXXSectionneur porte fusibles1QU7BDisjoncteur magnéto-thermique1QF7CContacteur2KM8EContacteur2KM11ESectionneur porte fusibles1QU16CAlimentation1T16CSectionneur porte fusibles1QU17DContacteur auxiliaire temporisé2KT5ERelais d’arrêt d’urgencePNOZBP charge2SB5CBP décharge2SB11CArrêt d’urgence sur appareil3SB6DFin de course arrêt d’urgence3S6BFin de course trémie3S6CFin de course de porte2S11CFin de course de fin de rouleau2S14CBP de réarmement3SB12DBobine du contacteur de charge2KM8EBobine du contacteur de décharge2KM11E
Q7.2. Sachant que sur le système Enrouleuse de câble en acier, le « Voyant sous tension » est éteint.
Lister à partir du tableau précédant les causes possibles pour ce dysfonctionnement.

Sectionneur 1QS7B.……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..
Q7.3. Afin d’affiner la recherche de la cause de ce dysfonctionnement, compléter le tableau ci-dessous.

TESTRep.Contrôles effectuésRisquesMesures attenduesMesures obtenuesConformitéOUINONOUINON1sortie de 1QU7Bmesure de tensionX22 fusibles de 1QU16Cmesure de continuitécontinuité3primaire de 1T16C… V … CX4secondaire de 1T16C… V … CX5fil 1.5, fil 1.6mesure de tension6fusible de 1QU17D

Q7.4. Effectuer les tests N°5 et N°6. Placer le symbole de l’appareil utilisé ainsi que les pointes de touches des cordons de mesure.

TEST
Mesures obtenuesConformitéOUINON5








1QU17D
fermé

0 V AC6
fusible de 1QU17D


Q7.5. Etablir ci-dessous votre conclusion à partir des résultats des tests.


……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………..






















BAC PRO MEICode : 1406-MEI 2Session 2014Dossier Questions-RéponsesÉPREUVE E2Durée : 4 hCoefficient : 4DQR :  PAGE 12/ NUMPAGES 12

Académie :Session :Examen :Série :Spécialité/option :Repère de l’épreuve :Epreuve/sous épreuve :NOM :(en majuscule, suivi s’il y a lieu, du nom d’épouse)
Prénoms :
N° du candidat
(le numéro est celui qui figure sur la convocation ou liste d’appel)Né(e) le :Appréciation du correcteurIl est interdit aux candidats de signer leur composition ou d'y mettre un signe quelconque pouvant indiquer sa provenance.


BAC PRO MEICode : 1406-MEI 2Session 2014Dossier Questions-RéponsesÉPREUVE E2Durée : 4 hCoefficient : 4DQR :  PAGE 1/ NUMPAGES 1


Pulpeur

Epurateurs

Table de formations

Presse

Partie sèche

Bobinage

Câble acier

Câble acier

Dépose d’une Unit par un opérateur

Défardeleuse
Coupe le cerclage de câble en acier

Convoyeur

Convoyeur

Dépileur
Transporte les colonnes de balles vers le stockage
Et
Sélectionne puis dépose les balles nécessaires à la recette sur le convoyeur de sortie

Convoyeur de sortie recette

Chariot filoguidé
Transporte les balles vers le pulpeur

Stockage
(Zone tampon)

Photo des balles en sortie de ligne

SOULEVEMENT TETE
DE COUPAGE

1YV2-14

Ø 63 x 100

Ø 63 x 100

6A

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Q2.2. En utilisant les symboles normalisés, implanter les régulateurs de pression avec les manomètres sur le schéma pneumatique zone 1 à 4. Vous indiquerez les repères et les valeurs de réglage.

Vérin(s) Régulateur Manomètre Pression
1A 1V1 1Z1 0,25 Mpa
6A 6V1 6Z1 0,05 Mpa
4A1, 4A2, 4A3, 4A4 4V1 4Z1 0,6 Mpa
5A 5V1 5Z1 0,1 Mpa


PICCOT SUR CONVOYEUR
EN ENTREE

CENTRAGE TÊTE DE COUPAGE

Ø 50 x 950

Ø 50 x 80

Ø 50 x 80

PORTE 2A

Ø 40 x 280

Ø 40 x 280

PORTE 2B

PICCOT SUR CONVOYEUR
EN SORTIE

Ø 50 x 80

Ø 50 x 80

Ø 50 x 300

5A

4A3

4A4

4A2

4A1

3A2

3A1

1A

Ø 6 x 1

Ø 8 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

Ø 6 x 1

1V2

2V

3V

4V2

4V3

5V

Ø 8 x 1

Ø 8 x 1

Ø 8 x 1

Ø 8 x 1

Ø 8 x 1

3YV-14

4YV2-14

4YV3-14

5YV-14

Ø 8 x 1

0Z0

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Zone 5

1V1


1Z1


0,25 MPa

4V1


4Z1


0,6 MPa

5V1


5Z1


0,1 MPa

6V1


6Z1


0,05 MPa

1V4

1V3

Ø 8 x 1

1

3

5

2

4

1

3

5

2

4

1

3

5

2

4

1

3

5

2

4

PORTE 1A

PORTE 1B

1

3

5

2

4

Ø 8 x 1

940 l/min
P min = 0,6 Mpa
P max = 1 Mpa


Ø 40 x 280

Ø 40 x 280

2A2

2A1

2YV2-14

1

3

5

2

4

CONTRÔLE FIL EN SORTIE

Pour déterminer le diamètre d’un tuyau, il faut connaître le débit en litres/min.

En reliant la valeur de débit (colonne de gauche) à la plage de vitesse (colonne de droite),
on fait apparaître la plage du diamètre du tuyau nécessaire (pour un écoulement laminaire).

Pour ex. : débit de 27 litres/min. 11 < conduite sous pression < 17

Diamètre mm/pouce

1.1/2’’

3/4’’

5/8’’

1/2’’

3/8’’

5/16’’

15

40

30

50

20

10

2’’

1.1/4’’

1’’

Vitesse mètres/seconde

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,5

2

3

4

5

A

B

A : pour conduite
de retour


B : pour conduite sous pression


Débit litres/minute

30

40

100

50

20

15

P

T

0Z1



240 dm³
HM 30

0P1



27 cm³

0M1



11 kW
1480 min-1

P

S

0V1

0Z3



25 µ

0Z6



P

0V4



0Z5

M1



2 kW
5A
400 V

0Z4



10 µ

B

A

T

0Z7



0S3

70°C

0S2

40°C

0S1

10°C



EXTRAIT DU SCHEMA HYDRAULIQUE MODIFIE


Zone 1

Moteur Refroidisseur MR6

% I4.13

ICV MR6

3172-23

……….


14

11

24 V AC

……….

95

% Q6.9

CDE MR6

A1

A2

96

DEF1-57KM1

% I4.12

RM MR6

3172-21

……….


13

14

L1

U1

L2

L3

N

Réseau
3x400V~
(50Hz)+N+PE

1

3

5

7

2

4

6

8

1

3

5

7

2

4

6

8

1

3

5

2

4

6

Q1

KMES

2

4

6

2

4

6

1

3

5

1

3

5

V1

M
2 ~

MR6
0,55 kW
3,5 A
230 V / 50Hz
2770 tr/min
Moteur
Refroidisseur

A1-L3

B1-L2

C1-L1

D1-N

Vers extension

Q4.2. Compléter les schémas (symboles et repères des composants et des bornes).
Schéma alimentation puissance moteurSchéma déclenchement disjoncteurSchéma retour de marcheSchéma retour ICV

……….


……….


ICV06
………

X74


X72


Grafcet SP60

X60

X62

………………………………………………………………….

X61


…..…

X62


% TM12

%M12 . / %I4.10




Grafcet SP70

X70

……………………


%I4.15 . /%I4.16 . X61

X71


%Q6.9


……………………


X72


%TM13…


……………………


X74


…..…

X73


……..

……………………


……………………


/ %I1.6 + / %I4.14 + %I4.16 + %M50 + / %M47 + %M45



X70


X70


X60


220

150

160

160

160

160

160

?

8



1

2

1T16C
400 V
230V

1QU17D

1.6

1.5



N




NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE

DANS CE CADRE


Note :

Ne rien Écrire