Commande de processus flexible dans la production chimique
Commande d’air et signaux électriques à partir d’une armoire ATEX robuste – La collaboration avec Röhm GmbH

Pour une installation de polymérisation en perles, un système d’automatisation électropneumatique a été assemblé et placé dans une armoire électrique ATEX robuste. Les vannes à sécurité intrinsèque et les modules de sortie de vanne de Bürkert sont entièrement intégrés dans le système SIMATIC ET 200iSP de Siemens. Sur son site de Wesseling, dans le sud-ouest de la Rhénanie-du-Nord-Westphalie, l’entreprise chimique Röhm exploite une usine de production de liants à base de poly(méth)acrylate. Ils sont utilisés par exemple dans les peintures et les vernis à base de solvants, dans les marquages routiers, mais aussi dans le secteur pharmaceutique.
Une quarantaine de produits sont fabriqués par lots sur trois lignes de production dans l’atelier de polymérisation en perles (atelier PP) par polymérisation en suspension. Il s’agit donc d’exécuter différentes recettes et de commander en conséquence les actionneurs pour les étapes de production qui se succèdent. Les réacteurs de polymérisation jouent un rôle central dans le processus. Deux de ces réacteurs devaient être remplacés dans le cadre de mesures de modernisation.
Système modulaire pour l’unité de commande centrale
L’ensemble de la zone de production est déclarée comme atmosphère explosible et les composants pour l’unité de commande pneumatique et électrique étaient jusqu’à présent logés dans l’installation dans une armoire électrique relativement grande, à double étanchéité et couverte en plus. Les vannes pilotes pour l’unité de commande des actionneurs pneumatiques pivotants étaient décentralisées et également vieillissantes. De plus, la solution utilisée jusqu’à présent s’était révélée très sensible à la pollution. L’environnement dans l’entreprise PP est poussiéreux. De plus, cette poussière a tendance à s’agglutiner ; il en résulte des revêtements graisseux qui nécessitent toujours des mesures de nettoyage. « Nous voulions donc non seulement remplacer la grande armoire électrique par une solution plus compacte, mais aussi réduire le câblage et le nombre de vannes pilotes sur site », explique Jens Peter Rönn, ingénieur d’exploitation EMSR chez Röhm. Les spécialistes EMSR ont alors comparé différentes possibilités. Finalement, ils ont opté pour une solution que Bürkert leur a proposée en raison de son expérience dans de nombreux projets similaires. Cette solution permet de mettre à disposition une densité élevée de signaux dans un espace très réduit. La commande d’air et les signaux électriques proviennent d’une armoire électrique compacte, certifiée ATEX et IEC-Ex, qui se trouve directement dans l’installation et n’occupe que peu de place.
Système d’automatisation électropneumatique type 8650 dans une armoire électrique ATEX compacte et prête à être raccordée.

« L’intégration complète des vannes à sécurité intrinsèque et des modules de sortie de vanne de Bürkert dans le système SIMATIC ET 200iSP de Siemens est actuellement unique, car aucun autre système ne permet une telle densité de canaux et une telle flexibilité – électrique et pneumatique ».
Une solution complète certifiée dans un emballage robuste
Le système d’automatisation électropneumatique est conçu pour une utilisation en zone 1/21 et a été livré par le Systemhaus Bürkert de Menden en tant que solution complète certifiée et prête à être raccordée. Au total, 56 vannes 3/2 et 16 vannes 5/2 sont installées dans l’armoire électrique en acier inoxydable de 1 400 mm de large, 1 200 mm de haut et 450 mm de profondeur. Les vannes sont à sécurité intrinsèque et remplaçables à chaud, ce qui signifie qu’elles peuvent être remplacées en cours de fonctionnement si nécessaire. S’y ajoutent les modules SIMATIC I/O pour 160 entrées numériques NAMUR ainsi que 64 entrées analogiques (2-wire HART et HART 4...20 mA). Le système d’automatisation électropneumatique communique avec la commande supérieure via Profibus DP et s’intègre ainsi parfaitement dans le monde de la commande Siemens.
L’utilisation d’une installation de découpe laser moderne pour la fabrication de l’armoire électrique permet de réaliser des sections précises et nettes sur le boîtier.
Pour que l’armoire électrique en acier inoxydable, conçue sur mesure pour l’application, résiste aux conditions ambiantes difficiles et ne se salisse pas à l’intérieur, elle a été réalisée avec un double joint de porte étanche à la poussière. Une superposition de pression, qui aurait nécessité du matériel supplémentaire, n’est pas nécessaire. Entre-temps, sa robustesse a également été prouvée dans la pratique. Deux armoires de ce type ont été mises en service depuis le début de l’année avec des réacteurs remplacés. Trois autres seront intégrés rapidement.
Le double joint de porte empêche la poussière de pénétrer. Une superposition de pression n’est pas nécessaire.
Installation simple
L’installation sur la ligne de production n’a pas été compliquée. Sur place, il ne restait plus qu’à raccorder l’alimentation électrique et en air comprimé ainsi que la conduite Profibus. L’air comprimé était alors acheminé via une alimentation centrale dans l’armoire électrique vers la barre de distribution pour les îlots de distributeurs type 8650. Cela simplifie le positionnement de l’installation. « Nos techniciens d’atelier s’en sont bien sortis ; le système est simple à utiliser », se réjouit Jens Peter Rönn. En principe, l’équipe de service de Bürkert peut également apporter son aide pour l’installation et la mise en service.

« Lorsque nous avons voulu remplacer deux réacteurs de l’usine PP en 2020 dans le cadre de mesures de modernisation, nous avons décidé de renouveler le niveau de signalisation en même temps, car la technique utilisée jusqu’alors s’avérait obsolète. Il était difficile, voire impossible, d’obtenir des pièces de rechange ».
Mais le système n’a pas seulement convaincu sur le plan technique. Jens Peter Rönn apprécie également la bonne collaboration et le partenariat. Par exemple, pour les tâches liées à la sécurité, où les vannes doivent se déclencher beaucoup plus rapidement que nécessaire dans le processus, des vannes d’échappement rapide spéciales ont été utilisées ultérieurement. « Bürkert a réagi rapidement et de manière non bureaucratique », se réjouit Rönn. L’entreprise chimique continuera donc à faire appel à cette expertise pour ses futurs projets.