302 - Système de pompage
Exercice
On souhaite réguler le niveau d'un réservoir en eau en fonction d'une demande qui est variable dans le temps.
On dispose de :
2 capteurs TOR (tout ou rien) B1 et B2 fixés respectivement à 60 % et 80 % de la capacité maximum du réservoir.
2 capteurs tout ou rien (0/1) Bmin et Bmax qui permettent d'être informés du niveau bas (réservoir vide, soit 0%) et du niveau maximum (réservoir plein 100% ).
1 capteur analogique CA conditionné en 0-10 V pour un niveau de 0 à 100%
3 pompes (P1-P2-P3) en parallèle dont 2 sont nécessaires pour assurer le maintien du niveau entre B1 et B2 en cas de besoin maximum. 1 seule pompe permet d'assurer le maintien entre B1 et B2 pour un besoin fixé à 50%
3 Voyants VP1-VP2-VP3 associés à l'état de marche des pompes P1-P2-P3.
1 afficheur numérique (VCA) pour le niveau analogique
4 voyants VB1, VB2, VBmin, VBmax pour les niveaux TOR
1 automate programmable (AP)
On donne les taux de défaillance suivants : Pompe (2.10-4), capteur TOR (10-6), CA (5.10-5), Voyants (10-10), AP (2.10-8)
On rappelle que les taux de défaillance s'ajoutent en série et se multiplient en parallèle.
A1. Construire un schéma fonctionnel de l'installation :
A1a : Chaîne minimale principale de fonctionnement pour un besoin un 100%
A1b : Chaîne complète avec l'ensemble des dispositifs décrits ci-dessus
A2. Identifiez les principales sous fonctions et établir le FAST des sous-fonctions en liant les éléments aux sous-fonctions.
B1. Fonctionnement des pompes :
Décrire les différentes solutions de redondance que l'on peut mettre en place en y associant le cycle de fonctionnement à mettre en place avec un automate programmable.
Si on souhaite maintenir une usure homogène entre les pompes, quel cycle allez vous proposer.
C1. Etablir le diagramme de fiabilité dans les 2 cas suivants :
Le système est dit défaillant si la fonction de régulation entre B1 et B2 ne peut plus être assurée pour un besoin de 100 %
Le système est dit défaillant si la fonction de régulation entre B1 et B2 ne peut plus être assurée pour un besoin de 50 %
C2. Existe t-il des états de marche dégradé si la fonction de régulation entre B1 et B2 ne peut plus être assurée (sans tenir compte du besoin)
C3. Quel est le rôle joué par les voyants relativement aux différentes solutions de redondance
D. Soit un système série composé de AP-P1-CA : calculer le taux de défaillance. L'événement indésirable est tout simplement le non fonctionnement non régulé du système et on considère que la fonction est réalisée si AP, une pompe et la mesure de niveau est réalisée. Le gain est sera donné par multiple de 10 : certains termes seront donc négligés ou arrondis.
On place une deuxième pompe P2 en parallèle de P1 : calculer taux de défaillance et en déduire les conséquences sur le facteur de risque.
On ajoute en parallèle à CA les capteurs B1 et B2 : Quel est le gain sur le facteur de risque.