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Un système de traitement
par lots à distance
Demix Béton (une division de Ciment St-Laurent et de la firme Holderbank de Suisse) possède 14 usines au Québec et dans l'est de l'Ontario, produisant un total de 600000 m3 de béton par année. Plus de 1 500 mélanges de béton en formats de chargement variables sont livrés aux clients. Pour chaque commande de client, la quantité requise d'agrégats (les matériaux bruts, incluant du sable et du gravier) sont acheminés par gravité à partir des silos d'entreposage de l'usine jusqu'aux silos de pesage. Les agrégats sont ensuite transportés jusqu'à un mélangeur à turbine Besser dans le cas de l'usine de LaSalle, au Québec; ou encore acheminés par gravité jusqu'à un mélangeur à bascule à l'usine de St-Eustache, ou encore dans un mélangeur à rouleaux à l'usine de Longueuil. Dans les usines de "prémélange", le ciment, les produits chimiques ("adjuvants") et l'eau chaude ou froide sont ajoutés aux agrégats dans le mélangeur. Le lot fini (prémélangé) de béton est alors acheminé par gravité à partir du mélangeur jusqu'au camion par le biais d'une rampe de chargement. Dans le cas des usines de "produits secs", les agrégats, le ciment, les produits chimiques et l'eau sont livrés séparément à partir des rampes de chargement dans le camion, qui les mélange pendant le trajet jusqu'au chantier de construction. Le système MarcotteMD et les automates programmables Modicon TSX offrent des fonctions de traitement par lots à distance personnalisées en temps réel. Pour maximiser la production tout en maintenant un niveau élevé de qualité et d'homogénéité des lots, Demix Béton recherchait un système de contrôle qui offrirait les caractéristiques suivantes :
"Nous avons choisi une standardisation en fonction des systèmes de Marcotte Systèmes Ltée de Boucherville, au Québec, en raison de leurs capacités de traitement par lots à distance en temps réel, ainsi que pour la possibilité de personnaliser le système en fonction de nos besoins d'applications particuliers", affirme le directeur de la production de Demix Béton. Constitué d'un panneau de commande muni d'automates programmables Modicon TSX de Schneider Electric communiquant par le biais d'une liaison série avec le logiciel de traitement par lots MarcotteMD, le système commande tout le procédé de mélange dans chacune des 15 usines de Demix Béton. Trois de ces usines - Saint-Eustache, LaSalle et Longueuil - sont commandées à distance à partir d'un poste de travail central situé à Longueuil, au Québec. Douze usines sont exploitées localement par un système Marcotte sur place. On prévoit éventuellement centraliser l'exploitation des quatre usines Demix Béton de la région de Montréal. Protégé par des mots de passe à différents niveaux d'autorisation, le système Marcotte présente de l'information en temps réel sur le traitement par lots du béton dans la salle de commande d'usine de Demix Béton, de même que dans les bureaux de traitement par lots central, de contrôle de qualité et de gestion. Le système est également raccordé au système de répartition et d'inscription des commandes "Command Data" de Demix béton. Lorsque les clients de Demix Béton communiquent avec le bureau de répartition de Longueuil pour placer une commande de divers types et diverses quantités de béton, le répartiteur soumet les commandes à l'usine désirée par le biais du système Marcotte. Le doseur de lots (opérateur) traite chaque commande sur un ordinateur personnel situé dans le bureau de répartition de Longueuil pour chaque lot commandé - qui est traité soit à distance ou encore par intervention locale de l'opérateur dans la salle de commande de l'usine concernée - en cliquant simplement sur le bouton "Démarrer" à l'écran du système personnalisé convivial MarcotteMD tournant sous Windows NT. Le Logiciel affiche le procédé de fabrication en temps réel, permettant au doseur de lots de superviser le traitement de chaque lot, du début jusqu'à la fin. Dans les plus grosses usines, les agrégats bruts sont d'abord déposés dans un silo d'entreposage "source", puis transportés jusqu'aux silos de préparation de l'usine, au besoin. Dans les plus petites usines, des chargeuses transfèrent les agrégats bruts des piles directement dans les silos de préparation de l'usine. Lorsqu'un lot est traité, la quantité requise de chaque agrégat est transférée par gravité des silos de l'usine jusqu'aux silos de pesage, puis transférée par convoyeur ou par rampe de chargement par gravité jusqu'au mélangeur central. Pour faciliter le nettoyage des silos de l'usine et le changement des types de lots, le système Marcotte et les automates programmables Modicon TSX de Schneider Electric permettent au doseur de transférer tout le contenu d'un silo vers sa pile de stockage avant le traitement d'un produit ayant des exigences d'agrégats particuliers (par exemple gravier de couleur). La manoeuvre se fait en cliquant simplement sur la touche "Nettoyage de silo", sans affecter le stock des agrégats. Une commande d'annulation permet au doseur de retarder temporairement ce processus afin d'accepter une nouvelle commande. Le système tient un inventaire en temps réel de chaque silo source, et offre une fonction facultative d'appoint automatique pendant la nuit, remplissant les silos de l'usine pour les exigences de commande du jour suivant. Lorsque tous les ingrédients du lot ont été pesés et accumulés en fonction des quantités requises, les indicateurs de la balance signalent au système de décharger les agrégats sur le convoyeur situé sous les balances. Télémécanique fournit les détecteurs de proximité pour surveiller l'état Ouvert/Fermé des balances et des portes d'accès, de même que les mouvements du convoyeur entre les balances et le mélangeur. Pour obtenir la température requise pour le lot, le système Marcotte et les automates programmables Modicon TSX de Schneider Electric calculent la quantité d'eau chaude ou froide (ou même de glace dans certains cas) à ajouter au lot. "La possibilité de contrôler la température du lot est essentielle pour certains usages particuliers comme les pistes d'atterrissage, qui exigent des températures de béton plus froides que d'autres applications comme les autoroutes, les ponts et les trottoirs", affirme Denis Marcotte, président de Marcotte Systèmes Ltée. Dans des cas spéciaux, comme en présence de températures extrêmes dans une usine donnée, le doseur peut apporter les correctifs appropriés au mélange avant de traiter la commande. "La possibilité offerte par le système Marcotte de changer la conception du mélange et les propriétés des matériaux pour chaque lot permet également à notre personnel de laboratoire et de contrôle de qualité d'ajuster à distance la conception des mélanges à partir de leur ordinateur portatif en fonction d'une inspection visuelle sur place du béton produit", affirme l'expert technique de Demix Béton. Le logiciel de Marcotte Systèmes offre également des outils qui aident les ingénieurs civils de Demix Béton à personnaliser la conception du mélange pour chaque utilisation. "Les ingénieurs peuvent facilement régler de nombreux facteurs - résistance, volume, fluidité, teneur en eau/ciment, propriété des matériaux/densité, humidité et température - afin de créer un mélange optimal pour chaque utilisation particulière", explique Syed Mohamed, directeur de production, Marcotte Systèmes Ltée. La teneur exacte de chaque lot est consignée et archivée, y compris les explications des redressements ou compensations effectués par rapport à la conception de mélange standard (par exemple, compensation de l'humidité/température, ajustement à la fluidité). La conception d'un mélange constitué d'eau et de gravier - qui agit comme un abrasif de nettoyage doux - estinsérée dans la séquence de lots quotidienne au moins une fois par jour pour nettoyer les mélangeurs. Au début du traitement du lot, un numéro de camion - correspondant au camion affecté à la livraison du lot au client - est affiché sur un écran informatique près du stationnement des camions afin d'aviser le chauffeur de placer son camion sous la rampe de chargement appropriée. Lorsque le lot est prêt à être déchargé du mélangeur vers le camion, l'écran indique le message "Prêt à charger". Lorsque le doseur clique sur le bouton "Chargement", le mélangeur charge le lot dans le camion. Pour optimiser l'écoulement du béton entre le mélangeur et le camion, des détecteurs de proximité de Télémécanique surveillent l'angle d'inclinaison des mélangeurs et, dans certains cas, la position des portes de déchargement du mélangeur à turbine. Après le chargement du lot dans le camion, le conducteur ramasse le bon de livraison produit automatiquement par le système Marcotte. Le système Marcotte produit des rapports - notamment des rapports statistiques sur les matériaux bruts reçus et utilisés ainsi que sur les quantités produites et livrées - qui peuvent être importés dans n'importe quel logiciel sous Windows par le personnel de Demix Béton. Grâce au service Tel-AssistMD, les techniciens et ingénieurs de Marcotte Systèmes ltée procurent des conseils d'expert 24 heures sur 24 pour le soutien aux applications - généralement utilisés en cas d'urgence ou pour des rehaussements ou mises à jour au programme - effectués par modem et téléphone dans les ordinateurs personnels en place chez Demix Béton. "Nous avons installé des automates programmables TSX de Schneider Electric dans nos systèmes en raison de leur rapidité de traitement, de leur fiabilité, de leur souplesse et de leur approche ouverte, affirme M. Marcotte. Nous apprécions également que Schneider Electric soit en mesure de nous suggérer une vaste gamme de solutions et de procurer des applications approfondies et un bon service de soutien sur place". La disponibilité de pièces à l'échelle mondiale favorise également l'exportation du système Marcotte aux États-Unis. "Nous sommes fiers de compter Schneider Electric parmi nos partenaires", ajoute M. Marcotte. Leurs automates programmables Modicon TSX ont joué un rôle de premier plan en nous aidant à devenir des concepteurs et intégrateurs de systèmes à la fine pointe de la technologie pour les systèmes de traitement par lots à distance dans l'ensemble de l'Amérique du Nord." L'équipement de contrôle de moteurs de l'usine Demix Béton comprend les Centres de commande de moteurs TMD de Télémécanique, des commutateurs de traction de câble, des contacteurs, des interfaces opérateur, des relais et des démarreurs. L'équipement de distribution électrique comprend les panneaux de commande et les panneaux électriques de Federal Pioneer. "Le système Marcotte et les automates programmables Modicon TSX ont permis à Demix Béton de normaliser son système pour toutes ses usines en utilisant un seul système fiable et facile à gérer et à entretenir, affirme le directeur de la production de Demix Béton. De fait, le matériel du système n'a été à l'origine d'aucun arrêt de production depuis son installation." La fiabilité du système s'est également avérée un élément important - favorisant l'exactitude des lots à l'intérieur des tolérances requises par le programme de qualité Qualibéton 9000 en vigueur chez Demix Béton - en plus d'offrir toute la souplesse requise pour que chaque usine puisse apporter des correctifs locaux aux mélanges standard, en plus de permettre à un opérateur dans un site de commande centralisé de régler à distance les lots traités dans des usines totalement automatisées. Le système facilite également l'ajout éventuel de types de ciment, d'agrégats et d'adjuvants supplémentaires. "La précision et la souplesse du système MarcotteMD ainsi que la fiabilité des automates programmables Modicon TSX, appuyés par une équipe de soutien technique et de développement de systèmes hautement compétente a maximisé la productivité tout en maintenant les coûts de production à un niveau concurrentiel, conclut le directeur de production de Demix Béton. Cette technologie a procuré à Demix Béton un avantage indéniable dans le marché."
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