BAC PRO MEI
Examen : Série : Spécialité/option : Repère de l'épreuve : Epreuve/sous épreuve
... de distribution, de conversion des énergies pneumatique, hydraulique et
électrique. ... Ce sujet comporte : 12 pages ..... Sachant qu'il n'y a pas de capteur
qui détecte la position basse de la tête de ... P), avec une base de temps TB = 10
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Baccalauréat Professionnel
« Maintenance des Équipements Industriels »
ÉPREUVE E2 : Analyse et préparation d'une activité de maintenance
SESSION 2014
A partir dun dysfonctionnement identifié sur un bien industriel pluritechnologique, lépreuve 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 lexclusion 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 LENTREPRISE :
Létude 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 leau (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 linfrarouge. On obtient au final une feuille de papier enroulée sur de grandes bobines.
Lobjet de notre étude est la ligne dalimentation du pulpeur.
PRESENTATION DE LA LIGNE DALIMENTATION 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 dune Unit
en entrée de ligne
Photo des balles
en sortie de ligne
DOSSIER QUESTIONS-RÉPONSES
PROBLEMATIQUE GENERALE
Lusine papetière dispose de 3 lignes de fabrication équipées chacune dune 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 quun outil daide au diagnostic.
Note explicative destinée au candidat pour lutilisation du dossier completN° de la questionIntitulé de la questionDocuments utiles pour répondre à lensemble 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 douverture « To » en h/an
Tps requis « Tr » en h/an
Tps darrêt « 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 lenrouleuse de câble en acier.
Problématique N°2 : DEFARDELEUSEOn vous demande, pour satisfaire des réglages fins, de modifier linstallation 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 dentrée 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 linstallation de composants permettant dassurer 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 quil ny a pas de capteur qui détecte la position basse de la tête de coupage (lUnit peut avoir différentes dimensions), on utilise dans le programme une temporisation. Une fois celle-ci écoulée, lopération de coupage de fil peut seffectuer. 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 dair = 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 linstallation (bruits, vibrations) soumis à des variations de température liées à sa situation extérieure aux bâtiments. De ce fait, il a été décidé de revoir linstallation hydraulique dans son ensemble et de prévoir limplantation dun 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 larbre moteur de lunité 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 laide 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 lécoulement « Re » en reynolds dans la canalisation de retour.
Lécoulement 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 manuvre auxiliaire standard et raccord électrique individuel avec connecteur mâle.
0V3Référence à compléter
WE10
A
C
Q3.6. Compléter le bon de sortie pour linstallation du refroidisseur air/huile sur linstallation 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 dhuile : 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 : DEFARDELEUSELinstallation de léchangeur air/huile sur la partie hydraulique implique la modification de la partie électrique. Afin doptimiser 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 lintervention, 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 létat de lICV (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 létape 73 (DTR 10/14) ?
.
..
Q5.2. Précisez les conditions qui permettent à laction : « Marche Moteur MR6 » dêtre active.
.
..
Q5.3. Compléter les GRAFCET POINT DE VUE AUTOMATE.
Données : tableau des adressages des entrées/sorties de lautomate ainsi que laffectation 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. Lentreprise papetière dispose au sein de son service de maintenance dun 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 lagent 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 lintersection dune ligne et dune colonne indique quil y a une relation de cause à effet. Ainsi, la cause qui en ressort peut être à lorigine 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, lenrouleuse ne charge pas et ne décharge pas.
EFFETSVoyant
2HL3E éteint Voyant
2HL16E alluméVoyant
2HL14E alluméVoyant 3SB12D alluméLenrouleuse ne charge pasLenrouleuse ne décharge pasCAUSESSectionneur1QS7BXXXSectionneur porte fusibles1QU7BDisjoncteur magnéto-thermique1QF7CContacteur2KM8EContacteur2KM11ESectionneur porte fusibles1QU16CAlimentation1T16CSectionneur porte fusibles1QU17DContacteur auxiliaire temporisé2KT5ERelais darrêt durgencePNOZBP charge2SB5CBP décharge2SB11CArrêt durgence sur appareil3SB6DFin de course arrêt durgence3S6BFin 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 daffiner 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 lappareil 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 lépreuve :Epreuve/sous épreuve :NOM :(en majuscule, suivi sil y a lieu, du nom dépouse)
Prénoms :
N° du candidat
(le numéro est celui qui figure sur la convocation ou liste dappel)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 dune 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 dun 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
