Régulation, régulateurs, automates, capteurs

[dB-)]

Bonjour,

le prix est fonction de la puissance de la génératrice, de la présence ou non d'une armoire de réactif automatique, de la marque des composants (personnellement je ne prends plus que du Schneider, Siemens, Legrand, etc... ), de la facilité d'accès au local, des longueurs de câbles, des capteurs auxiliaires, etc ...

Bonne journée

dB-)

[ponsot]

bonjour, DB

c'est pour une machine de 150kw
le local de commande est à 5m de la turbine (accès très facile)
entre la grille et la turbine il y a 10m
capteur de moyenne gamme

il faut également une armoire de compensation de réactif

[baccara]

Bonjour,
Apres avoir lu l’intégralité du sujet "Régulation, régulateurs, automates, capteurs" afin de comprendre comment je pourrai équipé notre moulin (Roue Poncelet) d'une gestion automatisée des vannes de décharge et ouvrière, voici ma compréhension (n’hésiter pas à me corriger car je ne suis pas expert dans ce domaine )

Capteur niveau d'eau

- Les capteurs de niveau à ultrasons
- Les capteurs piézométriques
- Les capteurs magnétiques type flotteur

Pour moi la solution la plus adaptée à notre moulin serait le capteur magnétique, un coût raisonnable vs ultrasons, précision au mm prés

Citation de M PERRET dans différentes réponses pour des cas similaires au nôtre

Bonjour,

J'ai automatisé de nombreuses vannes ou clapets et, finalement, je pense que la meilleure solution, pour de petites installations sans technicien sous la main, est la prise de niveau par flotteurs, type "Kubler", et régulation par doseur cyclique s'il y a une ou deux vannes, micro-automate si plus.
Chaque vannage est un cas d'espèce. Il n'y a pas de solution passe partout, ou je ne la connait pas.

2 ou 3 flotteurs dans un tube PVC Ø 160 ou 200 - Niveau bas - Niveau haut - Sécurité ou Alarme.
La sensibilité et la fiabilité de ces régulateurs est très bonne (hystérésis de l'ordre du mm).

Exemple d'utilisation pour 4 vannes levantes :

Du coup, j'ai deux questions :

- Un seul capteur est-il suffisant ou faut-il par souci de sécurité faire un montage avec deux capteurs fixés à deux endroits distincts sur les bajoyers ?
- Pour éviter que des éléments externes type branches, bois etc n'entrent en contact avec le capteur, on le loge dans un tube PVC Ø 160 ou 200 et on fait quelques traits de scie afin que l'eau puisse y pénétrer. D’après la photo, l'eau du bief n'est pas en contact avec le capteur, comment faites-vous pour gérer une hauteur d'eau qui fluctue de 1 mètre entre la saison haute et basse (j'extrapole) ? Doit-on prévoir un tube PVC qui plonge au fond du bief ou il y a une subtilité qui m’échappe ?


Vannes :

Je sais qu'il faut faire des calculs précis (largeur, hauteur etc .) pour déterminer le type de cric motorisé qui seront fixés sur les vannes. En lisant le post suivant de dB, je trouvais la remarque très pertinente

Bonjour,

oui, tout à fait d'accord avec Ticapix.

Quelques remarques :

- régulation par une vanne (donc je pense une vanne guillotine, qui s'ouvre de bas en haut) : un jour ou l'autre un cailloux ou un morceau de bois va bêtement rester coincé sous la vanne à la fermeture : en dehors des problèmes mécaniques (il faut limiter les efforts, et ne pas se contenter des contacts fin de course, qui ne seront pas actionnés en cas de blocage), adieu la belle précision du mm ! énervement garanti ! Si c'est pour de la régulation de niveau, je ne peux que conseiller un clapet (cloison articulée à sa base, et qui s'incline plus ou moins), beaucoup moins sensible aux blocages.

dB-)

Auriez-vous des photos de ce type de vanne articulée ?

Automate :

Le Crouzet Millenium 3 semble un bon compris d’après les avis de chacun, seul bémol pour moi, il n'est pas mangeable à travers une interface web, même si on achète un module Ethernet cela ne sert qu'a gérer un bus de communication avec d'autres équipements.

Le Crouzet EM4 embarque un serveur web qui peut être géré a travers un accès Internet mais semble avoir beaucoup de bugs pour une version qui aurait du embellir les bases solides du Millenium 3. Son prix est relativement élevé par rapport à la concurrence.

Le logiciel de gestion des Crouzet est gratuit.

Le Logo de Siemens quant a lui est bien placé au niveau prix (106€), le logiciel de gestion est payant mais se trouve sur la toile facilement. Il offre également un serveur web embarqué. Du coup, je trouve son rapport qualité plutôt bien placé, j'ai vu qu'une poignée de gens utilisait le Logo vs une majorité séduit par le Crouzet.

Pour ceux qui utilisent du Logo Siemens sur des petites installations hydro, quels sont vos retours pour la gestion des capteurs, des vannes motorisées ?

Merci d’avance pour vos retours avisés

[moulino51]

Doit-on prévoir un tube PVC qui plonge au fond du bief

Les miens plongent d'environ 30 cm sous la RL (retenue légale)
Ne pas se fier a la photo, le bief était hors d'eau.

Pour ceux qui utilisent du Logo Siemens sur des petites installations hydro, quels sont vos retours pour la gestion des capteurs, des vannes motorisées ?

J'ai deux automates Siemens qui font parfaitement le job, la régulation de niveau est très précise.

Pour ce qui est d'un bief d'amenée avec une fluctuation basse de 1 mètre, c'est peut probable, car la turbine risque de se désamorcer.


Gé

[PERRET]

Bonjour,

Pour répondre à vos questions.

Régulation de niveau par vanne levante commandée par cric :
- Le motoréducteur de commande du cric de vanne doit toujours être équipé d'un limiteur de couple mécanique. La solution la plus simple est une transmission par chaine entre motoréducteur et cric de vanne, le limiteur de couple étant monté sur l'arbre de sortie du motoréducteur.

- Le tube PVC de protection des flotteurs ne doit pas être proche d'une vanne de décharge. Il peut être effectivement enfoncé en partie basse dans le lit du bief. Prévoir des traits de scie sur le tube pour communiquer avec le bief.
Sur la photo, prise lors de la pose, le niveau du bief se situe sensiblement aux 2/3 de la hauteur du tube PVC et les flotteurs sont espacés verticalement de quelque centimètres.

Chaque fois que c'est possible, prévoir de remplacer une ou plusieurs vannes levantes par un clapet, commandé par vérin.
Le prix de revient en est, tous comptes faits, sensiblement le même, mais avec les avantages suivants :

- Sécurité positive : pas besoin d'une source d'énergie de secours pour ouvrir en cas de panne secteur.
- Evacuation des flottants sans problèmes, ils ne s'accumulent pas devant la vanne.
- Régulation du niveau du bief beaucoup plus efficace qu'avec une vanne levante, surtout aux faibles débits.
- Pas de risques de pannes mécaniques. Les efforts sont parfaitement limités par le limiteur de pression du groupe hydraulique. Sur une vanne levante, si le limiteur de couple est mal réglé et qu'il y a un obstacle sous la vanne, on retrouvera la crémaillère tordue.
A l'inverse la vanne peut ne pas s'ouvrir s'il y a du dur (gel, etc..)
- En cas de blocage, un thermostat de sécurité sur le réservoir d'huile arrêtera le moteur du groupe hydraulique.
- Pas d'entretien à prévoir, au contraire des crics de vanne qui régulent souvent, ont les dents de la crémaillère et du pignon qui s'usent. Et nécessité d'un graissage et d'une vérification périodique du limiteur de couple.

[baccara]

Bonjour Moulino51 et PERRET,

Doit-on prévoir un tube PVC qui plonge au fond du bief

Les miens plongent d'environ 30 cm sous la RL (retenue légale)
Ne pas se fier a la photo, le bief était hors d'eau.

Pour ceux qui utilisent du Logo Siemens sur des petites installations hydro, quels sont vos retours pour la gestion des capteurs, des vannes motorisées ?

J'ai deux automates Siemens qui font parfaitement le job, la régulation de niveau est très précise.

Pour ce qui est d'un bief d'amenée avec une fluctuation basse de 1 mètre, c'est peut probable, car la turbine risque de se désamorcer.

Gé

Merci pour votre retour d’expérience sur le Logo. Pour la partie sonde je vois que vous mentionez "les miens" j'en deduis que vous avez a minima deux prises de niveau ?

Pour info, c'est une roue Poncelet pas une turbine sur notre moulin

Bonjour,

Pour répondre à vos questions.

Régulation de niveau par vanne levante commandée par cric :
- Le motoréducteur de commande du cric de vanne doit toujours être équipé d'un limiteur de couple mécanique. La solution la plus simple est une transmission par chaine entre motoréducteur et cric de vanne, le limiteur de couple étant monté sur l'arbre de sortie du motoréducteur.

- Le tube PVC de protection des flotteurs ne doit pas être proche d'une vanne de décharge. Il peut être effectivement enfoncé en partie basse dans le lit du bief. Prévoir des traits de scie sur le tube pour communiquer avec le bief.
Sur la photo, prise lors de la pose, le niveau du bief se situe sensiblement aux 2/3 de la hauteur du tube PVC et les flotteurs sont espacés verticalement de quelque centimètres.

Chaque fois que c'est possible, prévoir de remplacer une ou plusieurs vannes levantes par un clapet, commandé par vérin.
Le prix de revient en est, tous comptes faits, sensiblement le même, mais avec les avantages suivants :

- Sécurité positive : pas besoin d'une source d'énergie de secours pour ouvrir en cas de panne secteur.
- Evacuation des flottants sans problèmes, ils ne s'accumulent pas devant la vanne.
- Régulation du niveau du bief beaucoup plus efficace qu'avec une vanne levante, surtout aux faibles débits.
- Pas de risques de pannes mécaniques. Les efforts sont parfaitement limités par le limiteur de pression du groupe hydraulique. Sur une vanne levante, si le limiteur de couple est mal réglé et qu'il y a un obstacle sous la vanne, on retrouvera la crémaillère tordue.
A l'inverse la vanne peut ne pas s'ouvrir s'il y a du dur (gel, etc..)
- En cas de blocage, un thermostat de sécurité sur le réservoir d'huile arrêtera le moteur du groupe hydraulique.
- Pas d'entretien à prévoir, au contraire des crics de vanne qui régulent souvent, ont les dents de la crémaillère et du pignon qui s'usent. Et nécessité d'un graissage et d'une vérification périodique du limiteur de couple.

Par curiosité et si cela ne vous dérange pas, auriez-vous une photo de l’intérieur du tube PVC ou sont logés les sondes ?

Pour la partie vanne de décharge, je suis allez consulter le sujet dédié "Vannes, clapets, crémaillères, crics", à présent, je visualise bien ce qui est un clapet, pour autant il semble être utilisé majoritairement pour des grandes longueurs. Pensez-vous qu'un clapet serait adapté pour une vanne de décharge de 2000 mm de haut x 2040 mm de large (Le clapet serait placé coté aval selon ma compréhension)

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Auriez-vous une photo d'un clapet sur une vanne de ce type faible largeur ?



Ou sinon l’utilisation d'une vanne refaite en acier galvanisé commandée par un vérin comme sur votre moulin serait plus judicieux ?

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[PERRET]

Bonjour,

Je n'ai pas de photos des régulateurs de niveaux dans le tube PVC. Pour réguler il en faut au minimum deux, niveau haut et niveau bas, éventuellement un troisième, de sécurité.
Ils sont suspendus par leur câble depuis un croisillon métallique situé dans le manchon PVC de fermeture.
Un autre croisillon en partie basse, suspendu par une tige fileté en inox, centrale, joint les deux croisillons permet d'éviter qu'ils se touchent ou touchent les parois.
Un - gros - raccord de jonction coupé en deux, enfilé sur chaque câble, permet de les régler séparément à bonne hauteur.
Les raccords (épissures) avec le câble multiconducteurs allant à l'automate seront protégés par une gaine thermo-rétractable.

Ci dessous photos d'un clapet mis en place en remplacement de deux vannes levantes.

Marle - Musée - Avant pose du clapet - 1.JPG

MARLE - Le Moulin de la Ville -12.JPG

Musée - Coffret commande Clapet - 4.JPG

Le choix vanne- clapet peut, dans votre cas, être conditionné par le niveau du bief amont, que vous n'indiquez pas.
Il est souhaitable que la fixation du clapet soit hors d'eau et que le vérin, en position centrale et non latérale, puisse passer sous le pont.

Clapet sur l'Oise - 02.JPG

[moulino51]

Merci pour votre retour d’expérience sur le Logo. Pour la partie sonde je vois que vous mentionez "les miens" j'en déduis que vous avez a minima deux prises de niveau ?

Oui on arrive a s'embrouiller car chaque site est différent.
J'ai effectivement deux puits de mesure.
Le moulin est situé directement sur le lit de la rivière, et comprends 3 passages d'eau (Deux turbines et une vanne de décharge)
Photo du puits RG avant le moulin :

Puits RG du moulin.jpg

Je n'ai pas fait de traits de scie, mais le fond est obturé par un grillage plastique Norten a mailles moyennes.
Pas de photos dans le tube pour l'instant.
ce puits de mesure situé a 10 m en amont du moulin comprenant 2 flotteurs Kubler en tubes de 200 mm ou 250 mm, le différentiel de niveau a été réglé en atelier a 1 cm entre niveau haut et niveau bas, le niveau haut est sensé être réglé sur la RL.
Comme indiqué par Perret, une tige filetée permet un réglage précis de l'ensemble.
Ces flotteurs serviront a l'ouverture des directrices de la turbine, la vanne de décharge sous le moulin servira dans un premier temps pour la régulation de niveau quand la turbine sera ouverte a fond, mais par la suite sa commande sera manuelle car envoyer de l'eau par cette décharge serait contreproductif.

A 35 m en rive droite,nous avons un bras de décharge avec 3 vannes levantes (dont une avec un clapet manuel de 50 cm en partie haute) :

Clapet sur vanne.jpg

Sur ce bras de décharge il y a également un puits de mesure situé rive gauche avec (3 flotteurs Kubler en tubes dito)
Le fonctionnement prévu : (le réglage ne sera sans doute pas simple) : 2 flotteurs réglés a +1cm et a-1cm par rapport au puits de mesure principal.(A valider)
le troisième flotteur sera normalement réglé a + 5/10 cm de la RL et servira en sécurité et en levée de vérin rapide car le moulin amont a une régulation de niveau catastrophique a certain moment.
Le fonctionnement de ce bras de décharge sera quasiment autonome avec son propre automate Logo Siemens OBA4 OU OBA5 (automates largement suffisant pour nos petites installation)
Quand la turbine sera a pleine ouverture un contacteur de fin de course fera passer la vanne du bras de décharge en vanne de régulation de niveau.


Gé

[moulino51]

A un moment il a été évoqué une sécurité par limiteur de coule a friction, très bien mais mon site permettait une autre configuration en évitant les limiteurs de couple a friction.

Mes 3 sommiers de vannes devant le moulin étant totalement indépendant avec des vannes a double crémaillères, j'ai opté pour des FDC directement en profitant de la flexion des sommiers de vannes et c'est tout a fait satisfaisant.

Sécurité sur sommier de vanne.jpg

La flexion au milieu des sommiers est estimée a 3 cm maximum, et le FDC est calé a 1 cm.
Il y aura peut-être un limiteur de couple sur le pignon moteur, car la confiance aux FDC est ce qu'elle est


Gé

[baccara]

Merci à tous les deux pour vos précieuses informations.

Notre site n’étant pas très complexe comparé aux vôtres, je pense que deux puits de mesure seront suffisants, un placé au coin du moulin environ 5 mètres avant la vanne de décharge et le second en amont a 25 mètres (cf photo repère vert).

Je dois également trouver ma RL pour le réglage des niveaux ?

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Le choix vanne- clapet peut, dans votre cas, être conditionné par le niveau du bief amont, que vous n'indiquez pas.

Je n'ai pas la profondeur exacte du bief mais par contre je sais que le déversoir est arasé horizontalement à 1.153m avec comme base le repère entouré en rouge sur la photo ci-dessus (qualité médiocre du document, du coup je n'arrive pas a décrypter ce qu'il y a d’écrit)

On peut également connaitre le niveau maximum or crue sur la vanne de décharge (sachant qu'elle se situe dans la continuité du déversoir) comme le mentionne la photo ci-dessous

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Il est souhaitable que la fixation du clapet soit hors d'eau et que le vérin, en position centrale et non latérale, puisse passer sous le pont.

Si ma compréhension est bonne, la fixation du clapet serait au niveau de la voûte de la vanne coté aval mais je ne vois pas ou serait fixé le vérin pour manœuvrer la tôle ? car d’après toutes les illustrations que j'ai pu voir la fixation se trouve sur la radier du moins en bas et donc dans l'eau.

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Concernant la vanne ouvrière, je serai obligé d’utiliser une version a vérin comme sur votre moulin ?