Brevet FR2504650A1 — publié le 19821029

La presente invention concerne un procédé de surveillance et de réglage en continu d'un ensemble de postes d'emplissage de bouteilles de gaz et une installation destinée a la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît diverses installations prévues pour l'emplissage de bouteilles par du gaz comprimé ou liquéfié. On y recherche le plus souvent une automatisation de plus en plus poussée. Mais, malgré les cadences élevées permises par cette automatisation, il reste nécessaire de contrôler individuellement la charge de chaque bouteille après emplissage, de manière à éliminer les bouteilles insuffisamment emplies. D'autre part, ce contrôle permet de se rendre compte d'un excès ou d'une insuffisance systématiques de la charge de gaz. De tels écarts doivent pouvoir être corrigés par un réglage de l'-emplissage. Mais une telle vérification devient très difficile avec l'usage d'un manege présentant une pluralité de postes d'emplissage pour une chaîne unique de bouteilles.Un contrôle en aval de l'emplissage, où il n'est pas possible de reconnaître le poste qui a rempli la bouteille faisant l'objet du contrôle, ne permet de déterminer que le défaut ou l'excès global de l'ensemble des postes. Pour régler chaque poste individuellement, il est nécessaire d'effectuer un contrôle immédiatement après l'emplissage, avant que la bouteille ne soit éjectée de son poste d'emplissage. Un tel contrôle ne peut pas être effectué systématiquement pour chaque bouteille sous peine de ralentir inconsidérément la cadence du manège. La précision du réglage est réduite d'autant, ainsi que la rapidité à effectuer le réglage de correction en retour. Pour pallier cet inconvénient, la présente invention propose un procédé de surveillance et de réglage en continu de chaque poste d'emplissage, à partir de mesures effectuées a posteriori, en aval du dispositif d'emplissage, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. I1 consiste à amener la bouteille à proximité d'un poste de prise de données situé en amont d'un dispositif d'emplissage, et assurant l'enregistrement de l'information de tare de ladite bouteille, admettre la bouteille sur un poste d'emplissage dont le numéro aura été préalablement enregistré, procéder à l'emplissage, transférer la bouteille emplie sur un dispositif de pesage préalablement libéré situé en aval du dispositif d'emplissage, procéder à la mesure du poids de la bouteille, restituer les informations de tare et de numéro de postes enregistrées en amont du poste d'emplissage, comparer la valeur réelle du poids de la bouteille à la valeur désirée de manière à déterminer un écart par défaut ou par excès d'emplissage, déterminer1 à partir d'une série de mesures relatives à des bouteilles emplies par un même poste,l'écart moyen pour chaque poste considéré, et enfin régler chaque poste d'emplissage de manière à corriger l'erreur systématique ainsi révélée. D'autre part, les mesures fournies par le poste de pesage peuvent être mémorisées et ultErieurement restituées,de manière à connaître la production totale de chaque poste et la production de l'ensemble des postes constituant le manège. Une caractéristique de l'invention consiste à déterminer le poids de la bouteille,par anticipation1 à partir d'une succession de mesures instantanées, avant que le dispositif de pesage n'ait atteint son équilibre, en déterminant la moyenne desdites valeurs. De cette manière, il est possible d'évaluer le poids de la bouteille en un temps très bref, compatible avec la cadence élevée de défilementdes bouteilles sur la chaîne. Une caractéristique du procédé selon l'invention consiste également à mesurer périodiquement l'erreur apportée par le dispositif de pesage, et à corriger la mesure du poids de manière à annuler l'effet de ladite erreur. Pour mettre en oeuvre ce procédé, l'invention propose une installation comportant un poste de prise de données situé à proximité d'un dispositif d'admission sur le manège, des moyens de lecture et de mémorisation du numéro du poste d'emplissage sur lequel est admise la bouteille, des moyens de pesage de la bouteille, des moyens de calcul, des moyens d'affichage, et des moyens de réglage des postes d'emplissage. Préférentiellement, les moyens de pesage sont constitués d'un peson à jauge de contrainte auquel est suspendue une balancelle recevant la bouteille à peser, et comportant un poids de précontrainte rendu solidaire de la balancelle en l'absence de bouteille Enfin, l'installation peut également comporter des moyens d'éjection des bouteilles vides ou insuffisamment emplies, de manière à mettre à part les bouteilles dont la charge de gaz est inférieure à une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, où la figure 1 est un schéma d'ensemble de l'installation mettant en évidence l'enchaînement desdiffé rentes phases du procédé et la disposition des moyens de mise en oeuvre, la figure 2 est une vue du dispositif de pesage, la figure 3 est un graphique montrant la valeur instantanée du poids de la bouteille tel qu'il peut résulter de la mesure par le dispositif de pesage. Sur la figure 1, sont représentés le poste d'admission et de prise des données 100, le manège 200 portant l'ensemble des postes d'emplissage dont l'un a été représenté en 210, le poste d'éjection 300 hors du manège, le poste de pesage 400, le poste d'éjection de bouteilles vides ou insuffisamment emplies 500, ainsi que l'unité de calcul, de commande et d'affichage 600, qui peut être par exemple un micro-ordinateur du type"micral S. Le premier poste 100 est constitué d'un convoyeur d'entrée 101, d'un poste de prise des données 102 et d'un vérin d'admission 103. Le poste d'emplissage 210 comprend une tête de remplissage 211 alimenté en gaz comprimé ou liquéfié par un dispositif de réglage 212 permettant d'admettre une plus ou moins grande quantité de gaz dans la bouteille 213. Un palpeur 214 permet de reconnaitre le poste d'emplissage et de transmettre l'information de numéro de poste . Le poste d'éjection 300 comprend un vérin 301 repoussant la bouteille 302 sur un convoyeur de transfert 303 destiné à amener la bouteille jusqu'au poste de pesage 400. En aval de ce poste de pesage, le poste d'éjection des bouteilles vides 500 comprend un vérin d'éjection 501, un convoyeur latéral d'éjection 502 situé vis-à-vis du verin 501, et un convoyeur de sortie 503.Enfin, l'unité de commande et de calcul 600 est reliée d'une part au poste de prise de données 102, au palpeur 214 et au dispositif de pesage 400 desquels elle reçoitlesinformations, et d'autre part au dispositif de réglage de l'emplissage 212 et au vérin d'éjection 501,qu'elle coernande l'un et l'autre.Uhtbleau d'affichage 601 permet de visualiser un certain nombre de paramètres relatifs au fonctionnement de la chaîne, et un dispositif d'impression 602 permet de conserver une trace des informations fournies par l'unité de commande et de calcul 600. La bouteille arrivant du convoyeur d'entrée 101 est immobiliée en position 104. Là, une lecture de la tare de la bouteille est effectuée, soit automatiquement par tout procédé de codage de l'information sur le corps de la bouteille, soit par un opérateur lisant l'information sur une pastille 105 sertie au sommet de la bouteille. Cette information est transmise au poste 102 de prise de données puis à l'unité de commande et de calcul 600 où elle est mémorisée. Le vérin 103 est ensuite actionné pour repousser la bouteille sur le manege 200 où elle est immobilisée, par exemple en position 213 sur l'un des postes d'emplissage 210. Elle y est chargée d'une quantité de gaz prédéterminée par le dispositif de réglage 212 en fonction des informations fournies par l'unité de commande et de calcul 600. Pendant la durée de l'emplissage, le manège 200 effectue une rotation dans le sens indiqué par les flèches 20-1 ou 202. En fin d'emplissage, la bouteille se trouve en position 302 où elle est éjectée du manège par la manoeuvre du vérin 301. Elle est ensuite acheminée sur le dispositif de pesage 400. En fin de pesage la bouteille arrive en position 504. Si son poids, tel qu'il a été déterminé au poste de pesage 400, est insuffisant, l'unité de commande et de calcul 600 active le vérin 501 qui repousse la bouteille sur le convoyeur d'éjection des bouteilles vides 502 en vue d'un traitement ultérieur pour déterminer les causes de l'insuffisance du remplissage. Si le poids est conforme , la bouteille poursuit son chemin sur le convoyeur de sortie 503. La figure 2 représente le dispositif de pesage 400. Une balancelle 401, qui reçoit sur son plateau 402 la bouteille à peseur 403, est suspendue à un peson 404 solidaire d'un bâti 405. Le dispositif utilisé peut être du type"ISe2"à jauge de contrainte, fabriqué par la Société "LA TELEMECANIQUE". Un tel dispositif assure automatiquement la conversion du poids mesuré en une information électrique digitalisée, directement utilisable par l'unité ae commande et de calcul 600. La partie inférieure du plateau 402 peut être rendue solidaire d'un poids 405 reposant sur un support fixe 406 au moyen d'un dispositif de liaison 407. En l'absence de bouteille , le plateau 402 occupe une position haute telle que le dispositif 407 assure la liaison avec le poids 405 et soulève celui-ci du support 406. Une précontrainte du peson est ainsi effectuéeten l'absence de bouteille , par le poids 405. Lorsqu'une bouteille est chargée sur la balancelle, le plateau 402 s'abaisse, le poids 405 repose sur le support 406, et le dispositif 407 désolidarise le poids du plateau. La précontrainte, ainsi supprimée en présence d'une bouteille, a permis d'éviter des oscillations verticales de la balancelle de trop forte amplitude De façon préférentielle, le poids de précontrainte sert également à déterminer l'erreur apportée par le dispositif de pesage, par comparaison périodique entre la valeur réelle du poids de précontrainte et la mesure fournie par le peson en l'absence de bouteille sur la balancelle.L'écart, en plus ou en moins, ainsi estimé sera transmis à 12inité de calcul et de commande 600 qui, respectivement, le retranchera ou l'ajoutera aux valeurs du poids de la bouteille indiquéespar le dispositif pour toutes les mesures ultérieures, de manière à annuler l'incidence de cette erreur systématique. La figure 3 représente la mesure du poids fournie par le peson 404. En abscisse est porté le temps, en ordonnée, la mesure du poids en kg. Cette mesure, qui est le poids apparent de la bouteille, varie suivant la courbe 700 figurée en pointillé. Cette mesure n'est pas constante du fait des oscillations parasites de la balancelle consécutive au chargement de la bouteille. Le poids apparent tend à se stabiliser autour de la valeur 701 au bout d'un temps très longdt à l'inertie de.l'ensemble nécanique peson-balancelle. Ce temps est trop long en considération de la cadence élevée du défilement des bouteilles. I1 est donc nécessaire de pouvoir évaluer cette valeur finale par anticipation, sans attendre la stabilisation définitive de l'ensemble. Pour cela, le peson ISP2 fournit une série de points due mesure 710, 711, 712 ... à intervalles réguliers de 100 millisecondes. Cette série de valeurs instantanées est transmise à l'unité de calcul et de commande 600 qui en évalue leur moyenne, représenteesur la figure par la valeur 720, qui est ainsi une approximation de la valeur exacte 701. Le nombre de points de mesure est toujours le même ; il est choisi de manière que le total : temps de chargement de la bouteille sur le plateau + temps de mesure (nombre de points de mesure X par intervalle entre deux points) + temps de libération du plateau,reste, en moyenne, inférieur à la cadence des bouteilles sur la chaîne.Afin d'améliorer la précision de la mesure, on ne commence à enregistrer les points de mesure que lorsque l'écart entre la mesure la plus élevée et la mesure la plus faible reste inférieur à une quantité prédéterminée. Sur l'exemple de la figure 3, si l'on fixe par exemple cet écart maximum admissible à 80 g, tel que représenté par la flèche 730, on voit que les points 710 et- 711 ne seront pas pris en considération, leur écart (120 g) étant trop important, alors que les points 712, 713, 714 ... seront pris en considération, car ils restent dans les limites tolérées. En variante, on peut envisager un calcul de la moyenne par un procédé, n on pas numérique comme dans l'exemple décrit, mais analogique, où le lissage de la courbe 700 serait effectué, par exemple, par des circuits électriques intégrateurs. La valeur 720, estimation du poids 701 de la bouteille, est ensuite comparée par 1' unité de calcul et de commande 600 à la valeur désirée, égale à la tare de la bouteille + la charge de gaz standard. La différence ainsi déterminée est mémorisée en même temps que l'information de numéro de poste précédemment transmise par le capteur 214 au moment du remplissage. Lorsqu'un nombre suffisant de telles différences est connu pour un même poste, on détermine leur moyenne, qui fournira une indication de la dérive apportée par le poste d'emplissage 212. En retour, ce dernier peut ainsi être réajusté immédiatement, et en continu, de manière à annuler l'écart constaté. I1 est bien entendu que la description qui précède ne se réfère qu'à un mode de réalisation particulier de l'invention, et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans pour autant sortir du domaine de la présente invention. REVENDICATIONS 1. procédé de surveillance et de réglage en continu d'un ensemble de postes d'emplissage de bouteilles de gaz comprimé ou liquéfié, caractérisé en ce qu'il consiste à amener la bouteille à proximité d'un poste de prise de données (100) situé en amont d'un dispositif d'emplissage (210) et assurant l'enregistrement de l'information de tare de ladite bouteille, admettre la bouteille sur un poste d'emplissage (210) dont le numéro aura préalablement été enregistré, . procéder à l'emplissage, . Transférer la bouteille emplie sur un dispositif de pesage(400)préalablement libéré, situé en aval du dispositif d'emplissage, procéder à la mesure du poids de la bouteille, . restituer les informations de tare et de numéro de poste enregistrées en amont du poste d'emplissage, comparer la valeur réelle du poids de la bouteille à la valeur désirée, de manière à déterminer un écart pardëfautOuprr excès d'emplissage, déterminer à partir d'une série de mesures relatives à des bouteilles emplies par un même poste l'écart moyen pour chaque poste considéré, enfin régler chaque poste d'emplissage de manière à corriger l'erreur systématique ainsi révélée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détermination du poids de la bouteille après emplissage est effectuée par anticipation à partir d'une succession de mesures instantanées effectuées dès l'admission de la bouteille sur le dispositif de pesage, et avant que celui-ci n'ait atteint son équilibre, par détermination de la moyenne des valeurs desdites mesures, et à condition que l'écart entre la valeur maximum et la valeur minimum de la série de valeurs soit inférieur à une quantité prédéterminée. 3. Procéde selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte également une mesure périodique de l'erreur apportée par le dispositif de pesage, mesure dont la valeur sert à corriger la mesure du poids de la bouteille, de manière à annuler l'incidence de ladite erreur. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les mesures fournies par le poste de pesage sont mémorisées et ultérieurement restituées de manière à connaître la production totale de chaque poste et la production de l'ensemble des postes. 5. Installation destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, du type comportant un manège(200)présentant une pluralité de postes d'emplissage individuels (210), un dispositif unique d'admission (100)des bouteilles sur le manège, un dispositif unique d'éjection(300)des bouteilles en sortie du manège, un poste de pesage (400) situé en aval du dispositif d'éjection, caractérisée en ce qu'elle comporte - un poste de prise de données (102) situé en amont des postes d'emplissage (210) cet permettant d'enregistrer la valeur de. la tare de la bouteille, - des moyens(214)de lecture et de mémorisation du numéro du poste d'emplissage sur lequel est admise la bouteille, des moyens de calcul(600), des moyens d'affichage(601), et des moyens de réglage(212)des postes d'emplissage. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de pesage(400)sont constitués d'un peson(404jà jauge de contrainte auquel est suspendue une balancelle(401)recevant la bouteille à peser(403). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de pesage comportent un poids(405)de précontrainte rendu solidaire de la balancelle en l'absence de bouteille, et supprimé dès l'admission de la bouteille. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le poids de précontrainte sert également à déterminer terreur apportée par le dispositif de pesage, par comparaison périodique entre la valeur réelle du poids de précontrainte et la mesure fournie par le peson en l'absence de bouteille sur la balancelle. 9. Installation selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte également des moyens d1éjection(500)des bouteilles vides ou insuffisamment emplies, coopérant avec les moyens de pesage, de manière à isoler les bouteilles dont la charge de gaz est inférieure à une valeur limite prédéterminée.