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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mouloud MAMMERI, Tizi-Ouzou Faculté de Génie Electrique et d'Informatique Département d'Automatique Mémoire de Fin d'Etudes En vue de l'obtention du diplôme D’Ingénieur d'Etat en Automatique Thème Proposé par : Mr Djamel Stiti Présenté par : Ferhat Amhis. Dirigé par : Mr Moussa Charif Soutenu le : 11 /07 /2011 Ce travail a été préparé à : SONATRACH Unité de traitement du gaz naturel Hassi R’mel Étude et simulation de DCS I /A Séries de FOXBORO sur le four rebouilleur H101 Promotion 2011 Dédicace Je dédie ce modeste travail à :  Mes parents  Mes sœurs  Mes Oncles  Mes grands parents  Tous mes amis en particulier  Sofiane  Saïd  Mohamed  Tous les camarades de ma promotion.  Tous ceux, qui de loin ou de près, pensent à moi.  Et surtout à la mémoire de nana Djidji Remerciements Tout d’abord nous adressons nos sincères remerciements à notre promoteur « Mr. Moussa Charif » pour avoir accepté de nous dirigé tout au long de ce travail, ainsi que pour tous ses judicieux conseils. Nous remercions aussi notre encadreur « Mr. Djamel Stiti », cadre instrumentiste a SONATRACH pour nous avoir formé au système DCS au cours de notre stage a Hassi R’mel, ainsi que pour ses conseils et les moyens qu’il a mis en œuvre pour mener a bien ma formation. Nous n’omettrons pas de remercier « Mr. Djouab Hocine», pour sa précieuse aide sans laquelle se travail n’aurait pas été possible. Nos remerciements et pas les moindres vont à l’ensemble du personnel du service instrumentation du MPP4. Finalement, nous remercions tous ceux et celles qui ont, de près ou de loin, participer à l'élaboration de ce mémoire. SOMMAIRE NOMENCLATURE INTRODUCTION GENERAL CHAPITRE I : Généralités sur le procédé de traitement de gaz naturel à Hassi R’mel…………………………………………………………………………………………………………… 1 I- Le gaz naturel en Algérie………………………………………………………. 2 II- Présentation du champ de Hassi R’mel ……………………………………...... 3 III- Présentation des secteurs de Hassi R’mel……………………………………… 3 IV- Description générale des unités d’exploitation dans le champ de Hassi R’mel…………………………………………………………………………………… 5 V- Procédé de traitement du gaz…………………………………………………… 5 VI- Présentation du module IV……………………………………………………... 8 VII- Description du process de traitement du gaz…………………………………… 8 VIII- Description du Rebouilleur…………………………………………………….. 14 Chapitre II : Étude du rebouilleur H101……………………………………………. 15 I- Description du four H101………………………………………………………. 16 II- Instrumentation de rebouilleurs………………………………………………... 17 III- La régulation …………………………………………………………………… 21 CHAPITRE III : Présentation du DCS Séries I /A FOXBORO………………….... 23 I- Système de contrôle distribue (DCS)…………………………………………… 25 II- DSC I/A Séries (Intelligent / Automation) de FOXBORO…………………… 28 III- TRICONEX……………………………………………………………………. 35 CHAPITRE IV : Étude et développement d’une solution sous DCS……………… 36 I- Présentation de la commande actuelle du Rebouilleur………………………... 37 II- Séquence de démarrage du Rebouilleur H101 ………………………………... 38 III- inconvénient de la solution actuelle……………………………………………. 42 IV- solution proposée………………………………………………………………. 42 V- Développement d’un programme séquentiel sous HLBL……………………… 48 Chapitre V : Supervision du rebouilleur sous DCS……………………………………….. 63 I- Constitution d’un système de supervision…………………………………….. 64 II- Supervision des vues du Rebouilleur………………………………………….. 65 Conclusion général……………………………………………………………………. 68 RESUME Mon projet de fin d étude s intitule à l’étude et la simulation du rebouilleur H101 toute en automatisant la séquence de démarrage du procède via un automate programmable et la supervisé avec un logiciel nome DCS I/A Séries de FOXBORO Nomenclature  GPL: Gaz Pétrole Liquéfier.  GNL : Gaz Naturel Liquide.  CSTF : Centre de Stockage et de Transfert des Fluides  MPP: Module Processing Plant.  SBN: station Boosting Nord.  SBC: station Boosting Centre.  SBS: station Boosting suds.  SRGA : Stadion de Récupération Des Gaz Associés.  CNDG : Centre National de Dispatching Gaz.  SCN : Station de Compression Nord.  SCS : Station de Compression Sud.  D : Ballon.  P : Pompes.  K : Compresseur.  C : Colonnes de distillation.  H : Four.  T : Tank (bac de stockage).  E: Echangeur.  KT: Turbine.  L : Level (Niveau).  t : Température.  F: Flow (débit).  P: pressure (pression).  I: Indicateur.  C:controleur.  LIC: Contrôleur de Niveau.  PIC: Contrôleur de pression.  TIC : temperator indicator control.  FIC : flow indicator control  TI : indicateur de Température.  PI : indicateur de Pression.  LI : indicateur de Niveau.  FI : indicateur de Débit.  ON-Spec : condensat prêt a l’expédition.  OFF-Spec : condensat pas prêt a l’expédition.  P/I : convertisseur Pression en Courant.  I/P : convertisseur Courant en Pression.  Z : Déclanchement.  A : Alarme.  AL : Alarme basse.  AH : Alarme Haute.  AUT : position Automatique..  R : Régulateur.  DCS : System de control distribué.  HMI: Humain Interface Station (station operator).  FBM: Field bas module  FBI: Field bas interface  RL : Réseau local  AW : processeur double application et visualisation.  WP : processeur de visualisation.  AP : processeur d’application.  DNBI : duel nodebus interface Introduction L’économie algérienne a connu une progression considérable au cours de ces dernières années. Cette expansion est particulièrement attribuée au fort rendement de l’industrie du pétrole et du gaz. L’Algérie exporte à l’heure actuelle prés de 65 milliards de mètre cube par ans de gaz naturel ; ce dernier prend une place importante dans ces exportations en raison de ses avantages économiques et écologiques, il devient le produit le plus attractif pour beaucoup de pays, c’est pourquoi il représente la troisième source d’énergie la plus utilisée dans le monde. Dans l’industrie moderne, pétrolière plus précisément, des exigences sur la quantité et la qualité des produits finis font que les sociétés investissent beaucoup dans la modernisation et la maintenance de leurs unités industrielles de production, ce qui est le cas de la société SONATRACH où on a eu l’occasion de le constater sur site dans les usines de traitement de gaz naturel à Hassi R’mel. Les installations industrielles dans le domaine pétrole & gaz présentent des risques pour les personnes, l’environnement et les équipements, d’où la nécessité de mettre en œuvre des systèmes de mise en sécurité de ces installations à risque pour le respect des exigences réglementaires. DCS, "Distributed Control System" ou système de contrôle distribué, est un ensemble de moyens matériels et logiciels assemblés de façon à partager les fonctions de base pour la conduite des procédés industriels. Pour mener à bien notre étude, nous avons d’abord étudié le fonctionnement du process de traitement du gaz où nous avons accordé une attention particulière à l’étude du rebouilleur H101. Puis, dans le deuxième chapitre nous avons étudié les différents instruments de mesure permettant le bon fonctionnement du rebouilleur et le type de régulation utiliser. Pour le contrôle et la supervision du rebouilleur nous avons consacré le troisième chapitre pour l’étude du système DCS de FOXBORO, I/A Série dans sa constitution matérielle et logicielle. Dans le quatrième chapitre, nous avons analysé la commande actuelle du rebouilleur basée sur la logique câblée, afin de proposer une nouvelle solution de contrôle nous avons élaboré un programme séquentiel pour la visualisation du fonctionnement du four H101 nommé HLBL (High Level Batch Langage), et une solution automatise pour son démarrage. Quant au dernier chapitre nous l’avons consacré sur la supervision du procède en utilisant le logiciel DCS I /A Série de FOXBORO. Enfin, nous terminons notre mémoire par une conclusion général. CHAPITRE I Généralités sur le Procédé de Traitement de Gaz Naturel à HASSI R’mel 2 Introduction Le gaz naturel est la source d’énergie qui a connue la plus forte progression depuis les années 70, de ce fait elle représente la troisième dans le rang de consommation mondiale en raison de ces avantages économiques et écologiques. Le gaz naturel devient chaque jour plus attractif pour beaucoup de pays, il peut être employé dans des domaines très variés. Traditionnellement, la fourniture du chauffage et d’électricité en sont les principaux débouchés. En outre les préoccupations grandissantes liées à la protection de l’environnement a conduit à accroitre le recours au gaz dans les transports et l’industrie. I- Le gaz naturel en Algérie I-1-Ressources de gaz en Algérie Plus qu’un pays producteur de pétrole, l’Algérie est avant tous un pays exportateur de gaz. Avec des réserves estimées a plus de 3000 milliards de m3, l’économie algérienne s’appuie sur un patrimoine énergétique ou prédomine largement le gaz naturel, 61℅ des réserves récupérables contre 15℅ pour le pétrole brut. On distingue deux types de gaz : Le gaz humide, riche en fraction condensable, et le gaz dit sec essentiellement constitué de méthane. Pour le gaz sec le traitement consiste simplement à en éliminer les impuretés avant de le commercialiser. Le gaz humide, découvert en même temps qu’un gisement d’huiles, est qualifié de gaz associé. Mais ce gaz humide peut se trouver dans des gisements de gaz uniquement. Il est alors dénommé gaz humide non associé. Les gaz de pétrole liquéfié (GPL) et les liquides de gaz naturel (GNL) sont très recherchés uploads/Geographie/ amhis-ferhat.pdf