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0 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement S

0 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abderrahmane MIRA Faculté de Technologie Département de génie Electrique mémoire de projet de fin d’etudes En vue de l’obtention du Diplôme Master en Electronique Option : Automatique Thème Automatisation d’un système de remplissage de quatre trémies de sucre, avec supervision HMI, CEVITAL Présenté par : Encadré par : ܯ௟௟௘ NAMAOUI Nazha Mr. LEHOUCHE Hocine Mr. RECHAM Hassen Examiné par : Mr. ARKOUB Mr. CHARIKH Promotion 2014 Remerciement A Dieu Le Tout Miséricordieux, ton amour, ta miséricorde et Tes grâces à mon endroit m’ont fortifiée dans la persévérance et l’ardeur au travail. Je tiens à remercier avant tout, les membres du jury qui me font l’honneur de participer à l’examen de ce travail. Je souhaite tout d’abord remercier Mr RECHAM Hassen, responsable service méthode à l’entreprise CEVITAL, de m’avoir encadré, soutenu, durant mon stage, et fait partager sa passion pour la recherche et sa rigueur scientifique. Un grand merci pour sa patience et sa disponibilité, ainsi que ses qualités humaines et scientifiques, J’ai apprécié ses connaissances technologiques qui m’ont permis d’acquérir de nouvelles compétences que j’ai pu exploiter dans le développement de mon mémoire. Je remercie également Mr LEHOUCHE Hocine, Docteur à l’Université A.MIRA, de m’avoir encadré, et encourager et guider à poursuivre mon projet, pour les nombreux échanges que nous avons eux et pour sa disponibilité et son aide dans des moments de doute. Ce mémoire ayant été réalisée au sein de l’entreprise CEVITAL Bejaia, je tiens donc à remercier tout naturellement son directeur. J’associe à ces remerciements pour Mr.Mustapha LOUIBA que je considère comme mon mentor, et sans oubliés mes enseignants pour leurs enseignements et leurs efforts fournis durant toute la période d’étude. Enfin, je remercie sincèrement tout le personnel de service méthode qui mon accepter et agréablement accueillis de puis le premier jour, et toutes les personne qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail. Nazha Dédicace A l’âme de mon père, qui me conseillait et me poussait vers le but le plus sublime dans la vie, comme il a toujours agi tenacement afin de surmonter toutes les difficultés, ton amour et ta sollicitude à mon égard me marqueront à jamais. A la mémoire de mon grand père Mr.Mohand MAMMERI, qui a disparu en martyre pour son honorable pays. A celle qui m’a transmis la vie, l’amour, le courage, à toi chère maman toutes mes joies, mon amour et ma reconnaissance. A mon grand frère, ZID pour son encouragements, son assistance et soutiens. A mes sœurs, HAYATS, GHEZALA et KAHINA pour leurs encouragements, de m'avoir toujours supporté dans mes décisions, pour tout votre amour et votre confiance, et surtout de m'avoir aidé à ranger mon éternel désordre! Je vous aime beaucoup. Sans oublier ma petite princesse AFNNANE, et mes petits chéris ANAS, WANIS et YAHIA. A tous mes chère amis: M.NADIR, MOULOUD, KAHI$, LIDYA, B.NADIR, TASSADIT, NADIRA, DJIDJA, SIHAM et son adorable mari CHABANE. Et plus particulièrement à celui qui m’a donné une joyeuse vision de la vie, LYES. Nazha Encadré par : Mr. Hassen RECHAME Mr. Hocine LEHOUCHE Liste des figures Liste des figures Université de Bejaia 2014 Figure1.1 : Organigramme du complexe CEVITAL…………………………………...…….04 Figure1.2: Situation géographique du complexe CEVITAL…………………………..……..05 Figure 1.3 : Structure d’un système automatisé…………………………..…………………..07 Figure 1.4 : Automate programmable industriel…………………………..………………….07 Figure 1.5 : Architecture d’un API…………………………………………………………...12 Figure 1.6 : Les interfaces d'entrées/sorties…………………………..………………….…..15 Figure 1.7 : Cycle d’un API ……………………..……..…………………….………..……..16 Figure 1.9: Exemple d’ouverture d’une vanne ……………………..……..………….………17 Figure 1.10 : exemple d’un programme GRAFCET du fonctionnement d’un vérin…………18 Figure 1.11 : Exemple d’allumage d’une LED sous langage a List…………………..…..…..19 Figure 1.12 : Aperçu de la fenêtre Wincc flexible……………………..……………………..23 Figure 2.1: Section ensachage ……………………..……..………………..…………..……..24 Figure 2.2 : Capteur LSH utilisé dans les trémies……………………………………...……..25 Figure 2.3: Emplacement capteur LSH dans des silos contenant des solides……………...…26 Figure 2.4 : Emplacement du détecteur de bourrage dans notre circuit…………………...…26 Figure 2.5 : Détecteur de fin de course montée sur la vanne guillotine……………..……….27 Figure 2.6 : Capteur de niveau……………………..……..…………………………………..28 Figure 2.7 : Emplacement du capteur de niveau dans les trémies..……..…...…...…………. 29 Figure 2.8 : Une vis……………………..……..……………………..…………………..…..30 Figure 2.9 : Moteur asynchrone …………………………………………………...…..……..31 Figure 2.10 : Vérin simple effet avec son distributeur3/2……………….……………..……..31 Figure 2.11: Vérin double effet avec son distributeur 4/2 ……….......………………..……..32 Figure 2.12 : Distributeur……………………..……..…………………..……………..……..32 Figure 2.13 : Emplacement du distributeur sur la vanne guillotine ……….…………..…….33 Figure 2.14 : Vanne guillotine…………………………………………………..……………34 Figure 3.1 : Blocs de programme……………………..……..…………………..……..……..38 Figure 3.2 : le remplissage de la trémie T1022A……………………..…………………..…..41 Figure 3.3 : fenêtre SIMATIC pour accéder au matériel de la CPU……………………...…..41 Figure 3.4 : fenêtre SIMATIC pour accéder à la propriété de la CPU………………..……...42 Figure 3.5: Fenêtre SIMATIC pour choisir l’octet de Mémento de cadence…………………42 Figures 3.6 : Création d’un nouveau projet……………………..……..……………………...43 Figures 3.7 : Appellation du nouveau projet……………………..……..……………………44 Figures 3.8 : Configuration du matériel……………………..……..…………………………44 Figure 3.9 : choisir la CPU pour la configuration du matériel……………………..………....45 Liste des figures Université de Bejaia 2014 Figure 3.10 : Hiérarchie du programme STEP7……………………..…………………….....46 Figure 3.11 : Une partie de la table des Mnémoniques du projet……………………..……..46 Figure 3.12 : Création d’une fonction ……………………..……..…………...………..…….47 Figure 3.13: Appellation d’une fonction ……………………..……..………………………..48 Figure 3.14: Mise à l’échelle de la trémie T1022A……………………….………………….48 Figure 3.15 : Insertion d’un nouveau réseau……………………..……..…………………….49 Figure 3.16 : Insertion d’une table de variable……………………..……..…….……………50 Figure 3.17 : Configuration du PLCSIM……………………..………………………………51 Figure 3.18 : Système d’automatisation avec un pupitre……………………………....……..52 Figure 3.19 : Insertion d’un nouveau réseau……………………..……..…………….………52 Figure 3.20 : Choix du pupitre……………………..……..…………………….……...……..53 Figure 3.21 : Configuration du réseau ……………………..……..…………………...……..53 Figure 3.22 : Réseau MIP après configuration……………………..……..………….………54 Figure 3.23 : Configuration de la liaison pupitre vers l’automate……………………...…….55 Figure 3.24: création du bargraphe……………………..……..…………………….....….….56 igure 3.25 : configuration de l’affichage de la trémie T1022A………………………..….…..56 Figure 3.25 : configuration d’animation de la vanne EV1019A……………………..…...…..57 Figure 4.1 : faire appeler les fonctions……………………..……..……………………..……59 Figure 4.2: Activation de la simulation……………………..……..……………………...…..60 Figure 4.3: Activation de la simulation……………………..……..……………………….....60 Figure 4.4: Démarrer la simulation de la vanne EV1019B……………………..……....……61 Figure 4.5 : Visualisation l’ouverture d’EV1019B dans la table de variable…………...……62 Figure 4.6: Visualisation l’ouverture d’EV1019B dans FC2…………………………..……..63 Figure 4.7: Visualisation le bit d’ouverture d’EV1019B……………………..………….…..63 Figure 4.8: Visualisation du remplissage de la trémie T1022D……………………..………..64 Figure 4.9: Visualisation du soutirage de sucre dans la trémie T1022D……………………..64 Figure 4.10: Activé la visualisation avec Runtime…………………………………….……..65 Figure 4.11: Visualisation l’ouverture d’EV1019B sur le pupitre……………………..……..66 Encadré par : Mr. Hassen RECHAME Mr. Hocine LEHOUCHE Liste des tableaux Liste des tableaux Université de Bejaia 2014 Tableau 3.1 : Les différents types de variable…………………………………………………40 Tableau 3.2 : memento de cadence……………………………………………………………41 Tableau 4.1 : cas de l’ouverture de la vanne EV1019B………………………………………60 Encadré par : Mr. Hassen RECHAME Mr. Hocine LEHOUCHE Sommaire SOMMAIRE 2014 Introduction générale ………………………………………………………………………..01 Chapitre 01 : Généralités I.1. Présentation de l’entreprise CEVITAL……………………….………………………….02 I.1.1.Introduction……………………….……………………….………….…………………02 I.1.2. Présentation de l’entreprise……………………….…………………………….02 I.1.3. Mission et objective……………………….……………………………………02 I.1.4. Commercialisation……………………….………………………………….….03 I.1.5. Structure du complexe CEVITAL……………………….……..………………03 I.1.6. Situation géographique……………………….………………………..……….03 I.2. Les API et les logiciels associés……………………….…………………………...…….05 I.2.1. Le but de l’automatisme……………………….…………………...………….06 I.2.2. L’automatisation……………………….……………………………………….06 I.2.3. Les systèmes automatisés……………………….……………..……………….06 I.2.3.1. La Partie Commande……………………….……………..……………….06 I.2.3.2. La Partie Opérative……………………….………………….…………….06 I.2.3.3. L’interface……………………….………………………………...……….07 I.2.4. Les automates programmables industriels (API) ……………………….………07 I.2.4.1. Nature des informations traitées par l'automate………………………...….07 I.2.4.2. Architecture interne d’un API……………………….…………………….08 a. Le CPU……………………….……………………………………………….08 b. Les bus ……………………….…………………...…….…………………….10 c. La mémoire……………………….…………….………….…………………10 d. L’unité d’alimentation……………………….………….…………………….10 e. L’unité d’entrées-sorties……………………….………..…………………….11 I.2.5. Cycle d’un API……………………….…………………….……….………….11 I.2.6. Critères de choix d'un automate……………………….……….……………….12 I.2.7. Programmer les API……………………….……………………………..…….13 I.2.8. Description du logiciel Step7……………………….…….…………………….14 I.2.9. Langages programmation……………………….……………………..……….15 SOMMAIRE 2014 I.2.9.1. Les langages graphiques……………………….……………………………..15 a. CONT et LOG……………………….………………………………..…….15 b. Langage FBD……………………………...……….……………………….16 c. Langage SFC……………………………………….……………………….17 I.2.9.2. Les langages texte……………………..…………….……………………….18 a. Langage IL………………………………...……….……………………….18 b. SCL………………………………………………...……………………….18 I.2.10. Description du logiciel Wincc.……………………….……………………….19 I.2.11. WinCC flexible Runtime……………….…………….……………………….20 I.2.11.1 Principe…………………………………………..……………………….20 I.2.11.2. Variable……………………….………………………………………….20 I.2.12. Domaines d'emploi des automates………………....……….…………………20 I.3. Conclusion……………………….……………………….……………...……………….20 Chapitre 02 : Description processus et identification du matériel utilisé II.1. Introduction……………………….……………………….…………………………….21 II.2. Description de la section maturation……………………….…………………...……….21 II.2.1. Circuit s’ensachage……………………….……………………………………..….22 II.2.1. Description des équipements du système existant………..……………….………23 II.2.1.1.les capteurs……………………….……………………………………….….23 A. Capteur logique……………………….………………………………………..……. 24 A.1. Capteur LSH……………………….……………………..…………….……….24 A.2. Détecteur de bourrage……………………….………………….……………….25 A.3. Détecteur de fin de course……………………….………...…………………….26 B. Capteur analogique……………………….………………………………….……….27 B.1. Détecteur de niveau……………………….………………………………….….27 B.1.1. Paramètre des capteurs………………………………………...……………28 II.2.1.2.Convoyeur……………………….………………………..………………….29 A. Vis sans fin……………………….………………………………………….………….29 B. Les moteurs asynchrones……………………………………...………………………. 30 II.2.1.3.Les actionneurs……………………….…………............…………………….30 SOMMAIRE 2014 A. Un servomoteur……………………….……………………….………………….30 B. Vérin……………………….………………………………………..…………….30 B.1. Vérin simple effet (VSE)…………………………….………………………. 30 B.2. Vérin double effet (VDE) …………………...……….……………………….31 C. Distributeur pneumatique……………………….…………..…………………….32 D. Les vannes……………………….…………………………………….………….32 C.1. Les vannes pneumatiques TOR…………...…………….…………………….32 C.2. Catégories de vannes……………………………...….……………………….32 C.2.1. Vanne guillotine…………………………..…….……………………….33 C.3. La commande manuelle……………………..……….……………………….34 II.2.1.4.Les automates SIEMENS…………………………….……………………….34 II.2.1.5.Présentation de l’automate SIEMENS S7-300……………..…………………..…….35 II.3. Conclusion……………………….……………………….………...……………………35 Chapitre 03 : Programmation et supervision du procédé III.1. Introduction……………………….…………………………………………………….36 III.2. Programmation…………………………………………..….……………………….36 III.2.1. Le cahier de charge……………………...…………….……………………….36 III.2.2. Principe de la programmation sous STEP7……...………………….………….38 III.2.3. Structure du programme……………………………….……………………….38 III.2.4.Les opérandes et types de données autorisés dans la table des mnémoniques…39 III.2.5. L’adressage des modules E/S ……………………….…………….……..…….40 III.2.6. Utilisation du front montant……………………….……………….……….….41 III.2.7. Utilisation des memento de cadence……………………….……….….………41 III.3. Création d’un projet STEP7……………………….………………………………...43 III.3.1. Configuration du matériel……………………….……………………………..44 III.3.2.Création de la table des Mnémonique……………………….…………….……46 III.3.3.Elaboration du programme……………………….……………………….…….47 III.3.3.1. Création du FC1……………………….……………………………….47 III.3.3.2. Création des autres fonctions……………….……….…………………49 III.3.3.3. Éditer des Mnémoniques………………………....…………………….50 SOMMAIRE 2014 III.3.3.4. Ouverture de l’application PLCSIM....……………...………………….50 A. Configuration du PLCSIM.........................................…………………….51 III.3.3.5. Etat de fonctionnement de la CPU....…………………………..……….51 III.4. Supervision……………………….……………………….…………………………….52 III.4.1. Interface homme/machine……………………….………………...……………….52 III.4.2. Wincc flexible……………………………………………………………..……….52 III.4.2.1. Insertion d’une station HMI dans SIMATIC manager……………………52 III.4.2.2. uploads/Geographie/ automatisation-d-x27-un-systeme-de-remplissage-de-quatre-tremies-de-sucre-avec-supervision-hmi-cevital.pdf