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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 Abderrahmane Mira-Bejaïa Faculté de Technologie Département de Génie électrique Projet fin d’etude En vue de l’obtention du diplôme Master en électrotechnique Option : Automatisme industriel Thème Réaliser par : Encadré par : Mr.ZERROUKI Nabil Mr .K. HAMASSE Mr.KADI Boualem Mme.N. ARRAR Mr .S SLIMANI Promotion : 2012/2013 Automatisation et supervision d’une section pour la préparation de lait de chaux Nous remercions DIEU tout puissant de nous avoir donné la force, la santé, le courage et la patience de pouvoir accomplir ce travail. Un grand merci à toutes nos familles surtout nos parents pour leurs encouragement et leurs suivi avec patience du déroulement de notre projet. Nous tenons à remercier vivement nos promoteurs Mr K. HAMASSE, Mme N.ARRAR, et Mr SLIMANI .S d’avoir accepté de nous guider tout au long du travail. Nos remerciements vont également au responsable du l’unité de la 3000T au nivaux de CEVITAL Mr FEDILA.T et MENAD ainsi qu’au directeur Mr IHADDADEN de nous avoir aidé. Nos sincères remerciements s’adressent aussi à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail. Enfin, nous tenons aussi à remercier également tous les membres de jury pour avoir accepter d’évaluer notre travail. Merci à tous Avec l’aide de dieu tout puissant est enfin achevé ce travail, lequel Je dédie à toutes les personnes qui me sont chères : A la mémoire de mes très chers, mère et grand-père qui ont laissé un grand vide dans ma vie et que Dieu les accueils dans son vaste paradis. A Ma chère grand-mère qui ma entourée avec sa tendresse et qui a été à mes côtés. A mon très cher père, qui ’ma toujours soutenu pendant toutes mes études A toutes mes oncles et leurs femmes et enfants. A toutes mes tantes et leurs marie et enfants A Ma très chère Nacera qui a été toujours près de moi Les plus durs Moments de ma vie, que le Bon dieu la garde pour moi. A Mes très chers frères, Hassan, Mohamed et Aissa. A mon binôme Boualem et à toute sa famille. A Massi, Sofiane, Khaled, Mustapha, Adel, Walid, Boualam, Halim, Ghani, Nassim, Farouk Juba Karim et a tous mes amis. A toute ma famille. BABI Avec l’aide de dieu tout puissant est enfin achevé ce travail, lequel Je dédie à toutes les personnes qui me sont chères : A ceux qui n’ont jamais cessé de me soutenir et de m’encourager, à ceux qui leurs amour m’a donné la volonté d’aller de l’avant, A Mes très chers parents, que dieu les protège A Mes frères et sœurs A toute ma famille A ma promotion. A tous mes amis Boualem LISTE DES FIGURES Figure I.1 : Plan de masse du complexe Cevital ..................................................................................... 4 Figure I.2 : Différents organes constituant le complexe Cevital ............................................................ 6 Figure I.3 : Schéma synoptique du processus de raffinage .................................................................... 8 Figure I.4 : Section de lait de chaux en mode manuel .......................................................................... 12 Figure I.5 : Ensembles de BIG BAG ..................................................................................................... 13 Figure I.6 : Schéma de la vis utilisé ...................................................................................................... 14 Figure I.7 : Pompe centrifuges ............................................................................................................... 15 Figure I.8 : Structure de la vanne ........................................................................................................... 16 Figure I.9 : Constitution d’un moteur asynchrone. ............................................................................... 17 Figure II.1 : Densimètre. ........................................................................................................................ 19 Figure II.2 : Electrovanne ..................................................................................................................... 20 Figure II.3 : Structure d’un système automatise .............................................................................. 21 Figure II.4 : Commande directe ............................................................................................................. 22 Figure II.5 : Commande en boucle fermé .............................................................................................. 23 Figure II.6 : Représentation du grafcet ................................................................................................. 25 Figure II.7 : La section de lait de chaux ............................................................................................... 27 Figure II.8 : Fenêtre principale du logiciel AUTOMGEN ................................................................... 32 Figure II.9 : Dessin avec l’assistant ....................................................................................................... 34 Figure II.10 : Vue d’ensemble des GRAFCET ..................................................................................... 37 Figure II.11 : Grafce des bacs T253N et T254N ................................................................................... 38 Figure II.12 : Grafcet de bac T256N ...................................................................................................... 40 Figure II.13 : Grafcet de bac T257N ...................................................................................................... 40 Figure II.14 : Grafcet des pompes P258_1et P258_2 ........................................................................... 41 Figure II.15 : Grafcet d’arrêt d’urgence ............................................................................................... 41 Figure II.16 : Simulation des grafcets. ................................................................................................... 41 Figure III.1 : Structure interne d'un automate. [10] .......................................................................... 44 Figure III.2 : Constitution d'API S7-300 [11]. ...................................................................................... 49 Figure IΙΙ.3 : Représentation de la CPU S7-300 [11]. .......................................................................... 50 Figure III.4 : Interface de simulation PLCSIM. .................................................................................... 54 Figure III.5 : Vue d’ensemble du progiciel Win CC flexible. .............................................................. 57 Figure IV.1 : Page de démarrage de STEP7. ......................................................................................... 58 Figure IV.2 : Configuration matériels.................................................................................................... 60 Figure IV.2 : Table de mnémoniques .................................................................................................... 61 Figure IV.3 : blocs de projet ................................................................................................................... 63 Figure IV.4 : Création d’une liaison. ..................................................................................................... 78 Figure IV.5 : Table des variables. .......................................................................................................... 79 Figure IV.6 : Objets de l’éditeur Vue. ................................................................................................... 80 Figure IV.7 : Vues du process. ............................................................................................................... 81 Figure IV.8 : Vues du process. ............................................................................................................... 82 Figure IV.9 : Configuration du champ E/S. .......................................................................................... 83 Figure IV.10 : Configuration de l’animation des vannes. .................................................................... 83 Figure IV.11 : Vue du bloc d’affichage des pompes ............................................................................ 84 Figure IV.12 : Vue de la centrale. .......................................................................................................... 85 Figure IV.13 : Paramétrage de la classe des alarmes. ........................................................................... 86 LISTE DES TABLEAUX Tableau II.1 : Des variables utilisé........................................................................................................ 36 Tableau III.1 : Différente types de variables contenues dans le STEP 7 ........................................... 53 SOMMAIRE SOMMAIRE Introduction générale Introduction générale.............................................................................................................................1 Chapitre I : description des éléments de la section I.1 Introduction .......................................................................................................................................... 2 I.2 Présentation du complexe Cevital de Bejaia...................................................................................... 2 I.2.1 Historique ...................................................................................................................................... 2 I.2.2 Situation géographique ................................................................................................................. 3 I.2.3 Activités de Cevital ....................................................................................................................... 5 I.2.4 Missions et objectifs...................................................................................................................... 5 I.3 Définition de raffinage ....................................................................................................................... 6 I.4 Composition et structure du sucre ...................................................................................................... 7 I.5 Processus de raffinage du sucre ......................................................................................................... 7 I.6 Description des éléments de la section de lait de chaux ................................................................. 11 I.6.1 Notion sur la chaux ..................................................................................................................... 11 I.6.2 Rôle de la chaux dans le processus de raffinage de sucre ........................................................ 11 I.6.3 Impact de la rupture de la chaux sur la production ................................................................... 11 I.6.4 Données économiques ................................................................................................................ 11 I.7 Eléments principaux de la section .................................................................................................... 11 I.7.1 Régulateur PID ............................................................................................................................ 12 I.7.2 Ensemble vide BIG-BAG ........................................................................................................... 13 I.7.3 La vis de manutention ................................................................................................................ 13 I.7.4 Pompes centrifuges .................................................................................................................... 14 I.7.4.1 Principe de fonctionnement d’une pompe centrifuge ....................................................... 14 I.7.5 Les vannes .................................................................................................................................. 15 I.7.6 Les moteurs asynchrones ............................................................................................................ 16 I.7.7 les agitateurs ................................................................................................................................ 17 I.8 Conclusion ......................................................................................................................................... 17 Chapitre II: modélisation de la section II.1 Introduction ...................................................................................................................................... 18 II.2 Problématique ................................................................................................................................... 18 II.2.1 Définition de l’automatisme ...................................................................................................... 20 II.2.2 Objectifs de l’automatisation ................................................................................................ 20 II.2.3 Structure d’un système automatisé ........................................................................................ 21 II.3 Systèmes de contrôle commande .................................................................................................... 23 II.3.1 Le système de contrôle commande par PLC ............................................................................ 23 II.3.2 Système de contrôle, commande et supervision SCADA ....................................................... 23 II.3.3 Système de contrôle, commande et supervision DCS ............................................................. 24 II.4 Grafcet............................................................................................................................................... 24 II.4.1 Définition ................................................................................................................................... 24 II.4.2 Symbolisation du GRAFCET ................................................................................................... 25 II.4.3 Mode de représentation ............................................................................................................. 25 II.4.4. Règles de syntaxe...................................................................................................................... 26 Règles d'évolution ................................................................................................................................ 26 II.4.5. Macro-étape............................................................................................................................... 26 II.5 Elaboration de l’analyse fonctionnelle ........................................................................................... 27 II.5.1 Présentation de la section .......................................................................................................... 27 II.5.2 Cahier des charges ..................................................................................................................... 28 II.5.3 Modes d’exploitation ................................................................................................................. 28 II.5.4 Elaboration des Grafcets ........................................................................................................... 31 II.5.4.1 Présentation du logiciel AUTOMGEN ............................................................................ 31 II.5.4.2 Élaboration du GRAFCET de la section .......................................................................... 32 II.5.4.3 Navigateur d’AUTOMGEN.............................................................................................. 33 II.5.4.4 Ajouter un nouveau folio .................................................................................................. 33 II.5.4.5 Dessiner un programme .................................................................................................... 33 II.6. Conclusion ....................................................................................................................................... 42 Chapitre III: Automate programmable industriel III.1 Introduction ..................................................................................................................................... 43 III.2 Généralités sur les automates programmables .......................................................................... 43 III.2.1 Définition ................................................................................................................................. 43 III.2.2 Architecture des automates ...................................................................................................... 43 III.2.2.1 Aspect extérieur................................................................................................................ 43 III.2.2.2 Structure interne ............................................................................................................. 44 III.2.3 Cycle de l’automate programmable ........................................................................................ 46 III.2.4 Critères de choix d'un automate .............................................................................................. 47 III.2.5 Nature des informations traitées par l'automate ..................................................................... 47 III.2.6 langage de programmation des automates .............................................................................. 47 ΙΙI.3 Présentation de l’automate à utiliser S7-300................................................................................. 48 III.3.1 Module de fonction (FM) ....................................................................................................... 49 III.3.2 Module de communication (CP) ............................................................................................ 49 III.4 Caractéristiques de la CPU............................................................................................................. 49 ΙΙI.4.1 Interface (MPI) ......................................................................................................................... 50 ΙΙI.4.2 Signalisation d’état ................................................................................................................... 50 III.4.3 Commutateur de mode ............................................................................................................. 51 III.5 Description du logiciel STEP7....................................................................................................... 51 III.5.1 Editeur de programme et les langages de programmation ..................................................... 52 III.5.1 Différents types de variables contenues dans le STEP7 ........................................................ 52 III.3.5 Stratégie pour la conception d’une structure programme complète et optimisée ................ 54 III.4 Description du logiciel Win CC Flexible ...................................................................................... 56 III.4.1 Éléments du Win CC Flexible ................................................................................................. 56 III.5 Conclusion ....................................................................................................................................... 57 Chapitre IV : programmation et simulation IV.1 Introduction ..................................................................................................................................... 58 IV.2 Le programme de la section du lait de chaux ............................................................................... 58 IV.2.1 Création du projet dans SIMATIC Manager .......................................................................... 58 IV.2.2 Configuration et paramétrage du matériel ............................................................................. 59 IV.2.3 Hiérarchie d’un projet .............................................................................................................. 60 IV.2.4 Création de la table des mnémoniques (Partie Software) ...................................................... 60 IV.2.5 Elaboration du programme S7 (Partie Software) ................................................................... 61 IV.2.5.1 Types de blocs dans le programme utilisateur sous step7 ............................................. 61 IV.2.5.2 Création du programme de la section ............................................................................. 63 IV.3 Réalisation de uploads/Geographie/ automatisation-et-supervision-d-x27-une-section-pour-la-preparation-de-lait-de-chaux-pdf.pdf