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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE A.MIRA DE BEJAIA FACULTE DE TECHNOLOGIE Département de Génie Electrique Projet de fin de cycle En vue de l’obtention du diplôme Master en électrotechnique Option : Commande des Systèmes Electriques THEME Automatisation et supervision via TIA PORTAL V13 d’une centrale de production d’air comprimé pour le process de CEVITAL Réalisé par : Mr : BENAMSILI Kamel Mr : GHANEM Khellil Encadré par : Mr : TAZERART Farid Mr : TOULOUM Nadir Promotion 2015 Remerciement «Le plus grand merci s'adresse au bon Dieu » Nous présentant nos sincères remerciements à notre promoteur Mr F.TAZERART et notre encadreur au niveau de l’entreprise Cevital Mr N.TOULOUM qui nous ont aidé le long de notre travail. Aux membres de jurys, à Mr MEDJOUDJ pour sa présidence et Mr MOKRANI pour avoir accepté nous examiner. Aux personnes qui nous ont aidé a réaliser ce travail. A toute la promotion MASTER Commande Des Systèmes Electriques 2014/2015 A tous ceux qui auront l’aimable volonté de feuilleter ce mémoire. Dédicace Je rends grâce à dieu de m’avoir donné la force, la volonté, l’intelligence et la sagesse d’être patient dans mes études. Je dédie ce modeste travail : A ma mère, celle qui a su mener la barque seule, tout au long de sa vie, celle qui a fait que l’éducation et l’instruction de ses enfants soient le combat de tous les jours. A la mémoire de mon père que je n'ai pas connu, j’espère que de là où tu es, t’es fière du devenir de ton fils qui a toujours tout fait pour marcher sur tes pas. A ma petite sœur adorée, ma Dali qui fait ma fierté. A ma petite kina A tous ceux que j’ai connu durant mes années de fac. A mes encadreurs Mr Tazerart et Mr Touloum. A mon cher binôme Kamel. A toutes les personnes que je porte dans mon cœur. A tous ceux qui ont toujours cru en moi, et qui ont toujours été là pour moi. A ma famille et mes amis. Je ne vous oublierai jamais GHANEM khellil Dédicace A ma chère mère Ouanissa à mon cher père Salah merci pour votre soutien et votre patience. A la mémoire de mon frere Mustapha, A mon frere Ali et sa femme Fahima A mes sœurs Linda, Karima, Akila, Kahina A mes adorables nièces et neveux Cherif, Dahmane, Aya, Marouan, Mariya, Mazigh A tous les membres de la famille Benamsili et la famille Ait Ali A ma petite Lila A mes frères et copins de parcours Hakim, Fares, Arab, Rabah,Mouhend, Avous messieursFarid, Nadir Tous mes amis et tous ceux que j’ai connu durant mes années de fac. A mon binôme GHANEM Khellil. Je vous dédie ce travail. Kamel « Je ne vous oublierai jamais » SOMMAIRE Introduction générale Introduction générale........................................................................................................... 01 Complexe CEVITAL Présentation du complexe CEVITAL ................................................................................. 02 Missions et objectifs............................................................................................................ 02 Activités de CEVITAL........................................................................................................ 03 Situation géographique........................................................................................................ 03 Les unités de production ..................................................................................................... 06 Description du département énergie.................................................................................... 08 Chapitre I : Description des éléments de la centrale d’air comprimé I. Introduction........................................................................................ .............................. 09 I.1 Problématique .................................................................................... ............................ 09 ⮚ Avantages de l’air comprimé .................................................................................. 09 ⮚ Inconvénients de l’air comprimé............................................................................. 10 I.2 Production de l'air comprimé ......................................................................................... 10 I.2.1 Prétraitement de l'air ................................................................................................... 11 I.3 Le Compresseur ............................................................................................................. 11 I.3.1 Choisir un compresseur performant .................................................................. 12 I.3.2 Les spécifications d’achat du compresseur ...................................................... 12 I.3.3 Type de compresseur ......................................................................................... 13 I.3.3.1 Compresseur volumétrique ................................................................... 13 I.3.3.1.1 Compresseur alternatif .................................................................. 13 I.3.3.1.1.1 Compresseur à piston............................................................. 14 I.3.4 Les critères de choix d'un compresseur ............................................................. 15 ⮚ Avantages de ce modèle de compresseur COMPAIR L37.......................... 15 I.4 Traitement de l’air comprimé avant la consommation .................................................. 16 ⮚ P i ifi l' i 16 I.8 Réservoir (ballon de stockage)....................................................................................... 18 I.9 Les vannes...................................................................................................................... 18 I.9.1 Le choix de la vanne.......................................................................................... 19 I.10 Conclusion ................................................................................................................... 19 Chapitre II : Eléments d’automatisation II Introduction ..................................................................................................................... 20 II.1 Objectifs du projet ........................................................................................................ 20 II.2 Automatisation.............................................................................................................. 20 II.2.1 Objectif de l'automatisation.............................................................................. 20 II.2.2 Structure d’un système automatisé................................................................... 20 II.2.2.1 Partie commande ................................................................................. 21 II.2.2.2 Partie opérative .................................................................................... 21 II.3 Généralités sur les automates programmables.............................................................. 21 II.3.1 Présentation d’un automate..................................................................... 22 II.3.2 Principe de fonctionnement d’un automate ............................................ 23 II.3.3 Programmation des automates ................................................................ 23 II.3.4 Critères de choix d’un automate ............................................................. 23 II.4 Présentation de l’automate à utiliser S7- 300 ................................................................ 24 II.5 Totally Integrated Automation Portal ‘’TIA Portal V13’’ ........................................... 25 II.5.1 Vue du portail et vue du projet ........................................................................... 25 II.5.1.1 Vue du portail ...................................................................................... 25 II.5.1.2 Vue du projet ....................................................................................... 26 II.5.2 Création d’un projet et configuration d’une station de travail ........................... 27 II.5.3 Configuration et paramétrage du matériel .......................................................... 27 II.5.4 Adressage des E/S .............................................................................................. 29 II.5.5 Mémento de cadence .......................................................................................... 29 II.5.6 Adresse Ethernet de la CPU ............................................................................... 30 II.5.7 Compilation et chargement de la configuration matérielle ................................ 31 II 6 C l i Chapitre III : Description du process et automatisation du système III. Introduction ................................................................................................................... 34 III.1 Présentation de la centrale........................................................................................... 34 III.2 Cahier des charges....................................................................................................... 35 III.3 Les instruments de mesure .......................................................................................... 35 III.3.1 Les transmetteurs de pression ......................................................................... 35 III.3.2 Les transmetteurs différentiels de pression..................................................... 35 III.3.3 Les transmetteurs de température ................................................................... 36 III.4 Mode d’exploitation .................................................................................................... 37 1. Autorisation de démarrage en mode automatique ......................................... 37 2. Description du process et mise en service du système ................................... 37 III.4.3 Défauts de fonctionnement ............................................................................. 38 III.4.3.1 Défauts moteurs (compresseurs, sécheur) .......................................... 38 III.4.3.2 Défaut d’arrêt d’urgence..................................................................... 38 III.4.3.3 Défauts arrêtant le compresseur ......................................................... 39 III.4.3.4 Défauts arrêtant le sécheur ................................................................. 39 III.4.3.5 Défaut au niveau des vannes .............................................................. 39 III.4.3.6 Surveillance de la pression du ballon de stockage ............................. 40 III.5 GRAFCET................................................................................................................... 40 III.5.1 Structure graphique du Grafcet ....................................................................... 40 III.5.2 Bases du langage............................................................................................. 41 III.5.3 Règles d’évolution d’un grafcet...................................................................... 42 III.5.4 Le diagramme à relais où schéma à contacts .................................................. 43 III.5.5 Élaboration des GRAFCETS de la centrale.................................................... 43 III.6 Conclusion................................................................................................................... 50 Chapitre IV : Programmation, simulation et supervision IV 1 Introduction ................................................................................................................. IV 1.1.3 Création du tableau des variables API.................................................. 54 IV 1.1.4 Programmation de la PLC .................................................................... 54 IV 1.1.5 Ajout des blocs ..................................................................................... 54 IV 1.1.6 Les blocs d'organisation (OB) .............................................................. 55 IV 1.1.7 Les blocs de fonctions – FC ................................................................. 57 IV 2 Réalisation de la supervision ............................................................................. 59 IV 2.1 Outils de supervision ............................................................................... 60 IV 2.2 Etapes de mise en œuvre ......................................................................... 60 IV 2.3 Etablir une liaison directe ........................................................................ 60 IV 2.4 Création de la table des variables ............................................................ 61 IV 2.5 Création de vue........................................................................................ 61 IV 2.5.1 Planifier la création de vues .......................................................... 62 IV 2.5.2 Constitution d’une vue .................................................................. 62 IV 2.5.3 Vues du process ............................................................................. 63 IV 2.5.4 Vue des alarmes............................................................................. 64 IV 3 Compilation et Simulation................................................................................. 66 IV 4 Conclusion ......................................................................................................... 68 Conclusion générale Conclusion générale ............................................................................................................ 69 LISTE DES FIGURES LISTE DES FIGURES Figure 1 : Aperçu global de l’unité de production CEVITAL ........................................... 04 Figure 2 : Organigramme du complexe CEVITAL ........................................................... 05 Figure 3 : Organigramme du pôle énergie ......................................................................... 07 Figure I.1 : Représentation de la centrale.......…... ............................................................ 10 Figure I.2 : Cycle de production de l'air comprimé ........................................................... 11 Figure I.3 : Schéma de principe d’un compresseur............................................................ 12 Figure I.4 : Classification des compresseurs...................................................................... 13 Figure I.5 : Schéma d’un compresseur alternatif ............................................................... 14 Figure I.6 : Schéma compresseur alternatif à piston.......................................................... 14 Figure I.7 : Unité de conditionnement FRL et ses symboles ............................................. 17 Figure I.8 : Principe de fonctionnement du purgeur .......................................................... 18 Figure II.1 : Structure d'un système automatisé................................................................. 21 Figure II.2 : Représentation d’un automate programmable industriel............................... 21 Figure II.3 : Automate Programmable Industriel SIEMENS ............................................ 22 Figure II.4 : Différentes étapes de fonctionnement d’un automate ................................... 23 Figure II.5 : Constitution d’API S7-300 ............................................................................ 24 Figure II.6 : Vue du portail ................................................................................................ 25 Figure II.7 : Vue du projet ................................................................................................. 26 Figure II.8 : Création d’un projet....................................................................................... 27 Figure II.9 : Configuration et paramétrage du matériel ..................................................... 28 Figure II.13 : Adresse Ethernet de la CPU ........................................................................ 30 Figure II.14 : Compilation et chargement de la configuration matérielle ......................... 31 Figure II.15 : Compilation et chargement de la configuration matérielle ......................... 32 Figure II.16 : Compilation et chargement de la configuration matérielle ......................... 32 Figure II.17 : Compilation et chargement de la configuration matérielle ......................... 33 Figure III.1: Représentation globale du système à automatiser ........................................ 34 Figure III.2 : Transmetteur de pression ............................................................................. 35 Figure III.3 : Transmetteur différentiel de pression .......................................................... 36 Figure II1.4 : Transmetteur de température ................................................................................... 36 Figure III.5 : Représentation d’un Grafcet ........................................................................ 40 Figure III.6 : Différents types d étapes .............................................................................. 41 Figure III.7 : Différents types de transitions ..................................................................... 42 Figure III.8 : Grafcet pour du compresseur « 1 » .............................................................. 44 Figure III.9 : Grafcet détaillé du compresseur « 1 ».......................................................... 45 Figure III.10 : Grafcet pour du compresseur « 2 » ............................................................ 46 Figure III.11 : Grafcet détaillé du compresseur « 2 »........................................................ 47 Figure III.12 : Grafcet du sécheur ..................................................................................... uploads/Geographie/ automatisation-et-supervision-via-tia-portal-v-13-d-x27-une-centrale-de-production-d-x27-air-comprime-pour-le-process-de-cevital 1 .pdf