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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Nouvelles Technologies de l’Informa

UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication Département d’Electronique et des Télécommunications Mémoire MASTER PROFESSIONNEL Domaine : Science et Technologie Filière : Electronique Spécialité : Instrumentation Présenté par : Daira Khaoula El Almi Mourad Thème de la colonne Régulation de la température par la méthode parallèle range du fond de la colonne PAR SYTSTEME DCS (cs3000) Soutenu publiquement Le : 25 /05/2017 Devant le jury : M. ABIMOULOUD Adel MA(A) Président UKM Ouargla M. BOULESBAA Mohammed MC(B) Encadreur/rapporteur UKM Ouargla Mme. DAHRAOUI Nadia MA(B) Examinatrice UKM Ouargla Année Universitaire : 2016 /2017 Remerciement Nous remercions en premier lieu Dieu tout puissant de nous avoir accordé la puissance et la volonté pour terminer ce travail. Nous remercions en particulier, notre encadreur Dr Mohammed BOULESBAA pour avoir dirigé ce travail, nous lui exprimons notre reconnaissance pour sa disponibilité, son attention, ses encouragements, ses remarques, ses conseils qui on contribué à l’élaboration de ce mémoire, ce votre aide qui nous a fait arriver à ce stade. Nos plus vifs remerciement et reconnaissances à tous les membres de jurys Monsieur Adel ABIMOULOUD et Madame Nadia DAHRAOUI qui ont acceptés par leur collaborations à juger notre travail .aussi nos remerciement à tous les enseignants du département d’électronique, qui nous permis d’acquérir des connaissances et aussi grâce à eux que nous avons évolué et atteignis ce niveau. Nos sincères gratitudes pour LA DIVISION RAFFINERIE DE SKIKDA qui nous a permis de faire un stage pratique. Nous remercions tous nos familles qui nous a aidés dans la carrière universitaire et de la vie universitaire. Nous remercions tous les amis qui ont étudié avec nous, et nous leur souhaitons beaucoup de succès dans leurs vies futures. Finalement nous remercions tous ceux qui nous ont aidés dans ce travail de près ou de loin. Dédicaces Je dédie ce modeste travail : A ceux qui m’ont donné amour et confiance qui on toujours avec moi, A ma plus belle étoile qui puisse exister dans l’univers, ma Chère mère : BARIZA A mon exemple de vie, mon Père : Med DAIRA A mon frère : BILAL la personne qui signifier ma vie A mes sœurs : MOUFIDA, WAFA, MOUNA. A une personne très précieux et cher HAKIM BEN AZOUZ. A mes amies : NAFISSA, KHAWLA, SAWSEN, SARAH, SABRINA, YASMINE LINA, KARIMA. A mes collègues (promo 2017) A mes tantes surtout FATIHA et mes oncles, A mon beau frères BILAL, RAFIK, BAKEUR, NASSIM, mes cousins et cousines AMEL, MERIEM, A toute ma famille DAIRA A mon encadreur Mr. Mohammed BOULESBAA qui fut pour moi l’exemple, le conseiller et le soutien. Tous qui m’ont aidé de prés ou de loin. KhAOULA DAIRA Sommaire Sommaire SOMMAIRE Introduction générale Introduction générale……………………………………………………………………... 1 CHAPITRE I : Présentation de l’entreprise RA1K I.1. Introduction…………………………………………………………………………… 3 I.2. Historique de l’entreprise.…………………………………………………………..... 3 I.3. Situation géographique.………………………………………………………………. 4 I.4. Organigramme général du complexe de raffinage de Skikda………………………… 5 I.5. Organisation de département maintenance…………………………………………… 6 I.6. Présentation des unités de production………………………………………………… 6 I.7. Projet de réhabilitation et d’adaptation de la raffinerie de Skikda…………………… 7 I.7.1. Objectifs du projet.…………………………………………………………….. 8 I.7.2. Programme du projet..…………………………………………………………. 8 I.8. Conclusion..…………………………………………………………………………... 9 Chapitre II : Régulation des procédés industriels II.1. Introduction………………………………………………………………………….. 10 II.2. Procédé..……………………………………………………………………………... 10 II.3. Asservissement et régulation...……………………………………………………… 11 II.3.1. Asservissement...………………………………………………………………… 11 II.3.2. Régulation…………………………………………………………………........ 11 II.3.2.1. Objectif global de la régulation……………………………………………. 11 II.3.2.2.Schéma de Principe d'une boucle de régulation..……………………………. 11 II.3.2.3.Eléments constitutifs d’une boucle de régulation..…………………………. 12 II.3.2.4. Eléments et signaux caractéristiques d'un système de régulation.………….. 12 II.3.2.5. Blocs fonctionnels et sous-systèmes..………………………………………. 13 II.3.2.6. Nature des signaux..………………………………………………………… 14 II.4. Performances d’une régulation..……………………………………………………... 14 II.5. Classification des régulateurs..………………………………………………………. 17 II.6. Boucles d’une régulation..…………………………………………………………… 19 II.6.1. Régulation en chaîne fermée...………………………………………………….. 19 II.6.2. La régulation en boucle ouverte………………………………………………… 20 II.7. Différentes forme de régulation..…………………………………………………….. 20 II.7.1. Régulation en cascade...…………………………………………………………. 20 II.7.2. Régulation Split Range...………………………………………………………... 21 II.7.3. Régulation Parallèle Range……………………………………………………… 22 II.8. Différentes technologies de régulateurs..……………………………………………. 23 II.9. Schémas de représentation industrielle..……………………………………………. 23 II.9.1. Schéma TI ou PCF………………………………………………………………. 23 II.9.2. Lettres pour le schéma TI……………………………………………………….. 24 II.9.3. Principaux schémas...…………………………………………………………… 24 II.10. Conclusion..………………………………………………………………………… 24 Sommaire Chapitre III : Description de l’Unité de Distillation et du système de Contrôle Première partie : Description Unité de Distillation Atmosphérique. III.1. Généralité..………………………………………………………………………….. 25 III.2. Description du procédé……………………………………………………………… 25 III.3. Base de conception..………………………………………………………………… 31 III.4. Capacité de l’installation...………………………………………………………….. 31 III.5. Spécifications du produit et la garantie de la performance…………………………. 31 III.6. Section de stabilisateur- B (10-C-62)..……………………………………………… 31 Deuxième partie : Description du système de contrôle et de commande industrielle DCS. III.1. Introduction…………………………………………………………………………. 35 III.2. Avantage du DCS..…………………………………………………...……………... 35 III.3. Inconvénient...……………………………………………………..………………... 35 III.4. Historique de la société YOKOGAWA..…………………………………………… 35 III.5. Evolution des systèmes de commande de YOKOGAWA...……………………….. 36 III.6. Système CENTUM CS 3000...…………………...………………………………… 36 III.7. Architecture hardware du CENTUM CS 3000……..……………………………… 38 III.8. Aspect logiciel..……………………………………………………………………... 43 III.9. Conclusion.…………………………………………………………………………………………………………… 46 Chapitre IV : Simulation de boucle parallèle-range avec Cs 3000 IV.1. Introduction..………………………………………………………………………... 47 IV.2. Objectifs de l’étude..………………………………………………………………... 47 IV.3.Réalisation du Régulateur numérique..……………………………………………… 47 IV.3.1.Etapes de création de PROJET « MHS »………………………………………. 47 IV.3.2. Programmation du projet………………………………………………………. 48 IV.3.3.Simulation de la boucle de parallèle range..……………….…………………… 52 IV.4. Simulation graphique des vannes parallèle range de la colonne de séparation…….. 53 IV.4.1. Création des vues graphiques………………………………………………..… 53 IV.4.2. Effet de la température du produit sur les positions de deux vannes…………. 55 IV.5. Conclusion..……………………….…………………………………………………………………………………. 61 Conclusion générale Bibliographie Liste de figures Liste des figures LISTE DES FIGURES Figure I.1 L’industrie de Raffinage en Algérie……………………………………......... 4 Figure I.2 Plan général de la zone industrielle de Skikda………………………………. 5 Figure I.3 Organigramme général de la Raffinerie de Skikda………………………….. 5 Figure I.4 Organisation de département maintenance…………………………..………. 6 Figure I.5 Différentes unités du complexe RA1/K……………………………………… 7 Figure I.7 Situation géographique de la Raffinerie de Skikda………………………….. 10 Figure II.1 Schéma de principe de fonctionnement d'une régulation…………………… 11 Figure II.2 Schéma de principe d'une boucle de régulation……………………………… 12 Figure II.3 Eléments et signaux de boucle de régulation………………………………… 13 Figure II.4 Blocs fonctionnels……………………………………………………………. 14 Figure II.5 Blocs fonctionnels et sous-systèmes…………………………………………. 14 Figure II.6 A et B se sont les réponses de système indiciel……………………………… 16 Figure II.7 Présente la courbe de l’erreur de Système…………………………………… 16 Figure II.8 A et B présentent l’amortissement de système……………………………… 17 Figure II.9 Réponse oscillatoire d’amortissement……………………………………….. 18 Figure II.10 A et b sens d’action d’un régulateur…………………………………………. 20 Figure II.11 Chaine de régulation…………………………………………………………. 20 Figure II.12 Principe de régulation en cascade……………………………………………. 22 Figure II.13 Split Range type Chaud/Froid……………………………………………….. 23 Figure II.14 Parallèle range type Chaud/Froid …………………………………………… 23 Figure II.15 Représentation de l'instrumentation………………………………………… 25 Figure III.1 Flux simplifié du CDU………………………………………………………. 30 Figure III.2 Flux simplifié du Stabilisateur et Stripper………………………………….. 31 Figure III.3 Stabilisateur – B……………………………………………………………… 33 Figure III.4 Evolution des systèmes de commande de YOKOGAWA…………………... 36 Figure III.5 Exemple de la configuration du système…………………………………….. 38 Figure III.6 Schéma général de l’architecture du CS 3000………………………………. 39 Figure III.7 Architecture de FCS………………………………………………………….. 40 Figure III.8 Système de multifenêtrage…………………………………………………… 43 Figure IV.1 Création du projet MHS……………………………………………………… 48 Figure IV.2 Propriété du projet MHS…………………………………………………….. 49 Figure IV.3 Configuration des cartes d’entrée /sortie……………………………………. 50 Figure IV.4 Configuration des cartes d’entrée/sortie…………………………………….. 51 Figure IV.5 Création de Boucle…………………………………………………………… 51 Figure IV.6 Block de Régulation PID…………………………………………………….. 52 Figure IV.7 Boucle de vanne parallèle rang………………………………………………. 53 Figure IV.8 Simulation de boucle de parallèle range……………………………………... 54 Figure IV.9 Graphique de la boucle………………………………………………………. 55 Figure IV.10 Etat de deux vannes parallèles range pour une température 0°C……..……... 56 Figure IV.11 Etat de deux vannes parallèles range pour une température100°C……..…… 57 Figure IV.12 Etat de deux vannes parallèles range pour une température200°C…………... 58 Figure IV.13 Etat de deux vannes parallèles range pour une température300°C……….….. 58 Figure IV.14 Etat de deux vannes parallèles range pour une température400°C………..…. 58 Figure IV.15 Etat graphique de deux vannes pour une variation dans le paramètre D……. 60 Introduction générale Introduction générale 1 Introduction générale Depuis 1960, la technologie ne cesse de se développer et de connaitre un âge d’or car celle-ci se subdivisa en plusieurs domaines tels que : la mécanique, l’électronique et l’automatisme etc. Les systèmes de contrôle automatisé s’avèrent de nos jour indispensables à la bonne marche des installations et se substituent à l’homme dans les entreprises industrielles et assurent la production et le transport des produits adaptés au besoin du marché tout en assurant des bénéfices et la pérennité de l’entreprise, et s’adapte aux nouvelles exigences et à l’amélioration de l’outil de production , afin d’être capable de produire en qualité et délais et aussi en matière de sécurité et d’environnement (HSE) très stricte et ou la concurrence internationale s’est basée et très vive les industriels de tous les secteurs et à plus forte raison. 1-Problématique : Pendant la période où nous avions entamé notre stage au sein de la raffinerie de Skikda, nous étions attirés et séduits par les colonnes qui séparent les produits pétroliers vis-à-vis de leur aspect simplifié, car vue de l’extérieur, notre stupéfaction n’était que plus grande si bien qu’elle était si complexe qu’il nous a fallu décortiquer leurs systèmes de fonctionnement pour le comprendre mais nous avons constaté qu’elle possède plusieurs inconvénients, parmi eux l’instabilité du système qui peut provoquer un accident coutant de nombreuses vies. Néanmoins, nous avons remarqué plusieurs perturbations au uploads/Geographie/ daira-almi.pdf