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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 A. MIRA-BEJAIA Faculté de Technologie Département de Génie Électrique Mémoire de fin de cycle En vue de l’obtention du diplôme de Master en Electrotechnique Option: Electromécanique Thème ÉTUDE ET AUTOMATISATION D'UNE ÉTIQUETEUSE SACMI AU SEIN DE L'UNITÉ CONDITIONNEMENT D'HUILE À CEVITAL DE BEJAIA Présentés par : Mr. KHELEF Walid Mr. BESSA Bessaa Devant le jury : Mr. FELLA Boualem Mr. LARBA Mohamed Encadreur : Mr. LAIFAOUI Abdelkrim Promotion : 2016/2017 REMERCIEMENTS Remerciements Nous remercions Dieu, le tout-puissant, pour nous avoir donné la foi qui nous a guidée jusqu’à la réalisation et l’aboutissement de ce projet. Nous exprimons notre respect et notre gratitude à Mr LAIFAOUI Abdelkrim, pour avoir accepté de nous encadrer et pour avoir suivi notre travail avec une extrême bienveillance. Nous tenons à exprimer toute notre gratitude et notre respect a Mr ISSADI Faouzi et aux responsables du service de conditionnement d’huile au niveau de complexe CEVITAL, pour leurs assistances et conseils judicieux. Sans oublier de remercier Mr KACI Meziane et tous les membres du jury pour leur évaluation et ceux qui nous ont aidés de prés ou de loin. DEDICACES Dédicaces « Louange au bon Dieu, le possesseur de toute la grâce » Je dédie ce modeste travail : À mes parents : ma mère qui a sacrifié sa vie pour mon bien-être. Mon père à qui je voue un profond respect pour tout le dévouement qu’il m’a consacré ; À mes frères ; Youcef, et Abdelmalek ; À mes sœurs : Salima, Zahira, Habiba, Yasmina, et leurs enfants et maris ; À mon binôme BESSAA et sa famille ; À tous ceux qui portent le nom KHELEF; À mes amis sans exception ; À tous les étudiants Maser II Electrotechnique. Walid Dédicaces « Louange au bon Dieu, le possesseur de toute la grâce » Je dédie ce modeste travail : Je dédie ce modeste travail à mes parents et à toute ma famille ; À mon Binôme Walid et sa famille, À mon ami kramou et toute l’équipe de K.105 À Razik ; Houcin, Habib et Hakim À tous les étudiants Maser II Electrotechnique. À tous ceux qui ont contribué de prêt ou de loin à la réussite de ce travail, et à ceux qui m'ont soutenu durant tout mon cycle universitaire, je leur dis : merci. Bessaa SOMMAIRE Sommaire i SOMMAIRE REMERCIEMENTS DEDICACES SOMMAIRE .............................................................................................................................. i LISTE DES FIGURES............................................................................................................ vi LISTE DES TABLEAUX ..................................................................................................... viii LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................. ix INTRODUCTION .................................................................................................................... 1 PRÉAMBULE : PRÉSENTATION DU COMPLEXE CEVITAL .................................................................. 3 1. Le groupe CEVITAL ......................................................................................................... 3 2. Situation géographique ....................................................................................................... 3 3. Direction conditionnement d’huile ..................................................................................... 3 4. Les différentes lignes de conditionnement d’huile ............................................................ 4 4.1 Souffleuse ................................................................................................................... 4 4.2 Convoyeur aéraulique rafale ...................................................................................... 4 4.3 Remplisseuse .............................................................................................................. 5 4.4 La Bouchonneuse ....................................................................................................... 5 4.5 Étiqueteuse ................................................................................................................. 5 4.6 Dateur ......................................................................................................................... 5 4.7 Déviateur de bouteille ................................................................................................ 5 4.8 Fardeleuse ................................................................................................................... 5 4.9 Tapis roulant ............................................................................................................... 5 4.10 Poseuse de poignées ................................................................................................... 5 4.11 Palettiseur ................................................................................................................... 6 4.12 Banderoleuse .............................................................................................................. 6 5. Présentation de l’étiqueteuse SACMI ................................................................................ 6 5.1 Le principe de fonctionnement de l’étiqueteuse ........................................................ 6 CHAPITRE I : Sommaire ii DESCRIPTION DE LA MACHINE ETIQUETEUSE ......................................................... 8 1. Introduction ........................................................................................................................ 8 2. Constitution de l’étiqueteuse .............................................................................................. 8 2.1 Parties principales de l’étiqueteuse ............................................................................ 8 2.1.1 Bande de transfert ................................................................................................... 9 2.1.2 Vis sans fin ............................................................................................................. 9 2.1.3 Etoile d’entrée ........................................................................................................ 9 2.1.4 Carrousel centrale ................................................................................................... 9 2.1.5 Plateaux .................................................................................................................. 9 2.1.6 Etoile de sortie ........................................................................................................ 9 2.1.7 Groupe d’étiquetage ............................................................................................... 9 3. Partie opérative de la machine ......................................................................................... 11 3.1 Partie électrique ........................................................................................................ 11 3.1.1 Alimentation ......................................................................................................... 11 3.1.2 Armoire électrique ................................................................................................ 11 3.1.3 Moteur électrique asynchrone .............................................................................. 11 3.1.4 Les variateurs de vitesse ....................................................................................... 12 3.2 Partie instrumentation .............................................................................................. 13 3.2.1 Capteur photoélectrique ....................................................................................... 13 3.2.2 Capteurs et détecteurs de proximité inductive ..................................................... 14 3.2.3 Encodeur incrémentale ......................................................................................... 14 3.3 Partie pneumatique ................................................................................................... 14 3.3.1 Groupe de traitement d’air ................................................................................... 14 3.3.2 Les vérins pneumatiques ...................................................................................... 15 4. Unités de commande ........................................................................................................ 16 4.1 Tableau des commandes et tableau opérateur .......................................................... 17 4.2 Dispositif de contrôle individuel .............................................................................. 17 4.2.1 Interrupteur général .............................................................................................. 17 4.2.2 Interrupteur contrôle impulsion ............................................................................ 17 4.2.3 Tableau des commandes jonction automatique .................................................... 17 5. Conclusion ........................................................................................................................ 18 CHAPITRE II : Sommaire iii AUTOMATISME ET LOGITHEQUE ................................................................................ 19 1. Introduction ...................................................................................................................... 19 2. Système automatisé et processus industriel ..................................................................... 19 3. Les parties d’un système automatisé de production (SAP) .............................................. 20 3.1 La Partie Opérative (PO) .......................................................................................... 20 3.1.1 Les effecteurs ....................................................................................................... 20 3.1.2 Les actionneurs ..................................................................................................... 21 3.1.3 Les préactionneurs ................................................................................................ 21 3.2 La Partie Relation (PR) ............................................................................................ 21 3.3 La Partie Commande (PC) ....................................................................................... 21 4. Les principales technologies utilisées en automatisation ................................................. 21 5. Automate programmable .................................................................................................. 22 5.1 Définition ................................................................................................................. 22 5.2 Architecture d’un automate ...................................................................................... 22 5.2.1 Les Modules d’entrées /sorties ............................................................................. 23 5.2.2 Les coupleurs ........................................................................................................ 24 5.2.3 Le bus interne ....................................................................................................... 24 5.3 Insertion de l’automate dans un procédé .................................................................. 24 5.3.1 Acquisition des données ....................................................................................... 24 6. Présentation de l’automate SIEMENS S7- 300 ................................................................ 27 6.1 Structure matérielle du S7-300 ................................................................................. 28 6.2 Types de données utilisées ....................................................................................... 28 6.3 Présentation de la CPU 314C-2 DP .......................................................................... 28 7. Le logiciel AUTOMGEN ................................................................................................. 29 8. Le logiciel STEP7 ............................................................................................................ 29 8.1 Application du logiciel de base STEP7 .................................................................... 29 8.1.1 Gestionnaire de projet SIMATIC Manager .......................................................... 30 8.1.2 Configuration du matériel HW Config ................................................................. 30 8.1.3 Éditeur de mnémonique ....................................................................................... 30 8.1.4 Éditeur de programme .......................................................................................... 31 8.1.5 Diagnostic du matériel ......................................................................................... 31 Sommaire iv 8.2 Simulateur PLCSIM ................................................................................................. 31 9. Le logiciel WinCC-flexible .............................................................................................. 32 9.1 Ouverture du WinCC flexible et choix du pupitre ................................................... 32 9.2 Établir une liaison ..................................................................................................... 32 9.3 Création de la table de variable ................................................................................ 33 9.4 Création des vues ..................................................................................................... 34 9.5 Configuration des champs entrées/sorties ................................................................ 34 9.6 Configuration de l’animation des éléments du processus ........................................ 35 10. Conclusion .................................................................................................................... 35 CHAPITRE III : AUTOMATISATION ET CONTROLE DE L’ETIQUETEUSE ...................................... 36 1. Introduction ...................................................................................................................... 36 2. Problématique ................................................................................................................... 36 3. Elaboration des GRAFCETS de l’étiqueteuse ................................................................. 36 3.1 Cahier des charges .................................................................................................... 36 3.1.1 Cahier des charges techniques .............................................................................. 36 3.1.2 Cahier des charges fonctionnelles ........................................................................ 38 3.2 Table des variables ................................................................................................... 39 3.3 GRAFCETS de l’étiqueteuse ................................................................................... 40 3.3.1 GRAFCET de convoyeur ..................................................................................... 41 3.3.2 GRAFCET de pompe à vide ................................................................................ 41 3.3.3 GRAFCET de moteur principal et vérin1 ............................................................ 42 3.3.4 GRAFCET de la pompe à colle ............................................................................ 44 3.3.5 GRAFCET de groupe d’étiquetage ...................................................................... 44 3.3.6 GRAFCET de sélection et freinage bobine .......................................................... 45 3.3.7 III.3.3.7. GRAFCET de sécurité .......................................................................... 45 3.4 Les équations des Grafcets précédents ..................................................................... 46 4. Pupitre de l’étiqueteuse avec AUTOMGEN .................................................................... 49 5. Programmation avec STEP7 ............................................................................................ 50 5.1 Création de la table des mnémoniques ..................................................................... 50 5.2 Création de l’OB1 principal ..................................................................................... 54 Sommaire v 5.3 Programme ............................................................................................................... 55 6. Création d’un pupitre pour l’étiqueteuse avec WinCC-flexible ....................................... 55 6.1 Création de la table des variables ............................................................................. 55 6.2 Création des vues ..................................................................................................... 56 7. Conclusion ........................................................................................................................ 59 CONCLUSION GENERALE ............................................................................................... 60 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................. 61 ANNEXE LISTE DES FIGURES Liste des figures vi Figure 1 : Organisation du service conditionnement d’huile ..................................................... 3 Figure 2 : Déférentes ligne de conditionnement d’huile ............................................................ 4 Figure 3 : chemin de la bouteille dans l’étiqueteuse .................................................................. 6 Figure 4 : parcours du film étiquette dans le groupe d’étiquetage ............................................. 7 Figure 5 : Eléments principale de l’étiqueteuse ......................................................................... 8 Figure 6 : Moteur asynchrone .................................................................................................. 12 Figure 7 : Vérin simple effet .................................................................................................... 16 Figure 8 : Vérin double effet .................................................................................................... 16 Figure 9 : Structure générale d’un système automatisée .......................................................... 20 Figure 10 : Parties de système automatisé de production ........................................................ 20 Figure 11 : Structure de l'UC d’un A.P.I .................................................................................. 23 Figure 12 : Exemple de langage LD ......................................................................................... 25 Figure 13 : Exemple de langage logigramme ........................................................................... 25 Figure 14 : Structure d’un GRAFCET ..................................................................................... 27 Figure 15 : Éditeur de mnémonique ......................................................................................... 30 Figure 16 : Simulateur PLCSIM .............................................................................................. 31 Figure 17 : Choix de pupitre .................................................................................................... 32 Figure 18 : Création d’une liaison ............................................................................................ 33 Figure 19 : Configuration des champs E/S ............................................................................... 34 Figure 20 : Configuration de l’animation des éléments du processus ...................................... 35 Figure 21 : Schéma des capteurs, moteurs, vérins ................................................................... 37 Figure 22 : GRAFCET de convoyeur ...................................................................................... 41 Figure 23 : GRAFCET de la pompe à vide .............................................................................. 41 Figure 24 : GRAFCET du moteur principal et vérin 1 ............................................................ 42 Figure 25 : GRAFCETS pour insertion des temporisateurs ..................................................... 43 Figure 26 : GRAFCET de l’arrêt du moteur principal ............................................................. 43 Figure 27 : GRAFCET de la pompe à colle ............................................................................. 44 Figure 28 : GRAFCET de groupe d’étiquetage ....................................................................... 44 Figure 29 : GRAFCETS de la position de la bouteille ............................................................. 45 Figure 30 : GRAFCET de sélection et freinage bobine ........................................................... 45 Figure 31 : GRAFCET de sécurité ........................................................................................... 46 Figure 32 : Pupitre uploads/Geographie/ etude-et-automatisation-d-x27-une-etiqueteuse-sacmi-au-sein-de-l-x27-unite-conditionnement-d-x27-huile-a-cevital-de-bejaia-pdf.pdf