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REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET UNIVE

REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET UNIVERSITAIRE INSTITUT SUPERIEUR DES TECHNIQUES APPLIQUEES ISTA/ KOLWEZI . TRAVAIL DE FIN DE CYCLE Sujet : . Présenté par : KABWANG MUZEMB Honorine Dirigé par : Mr GAD TSHIMBU Promotion : G3 informatique industrielle EPIGRAPHE ANNEE ACADEMIQUE 2021- 2022 P a g e | I « L’automatisation est un système simplifiant tellement le travail qu’on finira par avoir besoin d’un cerveau électronique pour se tourner les pouces» Noctuel TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | II DEDICACE A mes très chers parents, John MUZEMBE et Isabelle MUNUNG. Aucun langage ne saurait exprimer mon respect et ma considération pour votre soutien et encouragement. Vous avez fait preuve d’amour ainsi que de bonté envers moi et ce, dès ma tendre enfance. Que ce travail soit un signe de reconnaissance de tout ce que vous avez fait et continuez à faire pour moi. A mes chers frères et sœurs : Esther MUZEMB, Paul MUZEMB, Qetsia MUZEMB et Akim MUZEMB pour vos encouragement et votre soutien indéfectible. TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | III REMERCIEMENTS Nos remerciements s’adressent avant tout à Jéhovah notre Dieu, car il nous a accordé le souffle de vie et nous a permis de réaliser ce travail. Nous remercions également tous ceux qui de près ou de loin ont apporté un plus dans l’élaboration de ce travail. Plus particulièrement notre chers directeur Monsieur Gad TSHIMBU pour son encadrement, Monsieur Joël KANDA, notre cher co-directeur, qui grâce à sa maitrise du monde industriel, a pu nous guider et mener à bien l’élaboration de notre travail. Nous remercions nos chers parents John MUZEMBE et Isabelle MUNUNG qui nous ont soutenus moralement et financièrement. Nos remerciements s’adressent également aux autorités académiques pour leur encadrement. Nous remercions également la section informatique ainsi que le corps enseignant. TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | IV RESUME Dans le présent travail, nous nous sommes intéressée à l’étude et la réalisation d’un système de communication sur la consommation de l’énergie électrique ainsi que l’élaboration d’une commande à distance du composant électrique qui est le contacteur. Tout d’abord nous avons fait une étude du réseau de distribution de l’énergie électrique, afin de voir de quelle manière notre système sera implémenté. Etant donné que notre sujet est en rapport avec la consommation électrique, nous avons fait une étude de la société nationale d’électricité afin de voir ce qui existe déjà et comment nous pouvions orienter notre système. Et enfin, nous sommes passée à la conception logique et l’implémentation de notre système mis en place, système qui permettrait de prélever les données liées à la consommation, de les envoyer à une salle de contrôle en temps réel. Et pour des cas de non payement de la facture ou des indemnités, nous avons prévu un système de commande à distance pour les coupures et les rétablissements. Nous avons également mis en place un système de sécurité afin de lutter contre les tentatives de fraude. TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | V LISTE DES FIGURES Figure I.1. Structure Radiale Figure I.2. Structure arborescente Figure I.3. Compteur électromécanique Figure I.4. Compteur électronique Figure I.5. Compteur intelligent Figure II.1. Organigramme de la SNEL Figure III.1. Représentation du système dans une maison Figure III.2. Représentation du système Figure III.3. Diagramme de cas d'utilisation Figure III.4. Diagramme de séquence 1 Figure III.5. Diagramme de séquence 2 Figure III.6. Diagramme de séquence 3 Figure III.7. Diagramme de classe Figure III.8. API S7-300 Figure III.9. CPU Figure III.10. Cartes d'entrées/sorties Figure III.11. (a) Signal TOR (b) Signal Digital (c) Signal analogique Figure III.12.Module d’alimentation Figure III.13. Périphérique de programmation Figure IV.1. création du projet Figure IV.2. Vue du Portail Figure IV.3. Vue du projet Figure IV.4. Choix des appareils Figure IV.5. Configuration matériel et Adressage Figure IV.6. Configuration du memento de cadence Figure IV.8. Programme de Calcul de la consommation Figure IV.9. Programme de sécurité du B-sa TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | VI LISTE DES TABLEAUX Tableau IV. 1. Description fonctionnelle des besoins.......................................................................53 Tableau IV.2. Enveloppe budgétaire.................................................................................................54 TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | VII LISTE DES ACRONYMES SNEL : Société Nationale d’électricité CPL : Courant Porteur en ligne API : Automate Programmable Industrielle HTA : Haute Tension A ou Moyenne Tension IHM : Interface Homme Machine TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | VIII TABLE DES MATIERES EPIGRAPHE........................................................................................................................................... DEDICACE...........................................................................................................................................II REMERCIEMENTS.............................................................................................................................III LISTE DES FIGURES...........................................................................................................................V LISTE DES TABLEAUX.....................................................................................................................VI LISTE DES ACRONYMES................................................................................................................VII TABLE DES MATIERES..................................................................................................................VIII CHAP 0. INTRODUCTION GENERALE.........................................................................................1 0.1. Problématique............................................................................................................................1 0.2. Hypothèse..................................................................................................................................2 0.3. Choix et intérêt du sujet............................................................................................................2 a. Intérêt personnel...................................................................................................................2 b. Intérêt scientifique................................................................................................................2 c. Intérêt de la société...............................................................................................................3 0.4. Méthodologies et techniques.....................................................................................................3 0.4.1. Méthodes.............................................................................................................................3 0.4.2. Technique............................................................................................................................3 0.5. Etat de l’art................................................................................................................................3 0.6. Délimitation du travail..............................................................................................................4 a. Dans le temps.........................................................................................................................4 0.7. Subdivision du travail...............................................................................................................4 0.8. Outils et équipements utilisés....................................................................................................4 CHAP I. GENERALITES SUR LE RESEAU DE DISTRIBUTION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE.....................................................................................................................................5 I.1. INTRODUCTION......................................................................................................................5 I.2. RESEAU DE DISTRIBUTION ELECTRIQUE.....................................................................5 I.2.1. DESCRIPTION...................................................................................................................5 I.2.2. STRUCTURE D’UN RESEAU DE DISTRIBUTION......................................................5 I.3. CARACTERISTIQUES GENERALES DE RESEAU DE DISTRIBUTION.......................7 I.4. TOPOLOGIE DE RESEAU DE DISTRIBUTIONS ELECTRIQUE....................................7 I.5. EQUIPEMENTS DE DISTRIBUTIONS D’ENERGIE ELECTRIQUES.............................8 I.5.1. COMPTEURS ELECTRIQUES........................................................................................8 I.5.2. AUTRES EQUIPEMENTS..............................................................................................14 I.6. COMPTAGE PAR CENTRALE DE MESURE....................................................................15 TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | IX I.6.1. Définition...........................................................................................................................15 I.6.2. CARACTERISTIQUE TECHNIQUE DE LA CENTRALE DE MESURE.................15 I.7. CONCLUSION PARTIELLE................................................................................................17 CHAPII. ETUDE PREALABLE.......................................................................................................18 II.1. INTRODUCTION..................................................................................................................18 II.2. PRESENTATION DE LA SOCIETE NATIONALE D’ELECTRICITE..........................18 II.2.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE...................................................................................18 II.2.2. HISTORIQUE.................................................................................................................18 II.2. 3. OBJECTIF DE LA SNEL..............................................................................................19 II.2.4. FONCTIONNEMENT ET ORGANIGRAMME..........................................................20 II.2.5. SECTEUR D’ACTIVITES.............................................................................................24 II.3. ANALYSE DU METIER.......................................................................................................25 II.3.1. DESCRIPTION TEXTUELLE DU PROCESSUS METIER.......................................25 II.4. DIAGNOSTIC........................................................................................................................26 II.4.1. POINT FORT..................................................................................................................26 II.4.2. POINTS FAIBLES..........................................................................................................26 II.4.3. POINTS A AMELIORER..............................................................................................27 II.5. ANALYSE DES BESOINS....................................................................................................27 II.5.1. Besoins fonctionnels.........................................................................................................27 II.5.2. Besoins non fonctionnels.................................................................................................28 II.6. CONCLUSION PARTIELLE...............................................................................................28 CHAPITRE III. CONCEPTION DU NOUVEAU SYSTEME.......................................................29 III.1. INTRODUCTION................................................................................................................29 III.2. SOLUTION PAR RAPPORT AUX BESOINS...................................................................29 III.3. CONCEPTION GENERALE DU SYSTEME....................................................................29 III.4. CONCEPTION LOGIQUE DETAILLEE D’UNE MAISON...........................................29 III.4.1. TRANSMISSION DE DONNEES................................................................................30 III.4.2. FONCTIONNEMENT DU SYSTEME........................................................................31 III.5. SCHEMA DU SYSTEME DU QUARTIER BIASHARA..................................................32 III.6. MODELISATION DU SYSTEME......................................................................................33 III.6.1. Diagramme de cas d’utilisation.....................................................................................33 III.6.2. Diagramme de séquence................................................................................................34 III.6.3. Diagramme de classe......................................................................................................37 III.7. CONCEPTION PHYSIQUE................................................................................................37 III.7.1. CHOIX DES EQUIPEMENTS.....................................................................................38 III.8. AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELLE..................................................39 TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | X III.8.1. Architecture....................................................................................................................39 III.8.2. Matériel...........................................................................................................................40 III.10. CONCLUSION PARTIELLE............................................................................................44 CHAPIV. IMPLEMENTATION DU SYSTEME............................................................................45 IV. 1.INTRODUCTION.................................................................................................................45 IV.2. LE LOGICIEL TIA PORTAL V16 ET CONFIGURATION MATERIEL.....................45 IV.2.1. Vue du portail et création du projet.............................................................................45 IV.2.2. Configuration matériel...................................................................................................47 IV.3. GRAFCET.............................................................................................................................49 IV.4. CODE SOURCE...................................................................................................................51 IV.5. CAPTURE D’ECRAN DU SYSTEME................................................................................52 IV.6. DIFFICULTES RENCONTREES.......................................................................................53 IV.7. CAHIER DE CHARGE........................................................................................................53 IV.8. PERSPECTIVES D’AVENIR..............................................................................................55 IV.9. CONCLUSION PARTIELLE..............................................................................................55 CONCLUSION GENERALE............................................................................................................56 BLIBLIOGRAPHIE.............................................................................................................................57 TFC_ISTA_IFI 2022 P a g e | 1 CHAP 0. INTRODUCTION GENERALE A travers le monde, plus particulièrement dans des continents tels que l’Amérique, l’Europe, l’Asie ainsi que l’Océanie, nous voyons une évolution de la technologie qui va jusqu’à l’automatisation de la maison. Celle-ci intervient tant dans la domotique que dans l’industrialisation. Cette évolution technologique contribue aussi à l’évolution électrique. Aujourd’hui, on peut parler de compteur intelligent qui, sous d’autres cieux, permet de surveiller la consommation d’Energie électrique, ainsi que de pouvoir payer sa facture sans nécessairement se déplacer. L’électricité, aujourd’hui, est un élément dont on ne peut tout simplement pas se passer, l’énergie électrique est indispensable, aujourd’hui, dans la vie de l’homme. Tous les appareils, dans une maison, ont besoin d’une source d’Energie pour fonctionner. Mais cette Energie qui est indispensable à l’homme doit être contrôlée. 0.1. PROBLÉMATIQUE Le courant électrique joue un rôle capital dans la vie quotidienne de l’homme. Tous les appareils d’une maison pour fonctionner demandent l’intervention du courant électrique. Certains appareils en consomment bien plus que d’autres. Face à tous ces facteurs, la Société Nationale d’Electricité (SNEL) est confrontée à une difficulté aujourd’hui, celle de contrôler la consommation des différents clients durant le mois, car les compteurs qui sont en place dans certains quartiers ne fonctionnent plus et la taxation ou la facturation pour certains se fait de manière forfaitaire. Et ainsi, certains clients accumulent des indemnités en ne s’acquittant pas de leurs factures. Vu ces difficultés, deux questions se posent : Quel système peut-on mettre en place pour contrôler la consommation d’énergie électrique ? Comment assurer une surveillance et une commande à distance pour les différents composants de consommation ? P a g e | 2 0.2. HYPOTHÈSE Nous pouvons définir l’hypothèse comme étant une supposition faite sans nécessairement se baser sur son aspect véridique, dans le but d’en tirer des conséquences qui pourront être vérifiées. Face aux questions que nous nous sommes posées dans la problématique, nous proposons comme solution : Pour assurer une surveillance à distance de la consommation de l’énergie, il nous faut mettre en place une salle de contrôle qui communiquera avec le compteur placé au domicile du client. Le but de la salle de contrôle est de surveiller la consommation journalière d’énergie dans un domicile. Pour gérer les cas de non-paiement, il nous faut mettre en place un système de commande à distance. Pour pallier aux problèmes que rencontre la SNEL, notre système doit permettre la communication de la consommation de l’énergie en temps réel. 0.3. CHOIX ET INTÉRÊT DU SUJET a. Intérêt personnel La curiosité scientifique, uploads/Geographie/ travail.pdf