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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 MEMOIRE DE FIN D’ETUDES En vue de l’obtention du Automatisation de la pompe doseuse d’aromes de la machine ERCA Réalisé par Mr : KACI Amayas Mr : ARAB Sofiane Faculté de Technologie Département de Génie électrique Promotion 2013/2014 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université A/Mira de Béjaïa MEMOIRE DE FIN D’ETUDES En vue de l’obtention du diplôme Master en Electrotechnique Option : Automatisme Industriel Thème Automatisation de la pompe doseuse d’aromes de la machine ERCA11 à l’aide du logiciel STEP7 à « DANONE DJURDJURA SPA Réalisé par : KACI Amayas ARAB Sofiane Encadré par Mr: SEL République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique MEMOIRE DE FIN D’ETUDES en Electrotechnique Automatisation de la pompe doseuse d’aromes de la à l’aide du logiciel STEP7 à » : LLAMI Nous remércions Dieu pour le courage, la patience et la santé qui nous ont été utile tout au long de notre parcours. Nous tenons à adresser nos vifs remerciements à notre promoteur « Mr : M.SELLAMI » pour son aide et suivi pour l’élaboration de ce mémoire. Nous remercions aussi notre co-promoteur « Mr :OURTMACHE ». Ingénieur en automatisme industriel au sein de l’entreprise DANONE DJURDJURA SPA, de nous avoir proposé ce thème.et aussi « Mr :DJ.TOUAHRI, N.HADAD, M.AKKOUCHE, NADIR » pour leurs entières disponibilités, leurs aides, leurs précieux conseils et pour les moyens qu’ils ont mis à notre disposition. Notre sincère gratitude va aussi aux membres du jury d’avoir accepté d’examiner ce présent travail. C’est également pour nous une occasion de faire part de toute notre gratitude à tout le personnel de l’entreprise DANONE pour sa sympathie,sa disponibilité et son acceuil chaleureux. Il nous est particulièrement agréable d’exprimer ici notre reconnaissance envers tous ce qui ont rendu possible ce travail de prés ou de loin. Je dédie ce modeste travail A mes très chers et précieux parents qui m’ont toujours soutenu et à l’intérêt qu’ils ont toujours porté pour mes études, je ne les remercierai jamais assez, pour tout ce qu’ils ont fais pour moi. Je leurs souhaite une longue vie. A mes chères sœurs « SAMIA, MOUNA, RAFIKA et son fils ILYAS». A ma grand mère «Tha3effat » et tout mes cousins. A mon collègue « AMAYAS » et sa famille. A tous mes amis surtout : HAMZA, SOFIANE, ARAV, SMAIL, NABIL, ZAHIR, DJAMEL, SLIMANE, AHMED, SARAH. A tous mes collègues de la promotion AUTOMATISME INDUSTRIEL 2013/2014. A toutes les personnes qui nous ont aidées à réaliser ce mémoire A.SOFIANE Je dédie ce modeste travail A mes très chers et précieux parents qui m’ont toujours soutenu et à l’intérêt qu’ils ont toujours porté pour mes études, je ne les remercierai jamais assez, pour tout ce qu’ils ont fais pour moi. Je leurs souhaite une longue vie. A mon cher frère « KARIM » et ma chère sœur « SYLIA » A mes grands parents, et toute ma famille. A mon collègue « SOFIANE » et sa famille. A tous mes amis surtout : KHADIDJA, SOFIANE, ARAV, SMAIL, NABIL, ZAHIR, HAFID, HAMZA, AHMED, SARAH. A tous mes collègues de la promotion AUTOMATISME INDUSTRIEL 2013/2014. A toutes les personnes qui nous ont aidées à réaliser ce mémoire K.AMAYAS Sommaire Introduction générale.................................................................................................................. 1 Chapitre I : Etude de système existant Introduction................................................................................................................................ 2 I.1. Définition du doseur..................................................................................................................... 2 I.1.1. Les doseurs volumétriques..................................................................................................... 2 I.1.2. Les doseurs gravimétriques.................................................................................................... 2 I.1.3. Les Doseurs à Vis................................................................................................................... 3 I.1.4. Les doseurs Mono vis............................................................................................................. 3 I.1.5. Les Doseurs bi-vis.................................................................................................................. 3 I.1.6. Doseurs vibrants..................................................................................................................... 3 I.1.7. Doseurs à Pompe à Solides en Vrac (BSP)............................................................................ 3 I.1.8. Doseurs à Bande..................................................................................................................... 3 I.1.9. Les Doseurs à Bande par Perte de Poids................................................................................ 3 I.1.10. Les Doseurs de Liquides par Perte de Poids........................................................................ 3 I.2. Les éléments constituants du doseur d’arome de la machine ERCA11........................................ 4 I.2.2. Relais électromagnétiques...................................................................................................... 4 I.2.3. L’ensemble distributeur électrovanne (5/2) ........................................................................... 4 I.2.4. Pompe pneumatique (DOSYS PUMP) .................................................................................. 5 I.2.4.1. Description de DOSYS PUMP ....................................................................................... 5 I.2.4.2. Schéma du DOSYS PUMP............................................................................................. 6 I.2.4.3. Les différents raccordements de DOSYS PUMP............................................................ 7 I.2.4.4. Principe de fonctionnement du DOSYS PUMP.............................................................. 8 I.2.4.5. Procédure de démarrage.................................................................................................. 9 I.2.5. La barrière hydraulique.......................................................................................................... 9 I.2.6. Le clapet................................................................................................................................. 9 I.2.7. Vérin pneumatique (double effet) .......................................................................................... 9 I.2.8. Le vireur............................................................................................................................... 10 I.2.9. Manomètre ........................................................................................................................... 10 I.2.10. Détecteur magnétique........................................................................................................ 11 I.3. La problématique ........................................................................................................................ 11 Conclusion................................................................................................................................ 11 Chapitre II : Les Automates Programmables Industriel Introduction.............................................................................................................................. 12 II.1. La logique câblée....................................................................................................................... 12 II.2. La logique programmée............................................................................................................. 12 II.3. Les automates programmables industriels (API)....................................................................... 12 II.3.1.Historique ............................................................................................................................ 12 II.3.2. Définition............................................................................................................................ 12 II.3.3. Domaines d’emploi des API............................................................................................... 13 II.3.4. Architecture d’un API......................................................................................................... 13 II.3.4.1.Aspect extérieur............................................................................................................ 13 II.3.4.2. Structure interne.......................................................................................................... 14 II.3.5. Insertion de l’automate dans un procédé ............................................................................ 16 II.3.5.1. Acquisition des données .............................................................................................. 16 II.3.5.2. Traitement des données ............................................................................................... 17 II.3.5.3. Dialogue homme-machine.......................................................................................... 17 II.3.5.4. Commande de puissance.............................................................................................. 17 II.3.6. Programmation d’un API.................................................................................................... 17 II.3.6.1. Langage à contact (LD : Ladder Diagram).................................................................. 17 II.3.6.2. Le langage Logigramme .............................................................................................. 18 II.3.6.3. Langage Listing (IL : Instruction List) ........................................................................ 18 II.3.6.4. Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes-Transitions) ................ 18 II.3.7. Choix de l’automate programmable industriel .................................................................. 19 Conclusion................................................................................................................................ 19 Chapitre III: Conception de la solution Introduction.............................................................................................................................. 20 III.1. Description fonctionnelle de DOSYS PUMP........................................................................... 20 III.1.1. Phase de nettoyage en place NEP...................................................................................... 20 III.1.2. Phase d’amorçage.............................................................................................................. 20 III.1.3. Phase de production.......................................................................................................... 20 III.2. Le cahier des charges ............................................................................................................... 20 III.3. Le cahier des charges de notre système.................................................................................... 21 III.3.1. Phase de NEP .................................................................................................................... 21 III.3.2. Phase d’amorçage.............................................................................................................. 21 III.3.3. Phase de production........................................................................................................... 22 III.4. Le GRAFCET........................................................................................................................... 22 III.4.1. Elaboration des GRAFCETs ............................................................................................. 22 III.4.2. Présentation du logiciel AUTOMGEN.............................................................................. 22 III.4.2.1. Le navigateur d'AUTOMGEN .................................................................................. 23 III.4.2.2. Ajouter un nouveau folio............................................................................................ 23 III.4.2.3. Dessiner un programme.............................................................................................. 24 Pour dessiner des programmes, plusieurs outils sont à disposition :......................................... 24 III.4.2.4. Exécution d'un programme......................................................................................... 25 III.4.2.5. Fin d'exécution d'un programme ................................................................................ 26 III.4.3. GRAFCET niveau 2 .......................................................................................................... 26 III.4.3.1. GRAFCET du principe de fonctionnement du DOSYS PUMP................................. 28 III.4.3.2. GRAFCET du DOSYS PUMP en phase de Production............................................. 29 III.4.3.3. GRAFCET du DOSYS PUMP en phase de NEP....................................................... 30 III.4.3.4. GRAFCET du DOSYS PUMP en phase d’amorçage ................................................ 31 Conclusion................................................................................................................................ 31 Chapitre IV: programmation et supervision Introduction.............................................................................................................................. 32 IV.1. Présentation de l’automate S7-200........................................................................................... 32 IV.1.1. Equipement ...................................................................................................................... 32 IV.1.2. Connexion de l’ordinateur à la CPU S7-200 au moyen du câble PC/PPI......................... 33 IV.1.3. Configuration de la communication dans STEP7- Micro/WIN ........................................ 34 IV.1.4. Paramétrage de STEP 7-Micro/WIN................................................................................. 35 IV.1.4.1. Création et sauvegarde d’un projet............................................................................. 36 IV.1.4.2. Création d’un nouveau projet..................................................................................... 36 IV.1.4.3. Adressage symbolique (Table des mnémoniques)..................................................... 36 IV.1.4.4. Saisie du programme en CONT ................................................................................. 37 IV.1.4.5. Chargement du programme dans Micro/win simulateur............................................ 38 IV.2. Equations logiques ................................................................................................................... 39 IV.2.1. Définition .......................................................................................................................... 39 IV.2.2. Equations logiques de notre système................................................................................. 40 IV.2.2.1. Equations logiques des entrées................................................................................... 40 IV.2.2.1.1. Grafcet général.................................................................................................... 40 IV.2.2.1.2.GEAFCET de la phase de Production.................................................................. 40 IV.2.2.1.3. GRAFCET de la phase de NEP.......................................................................... 42 IV.2.2.1.4. GRAFCET Amorçage......................................................................................... 44 IV.2.2.2. Equations logiques des sorties.................................................................................... 46 IV.3. Interface de commande ............................................................................................................ 47 IV.3.1. Présentation du logiciel ProTool....................................................................................... 47 Conclusion..................................................................................................................................... 49 Conclusion générale................................................................................................................. 50 Table des figures Chapitre I Figure I.1 ……………………………………………………………………………………………... 4 Figure I.2 ……………………………………………………………………………………………... 4 Figure I.3 ……………………………………………………………………………………………... 5 Figure I.4 ………………………………………………………………………………………………6 Figure I.5 ………………………………………………………………………………………………7 Figure I.6 ………………………………………………………………………………………………7 Figure I.7 ………………………………………………………………………………………………8 Figure I.8 ……………………………………………………………………………………………..10 Figure I.9 ……………………………………………………………………………………………..10 Figure I.10 ……………………………………………………………………………………………10 Figure I.11 ……………………………………………………………………………………………11 Figure I.12 ……………………………………………………………………………………………12 Chapitre II Figure II.1 …………………………………………………………………………………………... .13 Figure II.2 …………………………………………………………………………………………... .13 Figure II.3 …………………………………………………………………………………………... .16 Figure II.4 …………………………………………………………………………………………….17 Chapitre III Figure III.1 …………………………………………………………………………………………... 23 Figure III.2 …………………………………………………………………………………………... 24 Figure III.3 …………………………………………………………………………………………... 25 Figure III.4 ……………………………………………………………………………………………28 Figure III.5 ……………………………………………………………………………………………29 Figure III.6 ……………………………………………………………………………………………30 Figure III.7 ……………………………………………………………………………………………31 Chapitre IV Figure IV.1 ………………………………………………………………………………………... ...30 Figure IV.2 ………………………………………………………………………………………... ...31 Figure IV.3 ………………………………………………………………………………………... ...32 Figure IV.4 …………………………………………………………………………………………...32 Figure IV.5 …………………………………………………………………………………………...33 Figure IV.6 …………………………………………………………………………………………...33 Figure IV.7 …………………………………………………………………………………………...34 Figure IV.8 …………………………………………………………………………………………...35 Figure IV.9 …………………………………………………………………………………………...35 Figure IV.10 ………………………………………………………………………………………….36 Figure IV.11 ………………………………………………………………………………………….36 Figure IV.12 ………………………………………………………………………………………….37 Figure IV.13 ………………………………………………………………………………………….46 Figure IV.14 ………………………………………………………………………………………….46 Figure IV.15 ………………………………………………………………………………………….47 Figure IV.16 ………………………………………………………………………………………….47 Liste des tableaux Chapitre I Tableau I.1 …………………………………………………………………………………………...7 Chapitre II Tableau III.1 ………………………………………………………………………………………...26 Chapitre IV Tableau IV.1 ………………………………………………………………………………………..48 INTRODUCTION GENERALE 1 Introduction générale L’évolution rapide dans le domaine industriel et la concurrence qui le domine, rend l’automatisation des unités de production inéluctable et une nécessité primordiale. Quant au marché, la demande des consommateurs sur tous les produits que ce soit dans le domaine agroalimentaire, automobile et télécommunication… ne cesse pas de croitre, du coup d’inciter à l’adoption de nouvelles méthodes et technologies industrielles pour mieux répondre à cette demande, ce qui a permis d’ouvrir à l’automatisation de nouveaux horizons. Pour la résolution de nombreux problèmes de commande, le choix s’oriente de plus en plus sur les automates programmables industriels (API) qui permettent l’élimination rapide des erreurs, une souplesse dans les manipulations et une augmentation de la productivité du système technique. L’objectif de notre travail qui constitue notre problématique est d’automatiser le système « DOSYS PUMP de la machine ERCA11 pour la production du yaourt » au sein de l’entreprise DANONE SPA Algérie, en établissant un programme uploads/Industriel/ automatisation-de-la-pompe-doseuse-d-x27-aromes-de-la-machine-erca11-avec-l-x27-automate-s7-200-a-danone-djurdjura-spa-pdf.pdf