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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 UNIVERSITE KASDI MERBAH -OUARGLA Faculté des Nouvelles Technologies de l'Information et de la communication Département d'Electronique et des Télécommunications Mémoire de Fin d’études En vue de l’obtention du Diplôme de Master Professionnel Domaine : Science et Technologie Filière : Automatique Spécialité : Instrumentation Industrielle Présenté par: CHOUCHANE Ahmed KHENCHOUL Seyf Eddine Thème Soutenu publiquement Le: **/06/2019 Devant le jury: Nom & Prénom Grade Qualité Université **** ******* *** Président UKM Ouargla Mr.SMAHI Mokhtar M.A.A Encadreur UKM Ouargla **** ******* *** Examinateur UKM Ouargla Année universitaire : 2018/2019 Automatisation de la station de déshydratation du gaz de l’unité de traitement GPL-1 Remerciement Avant tout nous tenons à remercier ALLAH, a pour la volonté, la force d’accomplir ce modeste travail, la santé et la patience qu’il nous a donné durant toutes ces longues années. On remercie, également, nos enseignants du Département d’Electronique, qui ont cru en nos capacités, qui ont contribué à notre formation. Nos sincères remerciements à nos encadreurs Mr.SMAHI Mokhtar et Mr.BAHAZ Saïd qui ont bien voulu nous encadrer, et de nous avoir encouragé durant la réalisation de notre travail. Nous tenons aussi à remercier toute l’équipe de Maintenance du service GPL-1/SH pour l’accueil chaleureux, la collaboration, pour l’excellente et inoubliable ambiance qu’on a vécu durant notre stage. On leur témoigne toute notre gratitude pour leur immense compréhension, assiduité et leur bonté. Ainsi nous remercions toutes les personnes qui nous ont aidés de prêt ou de loin afin d’élaborer ce travail, ainsi que pour leurs efforts et conseils.  CHOUCHANE Ahmed  KHENCHOUL Seyf Eddine Dédicace Je dédie ce modeste travail à celle qui m’a donné la vie, le symbole de tendresse qui s’est sacrifiée pour mon bonheur et ma réussite, à ma mère. A mon père, l’école de mon enfance, qui a été mon ombre durant toutes les années d’études, et qui a veillé tout au long de ma vie à m’encourager, à me donner de l’aide et à me protéger. Que dieu les gardes et les protège. A ma sœur et mon frère. A tous mes amies avec qui j’ai eu la chance de partager des moments uniques et formidables qui seront gravés à jamais dans ma mémoire. A tous les personnes que j’aime. Ahmed Dédicace Ce modeste travail est dédié en premier lieu à mes très chers parents dont sacrifice, la tendresse, l’amour, la patience, le soutien, l’aide et l’encouragement sont le secret de ma réussite, à mes chères frères et sœurs. À tous mes amis sans exception. À mes amis collègues et enseignants du primaire Au niveau supérieur. Je dédie enfin ce modeste travail à toute personne ayant contribué de près ou de loin à sa concrétisation. Seyf SOMMAIRE Introduction générale……………………………………………………………………………………1 Chapitre I: Présentation de l'organisme d'accueil Introduction ............................................................................................................................................. 3 Présentation du groupe SONATRACH ..................................................................................................... 3 Présentation du champ de Hassi Messaoud ............................................................................................... 3 Organisation de la direction régionale de Hassi Messaoud ........................................................................ 3 I.4.1 Complexe industriel sud .................................................................................................................. 4 I.4.2 Complexe industriel Naili Abdelhalim (CINA) ................................................................................ 4 I.4.3 Organigramme de division production direction régionale Hassi Messaoud ...................................... 4 I.4.4 Direction Maintenance .................................................................................................................... 5 Présentation de l’unité GPL 1 .................................................................................................................. 5 I.5.1 Sections de l’unité GPL-1 ............................................................................................................... 6 I.5.2 Schéma PFD de l’unité GPL-1 ........................................................................................................ 7 I.5.3 Définition du GPL .......................................................................................................................... 7 I.5.4 Description des différentes sections de l’unité ayant relation avec la station de déshydratation ......... 7 I.5.4.1 Refroidissement et compression du gaz d’alimentation ........................................................... 7 I.5.4.2 Compression et refroidissement de l’alimentation combinée ................................................... 8 I.5.4.3 Description du déethaniseur ................................................................................................... 8 I.5.4.4 Système d’huile chaude ......................................................................................................... 9 Conclusion............................................................................................................................................... 9 Chapitre II: Analyse du fonctionnement et du système de commande Introduction....................................................................................................................................... 10 Prévention des hydrates ..................................................................................................................... 10 Méthodes de déshydratation............................................................................................................... 10 II.3.1 Séchage par refroidissement ou compression ................................................................................. 10 II.3.2 Séchage par absorption ................................................................................................................. 10 II.3.3 Déshydratation par Adsorption (cas de l’unité GPL-1) ................................................................... 10 II.3.3.1 Types d’adsorbants .............................................................................................................. 11 Station de déshydratation GPL1 ......................................................................................................... 11 II.4.1 Description de la station ................................................................................................................ 11 II.4.2 Structure interne de chaque déshydrateur ....................................................................................... 13 II.4.3 Principe de fonctionnement de la station ........................................................................................ 14 II.4.3.1 Phase de séchage ................................................................................................................. 14 II.4.3.2 Phase de régénération .......................................................................................................... 14 II.4.3.3 Cycle du fonctionnement ..................................................................................................... 15 II.4.4 Système de commande .................................................................................................................. 17 II.4.4.1 Description du séquenceur ................................................................................................... 17 II.4.4.2 Principe de fonctionnement ................................................................................................. 17 Problématique ................................................................................................................................... 19 Solution ............................................................................................................................................ 20 Travail à réaliser ................................................................................................................................ 21 II.7.1 Production .................................................................................................................................... 21 II.7.2 Instrumentation ............................................................................................................................. 21 II.7.3 Automatisation ............................................................................................................................. 21 Conclusion ........................................................................................................................................ 21 Chapitre III: Conception d'une solution d'automatisation Introduction....................................................................................................................................... 22 L’automatisation ............................................................................................................................... 22 III.2.1 Objectifs de l’automatisation ......................................................................................................... 22 III.2.2 Structure d’un système automatisé ................................................................................................ 22 III.2.2.1 Partie commande ................................................................................................................. 23 III.2.2.2 Partie opérative .................................................................................................................... 23 Instrumentation ................................................................................................................................ 23 III.3.1 Transmetteurs (Capteur + transmetteur) ......................................................................................... 24 III.3.2 Actionneurs .................................................................................................................................. 24 Conception d’une solution d’automatisation ....................................................................................... 25 III.4.1 Subdivision de la station ............................................................................................................... 25 III.4.2 Description des différentes parties fonctionnelles .......................................................................... 25 III.4.2.1 Déshydrateurs du gaz ........................................................................................................... 25 III.4.2.2 Déshydrateurs du liquide...................................................................................................... 25 III.4.2.3 Ballon de séparation............................................................................................................. 26 III.4.2.4 Réchauffeur du gaz de régénération ...................................................................................... 26 III.4.3 Les entrées/sorties ......................................................................................................................... 26 III.4.3.1 Les entrées logiques ............................................................................................................. 26 III.4.3.2 Les sorties logiques.............................................................................................................. 26 III.4.3.3 Les entrées analogiques ....................................................................................................... 27 III.4.3.4 Les sorties analogiques ........................................................................................................ 27 III.4.4 L’Automate programmable industriel ............................................................................................ 27 III.4.4.1 Choix de l’automate programmable ...................................................................................... 27 III.4.4.2 Choix du constructeur .......................................................................................................... 27 III.4.4.3 Choix de la gamme de l’API ................................................................................................ 28 Conclusion ........................................................................................................................................ 30 Chapitre IV: Programmation et supervision Introduction....................................................................................................................................... 31 Généralités sur TIA PORTAL............................................................................................................ 31 Logigrammes des séquences .............................................................................................................. 32 IV.3.1 Déshydrateurs du gaz .................................................................................................................... 32 IV.3.1.1 Mise en marche des déshydrateurs ....................................................................................... 32 IV.3.1.2 Mise du V652A en séchage et V652B en régénération .......................................................... 33 IV.3.1.3 Arrêt des déshydrateurs ........................................................................................................ 34 IV.3.2 Déshydrateurs du liquide ............................................................................................................... 36 IV.3.2.1 Mise en Marche des déshydrateurs ....................................................................................... 36 IV.3.2.2 Mise du V659A en séchage et V659B en régénération .......................................................... 37 IV.3.2.3 Arrêt des déshydrateurs ........................................................................................................ 39 Simulation en TIA PORTAL ............................................................................................................. 41 IV.4.1 Création du projet ......................................................................................................................... 41 IV.4.2 Configuration matérielle (Hardware) ............................................................................................. 42 IV.4.2.1 Configuration PLC .............................................................................................................. 42 IV.4.2.2 Configuration IHM .............................................................................................................. 43 IV.4.3 Déclaration des variables .............................................................................................................. 44 IV.4.4 Programmation ............................................................................................................................. 45 IV.4.4.1 Langages de programmation ................................................................................................ 45 IV.4.4.2 Les types de blocs de programmes ....................................................................................... 47 IV.4.4.3 Ajout d’un bloc de programme ............................................................................................. 47 IV.4.5 Réalisation de la supervision ......................................................................................................... 54 IV.4.5.1 Etablir une liaison directe ..................................................................................................... 54 IV.4.5.2 Création de la table des variables IHM ................................................................................. 55 IV.4.5.3 Planifier la création de vues ................................................................................................. 55 IV.4.5.4 Constitution d’une vue ......................................................................................................... 55 IV.4.6 Tests et supervision ....................................................................................................................... 56 IV.4.6.1 Compilation et Simulation ................................................................................................... 56 IV.4.6.2 Visualisation des résultats .................................................................................................... 57 Conclusion ........................................................................................................................................ 60 Conclusion générale……………………………………………………………………………………61 Bibliographie Annexes A Annexes B Annexes C Liste des figures Figure I.1 Schéma PFD de l'unité GPL-1 ............................................................................... 7 Figure II.1 Station de déshydratation GPL-1 ....................................................................... 11 Figure II.2 Schéma PFD des déshydrateurs du gaz .............................................................. 12 Figure II.3: Schéma PFD des déshydrateurs du liquide ........................................................ 13 Figure II.4: Structure interne du déshydrateur...................................................................... 13 Figure II.5 Schéma synoptique du séquenceur à cames ........................................................ 19 Figure II.6 Sens du gaz de régénération à co-courant du flux du gaz de service ................... 20 Figure II.7 Sens du gaz de régénération à contre-courant du flux du gaz de service ............. 21 Figure III.1: Structure d'un système automatisé ................................................................... 23 Figure IV.1 Création du projet ............................................................................................. 41 Figure IV.2 Mise en route du projet ..................................................................................... 42 Figure IV.3 Configuration PLC ........................................................................................... 43 Figure IV.4 Interface Homme-machine .............................................................................. 43 Figure IV.5 Système (PLC-IHM) ........................................................................................ 44 Figure IV.6 Déclaration des variables ................................................................................. 44 Figure IV.7 Structure graphique du grafcet .......................................................................... 46 Figure IV.8 Fenêtre d'ajout d'un bloc de programme ............................................................ 48 Figure IV.9 Bloc d'organisation ........................................................................................... 48 Figure IV.10 Programme des déshydrateurs du liquide ........................................................ 49 Figure IV.11 Programme des déshydrateurs du gaz ............................................................. 49 Figure IV.12 Programme d’arrêt de la station ...................................................................... 50 Figure IV.13 Schéma contact de surveillance de température .............................................. 50 Figure IV.14 Fenetre du bloc FC1 ....................................................................................... 50 Figure IV.15 Mise en marche des déshydrateurs du liquide ................................................. 51 Figure IV.16 Mise en marche des déshydrateurs du gaz ....................................................... 52 Figure IV.17 Arrêt des déshydrateurs du gaz ....................................................................... 53 Figure IV.18 Liaison PC-PLC ............................................................................................. 54 Figure IV.19 Table des variables IHM ................................................................................. 55 Figure IV.20 Ensemble des vues IHM ................................................................................. 56 Figure IV.21 Chargement du programme en mise en marche du CPU .................................. 57 Figure IV.22 Simulation sans échec ..................................................................................... 57 Figure IV.23 Mise en marche des déshydrateurs du gaz et état des entrées........................... 58 Figure IV.24 Deuxième étape de mise en marche des déshydrateurs du gaz ......................... 58 Figure IV.25 Visualisation sur écran de la mise en marche des déshydrateurs ...................... 58 Figure IV.26 Mise du V659A en séchage et V659B en régénération .................................... 59 Figure IV.27 Visualisation sur écran de la séquence ............................................................ 59 Figure IV.28 Séquences d'arrêt des déshydrateurs................................................................ 59 Figure IV.29 Visualisation de l'arrêt sur l'écran ................................................................... 60 Liste des tableaux Tableau II.1 Procédé de régénération des déshydrateurs ...................................................... 14 Tableau II.2 Cycles du fonctionnement des déshydrateurs du gaz ........................................ 15 Tableau II.3 Cycle du fonctionnement des déshydrateurs du liquide .................................... 16 Tableau uploads/Industriel/ memoire-final 12 .pdf