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République Algérienne Démocratique et Populaire MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

République Algérienne Démocratique et Populaire MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D'AHMED DRAYA-ADRAR- FACULTE DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIES DEPARTEMENT DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIES MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de Master en En Electrotechnique Option: commande électrique Présenté par : SOUDDI Hafssa Sur le Thème : Soutenue en Septembre 2020 devant le jury: Mr. , Université d’Adrar Président Mr. A .BOURAIOU Maitre de recherche B , URERMS ADRAR Encadreur Mr. , Université d’Adrar Examinateur Etude d’automatisation et supervision du système chaudière dans une turbine à gaz au central électrique d’Adrar REMERCIEMENTS Je remercie Dieu tout-puissant de m'avoir donné patience, santé, volonté, confiance et foi ce qui m'a conduit à la réalisation et au couronnement de ce projet. Je voudrais exprimer mes remerciements distingués: À mon encadreur Dr. Bouraiou Ahmed pour avoir eu l'honneur de superviser mon travail. Je suis très reconnaissante de veiller qu’il soit développé, sans économiser votre temps, vos conseils et vous guider. Je remercie chaleureusement les membres du jury d'avoir consacré leur temps à lire ce manuscrit, d'avoir accepté le jugement et évalué ce travail. Aussi je tiens à remercier chaleureusement tous les employés du Centre de production d'électricité ADRAR, en particulier: le directeur de l'unité Bouaza Abdullah, qui m'a ouvert la porte pour atteindre cet objectif souhaité, ainsi que ceux qui m'accompagnent, M.ABBA Ramadan et M. BEN MUBARAK Moubarak, qui m'ont permis de connaître tous les détails nécessaires pour mener à bien ce projet, en plus de leurs conseils pour moi. Je tiens à remercier mes parents et sœurs pour leur dévouement et Leurs encouragements constants jusqu'à ce que j'atteigne cette étape de ma carrière universitaire. À partir de ce travail, j'exprime ma profonde gratitude à toutes les personnes qui m'ont aidé de près ou de loin. Sincères remerciements à tous DEDICACE Au soleil: ma maman bien-aimée Sur la lune: mon père compatissant Aux sept planètes: mes chers frères Aux chers: l'épouse de mon cher frère Aux étoiles: les enfants de ma chère famille *Asinat * Bara'a * Nada *Louay * Firas * Fouad Vers la huitième planète: ma copine et mon compagnon d'âme sœur DJAMILA.F HAFSSA.SD RESUME Abstract Industrial automation plays a very important role in the industry today. The transition from traditional machine control of programs control contributes to increasing productivity very quickly and with precise specifications, diagnosis of malfunctions and speed of maintenance through a monitoring system integrated with any automated system, all according to certain standards and characteristics without human intervention (labor dilation). Today, high-performance controls called, logically programmable controllers (PLC) are all subject to testing by automation giants. In this note I propose a solution based on the design of a control and control system for a gas turbine boiler system by relying on the Siemens programming machine s7-300, with the help of software STEP7 and WINCC, to compensate for the current system. Keywords: s7-300 programming machine, supervision, boiler, human machine interface, fault alarm. :ملخص . تلعب األتمتة الصناعية دورا مهما في الصناعة في عصرنا الحالي إن االنتقال من عملية التحكم التقليدي باآلالت إلى تحكم مبرمج يساهم في زيادة اإلنتاجية بسرعة كبيرة وبمواصفات دقيقة ،تشخيص األعطال والسرعة في صيانتها عن طريق نظام مراقبة مدمج مع أي نظام مؤتمت ،كل هذا وفق معايير .) وخصائص معينة دون تدخل اإلنسان (تخفيف اليد العاملة اليوم تستخدم أجهزة التحكم العالية األداء تسمى المتحكمات القابلة للبرمجة(منطقياPLC ) ج ميعها خاضعة الختبارات من شركات عمالقة في مجال األتمتة. في هذه المذكرة أقترح حال يعتمد على تصميم نظاما للتحكم والمراقبة لنظام مرجل لتوربين الغاز وذل ك باالعتماد على آلة برمجة سيمنس S7-300 باالستعانة بالبرمجيات STEP 7و WINCCلتعويض ال .نظام الحالي الكلمات المفتاحية: آلة البرمجةs7-300 ، ،مراقبة مرجل .،واجهة اآللة البشرية،خلل إنذار Résumé L’automatisation industrielle joue aujourd’hui un rôle très important dans l’industrie. La transition du contrôle traditionnel de la machine au contrôle programmé contribue à augmenter la productivité très rapidement et avec des spécifications précises, le diagnostic des dysfonctionnements et la vitesse de maintenance grâce à un système de surveillance intégré à n’importe quel système automatisé, le tout selon certaines normes et caractéristiques sans intervention humaine (dilution du travail). Aujourd’hui, les contrôles hautes performances appelées contrôleurs programmables logiquement (PLC) sont tous soumis à des tests par les géants de l’automatisation. Dans ce mémoire je propose une solution qui consiste à la conception d'un système de commande et de supervision pour un système chaudière de la turbine à gaz au niveau de centrale électrique Adrar, à base d'un automate programmable Siemens S7-300 à l'aide des logiciels STEP7 et WINCC, en remplaçant le système actuel. Mots -clés: Automate S7-300, supervision, chaudière, interface homme-machine, alarme défaut. SOMMAIRE Sommaire Liste des Abréviations Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale ...................................................................................................................... 1 Préambule:Description du central électrique ADRAR (CEA) et les turbines à gaz (TG). Chapitre 1 Les automates programmables industriels(API) 1.1 Introduction ...................................................................................................................................... 12 1.2 Automatisation ................................................................................................................................ 12 1.2.1 Historique ................................................................................................................................. 12 1.2.2 Définition de l’automatisation ................................................................................................ 12 1.2.3 L’objectif de l’automatisation ................................................................................................ 12 1.2.4 Les fonctions d’un système automatisé.................................................................................. 13 1.2.5 L’architecture de l’automate ............................................................................................... 13 1.2.5.a Structure interne ............................................................................................................... 14 1.2.5.b Structure externe ................................................................................................................... 14 1.2.6 Les modules des entres et des sorties tout ou rien/Analogique ..................................... 16 1.2.6.a Les modules E/S tout ou rien (TOR)...................................................................................... 16 1.2.6.b Les modules E/S Analogique ............................................................................................ 16 1.2.7 Les avantages de l’automatisation ............................................................................. 16 1.3 Les types des commandes ................................................................................. ................................. 16 1.4 Les automates programmables industriels ) API (....................................... ................................. 17 1.4.1 Historique .............................................................................................................................. 17 1.4.2 Définition des API ………………………………………………………………………………………………..….......... 17 1.4.3 Fonctionnement cyclique des API ....................................................................................... 17 1.4.4 Caractéristique des API ..................................................................................................... 18 1.4.5 Les domaines d’applications des API ………………………………………………………………………....... 18 1.4.6 Les différents types des langages de programmation ..................................................... 19 1.4.7 Le choix d’un type d’automate et le langage .................................................................. 20 1.4.8 Le paramétrage de connexion via Ethernet et Profibus .............................................. 20 1.4.9 Vue d’ensemble SIMATIC S7-300 .................................................................................. 21 1.4.10 Caractéristiques de l’unité centrale processus (CPU).......................................................... 22 1.4.10.A La devanture multi point interface (MPI) ........................................................................... 23 SOMMAIRE 1.4.10.B Manifestation d’état de l’automate........................................................................................ 23 1.4.10.C Sélecteur de mode de l’automate ........................................................................................... 24 1.5 conclusion …………………………………………………………………………………………………………………………………… 24 Chapitre 2 Automatisation du système chaudière (CH) de la CEA et logicielles utilisés 2.1 Introduction ........................................................................................................................................26 2.2 Principe de fonctionnement de chaudière de CEA .........................................................................26 2.3 Automatisation de système chaudière(CH) de la CEA ..................................................................28 2.3.1 Réservoir ..................................................................................................................................28 2.3.2 Brûleur pilote ...........................................................................................................................28 2.3.3 Brûleur principale ...................................................................................................................28 2.3.4 Cheminée d’échappement .......................................................................................................29 2.3.5 Filtre de combustion et dispositif anti retour de flamme .....................................................29 2.3.6 Ventilateur purgeur ................................................................................................................29 2.3.7 Panneau de commande locale ................................................................................................29 2.3.8 Arrêt du réchauffeur ...............................................................................................................30 2.3.9 Séquence de démarrage ............................................................................................................31 2.3.10 Les entrées et les sorties de système CH ............................................................................31 2.3.11 L’organigramme de système CH ........................................................................................32 2.4 Les logiciels utilisés............................................................................................................................33 2.4.1 Logiciel STEP 7 ......................................................................................................................33 2.4.1.a Présentation de STEP 7..........................................................................................................33 2.4.1.b les différents langages de programmation STEP 7.............................................................33 2.4.1.c Création d’un nouveau projet................................................................................................35 2.4.1.d Configuration matérielles ......................................................................................................38 2.4.1.e Méthode de lecture de l’adressage ........................................................................................39 2.4.1.f La table de mnémonique ........................................................................................................39 2.4.1.g Mémentos ................................................................................................................................39 2.4.1.h La table de variable .................................................................................................................40 2.4.1.i Les blocs de programmations et leurs fonctions....................................................................40 2.4.1.g Plate forme de programme ....................................................................................................42 2.4.2 Logiciel WINCC....................................................................................................................43 2.4.2.a Présentation WINCC flexible ...............................................................................................43 2.4.2.b Les fonctions principales de logiciel WINCC Runtime .......................................................43 2.4.2.c Création d’un nouveau projet ..............................................................................................43 SOMMAIRE 2.4.2.d Intégration d’un programme crée on WinCC dans le projet STEP7................................. 45 2.4.2.e Définition de la supervision ................................................................................................... 45 2.4.2.f Les avantages de la supervision ............................................................................................ 46 2.4.2.g La constitution d’un système de supervision ...................................................................... 46 2.5 Conclusion ..........................................................................................................................................47 Chapitre 3 La programmation et supervision du système chaudière CEA 3.1 Introduction .....................................................................................................................................49 Conclusion générale .................................................................................................................................. 69 Références bibliographiques Annexe 3.2 Réalisation de la programmation s7 du système CH ................................................................49 3.2.1 Démarrage s7 du projet CH dans SIMATIC Manage.........................................................49 3.2.2 Création de la table mnémonique du système CH ..............................................................50 3.2.3 Plateforme de programme système chaudière qui se fait sur step 7 ..................................50 3.2.4 Programmation des blocs ....................................................................................................50 3.2.5 La compilation du système chaudière .................................................................................58 3.3 Supervision du système CH .........................................................................................................59 3.3.1 Interface homme-machine ...................................................................................................59 3.3.2 Choix de l’interface homme-machine .................................................................................59 3.3.3 La liaison automate/IHM ....................................................................................................60 3.3.4 Création du projet ................................................................................................................60 3.3.5 Les vues de supervision de projet ......................................................................................61 3.4 Exécution de la simulation du système CH de supervision ........................................................67 3.4.1 Compilation et simulation PLCSIM/RUNTIME .................................................................67 3.5 Conclusion ....................................................................................................................................67 LISTE DES ABRÉVIATIONS Liste des abréviations CEA : Centrale électrique Adrar. TG: Turbine à gaz. EGA: Sociétés électricité et de gaz d’Algérie. FUJI : Nom d’une entreprise japonaise pour industries lourdes. ASEA : Association des sociétés électriques d’Afrique. HT : Haut tension. HMI : Interface homme machine. PC : Personale computer. PG : Dispositif de programmation. API : Automate programmable industriel. CPU : Unité centrale de processus. ROM: Read only memory /mémoire mort. RAM: Random accesses Memory/mémoire vivre. PC : Partie commande. PO : Partie opérateur. CC : Courant continue. CA : Courant alternatif. E/S : Entrées/Sorties. TOR: Tout ou raine. FDB : Fonction bloc de donnée. LD : Ladder diagramme (schéma à relais). ST: texte structure. IL: Liste d’instruction. HUB : Concentrateur (appareille). PD : Pressostat différentielle. DP : Périphérique décentralise. IM : Module d’interface –coupleur- . FM : Module de fonction. CP : uploads/Industriel/ memoire-master-2020.pdf