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1 Faculté des Sciences et Techniques de Fès Département de Génie Industriel LST

1 Faculté des Sciences et Techniques de Fès Département de Génie Industriel LST de Génie Industriel Lieu : Amphi D2 Référence : 16 /13 GI Préparé par : Ermili Zineb ZentarHajar Soutenu le 15 Juin 2013 devant le jury composé de : - Pr. M. Rjeb(Encadrant FST) - Pr. D. Tahri (Encadrant FST) - Pr. F. Belmajdoub (Examinateur) - Mr. S. Haguitou (Encadrant Société) PROJET DE FIN D’ETUDES Automatisation d’une machine coquilleuse par Siemens Simatic Step7 G I FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 2 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 REMERCIEMENTS Nous tenons à remercier vivement toutes les personnes, qui, de près ou de loin, se sont impliquées dans la réalisation de ce projet, tant par leur soutien opérationnel, que professionnel. On tien à remercier tout particulièrement Monsieur Belmejdoub Fouad pour l’aide et les conseils concernant les missions évoquées dans ce rapport, qu’il nous a apporté lors des différents suivis. Nous tenons aussi à remercier nos encadrants de stage : Messieurs Rjeb Mohammed et Tahri Driss professeurs à la faculté des sciences et techniques de Fés, qui ont bien voulu accepter de diriger notre travail. Leurs conseils nous ont été d’une grande utilité. Nous remercions aussi Monsieur Haguitou Said ingénieur en maintenance dans la société, pour le temps qu’il nous a consacré tout le long de ce stage. Sa précieuse contribution nous a permis d’approfondir et d’enrichir nos connaissances sur le fonctionnement de l’entreprise. Nous tenons aussi à exprimer toute notre gratitude et nos remerciements aux membres du jury qui ont bien voulu nous honorer de leur présence. FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 3 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 Sommaire REMERCIEMENTS .................................................................................................................................... 2 LISTE DES FIGURES ................................................................................................................................... 5 0 ............................................................................................................................................................... 5 LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................... 6 INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 7 Chapitre 1. ........................................................................................................................................... 8 Présentation de la S.M.F.N – Floquet Monopole ................................................................................ 8 I. Généralités et historique : ........................................................................................................... 9 II. Fiche technique : ....................................................................................................................... 10 III. L’organisation de la SMFN : ..................................................................................................... 11 1. Organigramme : ..................................................................................................................... 11 2. Les services de la S.M.F.N : .................................................................................................... 12 IV. Description de la chaîne de production : ................................................................................ 13 1. Le plan d’implantation des machines : .................................................................................. 13 2. Produits fabriqués: ................................................................................................................ 15 3. La gamme de fabrication des pistons : .................................................................................. 15 a. La partie fonderie : ............................................................................................................ 15 b. La partie usinage :.............................................................................................................. 18 Chapitre 2. ......................................................................................................................................... 20 Etude de La machine Coquilleuse ..................................................................................................... 20 I. Introduction : .............................................................................................................................. 21 II. Analyse de l'état actuel de la machine coquilleuse : ................................................................ 21 1. La machine coquilleuse : ................................................................................................... 21 2. Fonctionnement de la machine : ........................................................................................... 23 a . Organigramme de la coquilleuse : .................................................................................... 23 b .Système hydraulique de la machine coquilleuse : ............................................................ 25 Chapitre 3. ......................................................................................................................................... 29 Automatisation de la machine Coquilleuse ....................................................................................... 29 I. Cahier des charges : .................................................................................................................... 30 II. Généralités sur l'automatisation : ............................................................................................. 31 1. Introduction : ..................................................................................................................... 31 FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 4 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 2. Le but de l’automatisation : .................................................................................................. 31 3. Structure d'un système automatisé : .................................................................................... 31 III. Automatisation par un API et choix de L'automate : .............................................................. 32 1. Automate programmable industriel ...................................................................................... 32 a. Architecture de l'API: ......................................................................................................... 33 2. Le choix d’automate : ........................................................................................................ 33 IV. Présentation de l'API SIEMENS S7-300 :................................................................................... 34 V. Automatisation de la machine coquilleuse : ............................................................................. 36 1. GRAFCETS : ............................................................................................................................ 36 2 .Tableaux Entrées/Sorties Automate : ................................................................................... 39 3. Programmation sous STEP7 : ................................................................................................. 41 VI. Amélioration et sécurité : ......................................................................................................... 50 1. Amélioration : ........................................................................................................................ 51 2. Choix de matériels: ................................................................................................................ 51 3. Sécurité d'opérateur : ............................................................................................................ 52 VII. Estimation des prix des équipements : ................................................................................... 54 VIII. Justification de l’automatisation : .......................................................................................... 55 IX. Conclusion ................................................................................................................................ 56 CONCLUSION ......................................................................................................................................... 57 BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 58 FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 5 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 LISTE DES FIGURES Figure1 : Floquet Monopole S.M.F.N ...................................................................................................... 9 Figure2 : Organigramme de La S.M.F.N................................................................................................. 11 Figure 3 : Outils de contrôle .................................................................................................................. 13 Figure 4 : Le plan d’implantation des machines .................................................................................... 14 Figure 5: Croquis désignant des termes techniques ............................................................................. 15 Figure 6 : Lingots d'aluminium .............................................................................................................. 16 Figure 7 : la machine démasseloteuse .................................................................................................. 17 Figure 8: four de stabilisation ................................................................................................................ 18 Figure 9 : Machine coquilleuse .............................................................................................................. 21 Figure 10 : Dessin de moule de piston sous Solidworks ........................................................................ 22 Figure 11 : Piston brute ......................................................................................................................... 22 Figure 12 : Organigramme de la coquilleuse ......................................................................................... 24 Figure 13 : Groupe hydraulique de la coquilleuse ................................................................................. 25 Figure 14 : Schéma hydraulique dressé par le logiciel EdiTSAB ............................................................ 26 Figure 15 : Structure d'un système automatisé .................................................................................... 31 Figure 16 : schéma d’un automatisme industriel (liaison partie opérative/ partie commande) .......... 32 Figure 17 : Automate SIMATIC S7-300 .................................................................................................. 34 Figure 18 : système d'automatisation SIMATIC S7-300 ........................................................................ 35 Figure 19 : Grafcet de sécurité .............................................................................................................. 37 Figure 20 : Grafcet de gestion ............................................................................................................... 37 Figure 21 :Grafcet de fonctionnement en mode Automatique ............................................................ 38 Figure 22 : Grafcet de fonctionnement en mode Manuel .................................................................... 39 Figure 23 : Vérin hydraulique à double effet ........................................................................................ 51 Figure 24 : Capteurs de position ........................................................................................................... 52 Figure 25: Voyant sonore ...................................................................................................................... 52 Figure 26 : Capteur de sécurité SC300 .................................................................................................. 53 Figure 27: Bras robotisé ........................................................................................................................ 53 0 FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 6 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 LISTE DES TABLEAUX Tableau1 : les différentes machines de la chaine TU1 .......................................................................... 19 Tableau 2 : Tableau des éléments du schéma hydraulique .................................................................. 27 Tableau 3 : Caractéristiques techniques de S7-300 .............................................................................. 35 Tableau 4 : Les entrées du système ...................................................................................................... 40 Tableau 5 : Les sorties du système ........................................................................................................ 41 Tableau 6 : Estimation des prix des équipements ................................................................................. 54 FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 7 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 INTRODUCTION La découverte de nombreuses innovations et des nouvelles technologies ont favorisé le développement de l'industrialisation. Cette dernière connait chaque jour une évolution rapide et globale ayant pour objectif la satisfaction des besoins d’un monde qui ne cesse de s’accroitre et de se développer. L’entreprise de son côté cherche à se positionner sur l’échiquier industriel pour trouver une meilleure place sur le marché, en mettant en valeur son capital financier et surtout son capital technologique. De cette manière elle peut d’une part accroitre ses moyens de production (usines, machines) et d’autre part réduire le plan de charge de travail, tout en garantissant une production élevée, répondant à des normes de qualité, et c’est dans ce sens là que l’on parle de l’art de l’automatisation industrielle, qui associe à la fois le savoir faire et la technologie moderne. Effectuer un stage technique au sein d’une entreprise est une occasion pour nous de valider les connaissances acquises, par une nouvelle expérience qui nous permet de nous familiariser avec les méthodes utilisées en milieu professionnel et de développer ainsi de nouvelles techniques dans notre domaine de spécialité. Pour ce faire, nous nous sommes adressées à la Société Marocaine des Fonderies du Nord-Floquet Monopole- qui nous a accordé l’opportunité d’effectuer ce stage au service fonderie. C’est dans ce dernier que nous étions chargées de procéder à l’automatisation de la machine Coquilleuse ainsi que l’amélioration de son état actuel concernant le cycle de production, le matériel de commande et de la sécurité de l’opérateur. Le présent rapport expose la démarche poursuivie dans le cadre de ce stage. Il est structuré comme suit : une présentation générale de l’entreprise et une description du processus de fabrication de piston. Une présentation de la machine Coquilleuse. Automatisation de la machine Coquilleuse. Toutes ces étapes ont pour objectif d’accroître la production du système dans le but de permettre une production de qualité, pour une même durée de fonctionnement et de diminuer ainsi le coût de non-qualité qui pourrait être du à l’erreur humaine. FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 8 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 Chapitre 1. Présentation de la S.M.F.N – Floquet Monopole FST-Fès Rapport de stage SMFN-Fès 9 Automatisation de la coquilleuse par S7-300 I. Généralités et historique : A la création de la SOCIETE MAROCAINE DES FONDERIES DU NORD en 1981, les responsables ont proposé à FLOQUET MONOPOLE d’assurer l’assistance technique, compte tenu de la notoriété que cette firme connaît dans le domaine de la fabrication de pièces motrices. Le contrat avec FLOQUET MONOPOLE a été signé en 1982. Floquet Monopole (FM), filiale de la SMFN est une société de fabrication par moulage de pistons en alliage d’aluminium. La SMFN a été certifiée ISO 9001 version 2000 et ISO TS 16949 ; elle est en train de préparer la norme 14001. La SMFN est une société anonyme dont le capital est de 33.500.000 DHS et dont le chiffre d’affaires est de plus de 80 millions de dirhams par an. La société Marocaine de Fonderie du Nord a une production qui varie en fonction des années et pour l’année 2003-2004 a atteint le maximum de sa production de plus de 500.000 pistons. La SMFN dispose de trois filières de fabrication, à savoir la uploads/Industriel/ x-interpolation.pdf