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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 Université Abderrahmane MIRA de BEJAIA Faculté de Technologie Département de Génie Electrique Mémoire de fin de cycle En vue de l’obtention du Diplôme de Master en ELECTRONIQUE Option : AUTOMATIQUE Thème Présenté par : Encadré par : Examiné par : Promotion : 2014/2015 Mr : CHERCHOUR Hamza Mr : CHAHBOUNE Mohamed Lamine Mr : MENDIL Boubekeur Mr : GOUDJIL Boubekeur Mr : CHARIKH Mme : ARRAR Nous remercions, Dieu, le tout puissant pour nous avoir donné la foi qui nous a guidé jusqu’à la réalisation et l’aboutissement de ce projet. Nous tenons à exprimer nos remerciements les plus distingués : A notre promoteur Mr MENDIL B., et à notre encadreur Mr GOUDJIL B. De nous avoir fait l’honneur d’assurer l’encadrement de notre travail, nous vous sommes très reconnaissants d’avoir veillé à son élaboration en ne ménageant aucunement votre temps et vos conseils. Nous tenons à remercier vivement messieurs les membres du jury d’avoir consacrer de leur temps à la lecture de ce manuscrit, et d’accepter de juger et d’évaluer ce travail. Nous tenons à remercier vivement l’ensemble du personnel de groupe CEVITAL en particulier : Mr GOUDJIL B. et Mr MANCER D. qui nous ont permis d’effectuer notre stage dans les meilleurs conditions. Par le biais de ce travail, nous exprimons notre profonde gratitude à toutes les personnes qui, de prés ou de loin, nous ont aidées et accompagnées dans notre travail. Nous voudrions remercier nos chers parents et nos Familles qui nous ont Soutenus dans nos études. Hamza et Lamine Dédicaces A tous ceux qui nous sont chères … Hamza,Lamine Liste des figures Liste des figures Numéro Désignation Page I.1. I.2. I.3. II.1. II.2. II.3. II.4. II.5. II.6. II.7. II.8. II.9. II.10. III.1 III.2 III.3 III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.10 III.11 III.12 III.13 III.14 III.15 III.16 Situation géographique du complexe CEVITAL. L’organigramme de CEVITAL. La chaine pilote. Schéma de processus de fabrication de margarine (station pilote). Transmetteur de température. Structure d’un moteur asynchrone. Pompe à piston. Pompe centrifuge. Electrovanne. Manométre variateurs de vitesse Régulateur de pression. Régulateur de pression électronique. structure d’un système automatisé. Automate compact (Allen-Bradley) Automate Modulaire (Modicon). Automate modulaire (Siemens). Structure interne d’un API. Cycle d'un API. Constitution d’un API S7-300 CPU 315-2DP S7-300 présentation d’un schéma logique (LOG). Présentation d’un schéma CONT Présentation du langage LIST. Blocs de programme. Assistant nouveau projet Choix de la CPU et du bloc d’organisation. Nom et création du projet. Station SIMATIC S7-300. 4 5 7 10 11 13 13 14 14 15 16 17 17 23 25 25 25 26 28 30 30 33 33 34 34 38 38 39 39 Liste des figures III.17 III.18 III.19 III.20 III.21 III.22 III.23 IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9 IV.10 IV.11 IV.12 IV.13 IV.14 IV.15 IV.16 IV.17 Configuration matériels. Une partie de la table des mnémoniques du projet. les blocs de programme. programme de la pompe de bac de chauffe PW01. Programme de régulateur continu de pasteurisateur. Bloc de donnée d’instance de FB41 OB1 station pilote. Fenêtre principale du logiciel WinCC flexible. Choix du pupitre et de l’automate. Fenêtre d’une vue dans le winCC flexible. La vue modèle du de la station. Création et configuration de la vue combinateur/cristaliseur. Création de la vue de régulateur de combinateur K1. Intégration du projet IHM dans le projet STEP7. Configuration du réseau MPI. Configuration de la liaison entre le pupitre et l’automate. Configuration du S7-PLCSIM. Chargement du programme dans la CPU Lancement de la simulation. Visualisation du programme de la pompe PW01. Visualisation du programme de régulateur de pasteurisateur. Fenêtre de menu principale sur RUNTIME. Visualisation des actionneurs combinateur/cristaliseur. Visualisation de régulateur de pasteurisateur. 40 41 42 43 44 44 45 49 49 50 51 52 53 53 54 55 56 56 57 58 58 59 60 61 Liste des tableaux Liste des tableaux Numéro Désignation Page III.1 Différents types de variables contenues dans le STEP7 37 Liste des abréviations et des symboles Liste des abréviations et des symboles T/J : Tonne/jour PO : Partie Opérative PR : Partie Relation TOR : Tout Ou Rien API : Automate Programmable Industriel CPU : Computer Procès Unit N/A : Numérique /Analogique MPI : Multi Point Interface CC : Courant Continu IHM : Interface Homme-Machine GRAFCET : GRAF de Commande Etapes-Transitions LED : Light-Emetting Diode PG : Console de programmation CONT : Schéma à contact LIST : Liste d’instruction LOG : Logigramme PC : Personally Computer PROFIBUS : Protocole de communication WINPLC7 : Logiciel de programmation et de simulation STEP7 : Logiciel de programmation et de simulation OB : Bloc d’Organisation IHM : Interface Homme Machine Win CC Flexible : Logiciel de la supervision E/S : Entrées/Sorties Sommaire Liste des figures Liste des tableaux Liste des abréviations et des symboles Sommaire Introduction générale ............................................................................................................... 1 Chapitre I : Généralités I.1.Introduction ........................................................................................................................ 3 I.2.Présentation de l’entreprise CEVITAL ........................................................................... 3 I.2.1. Historique du complexe ................................................................................................. 3 I.2.2. Situation géographique ................................................................................................. 3 I.2.3. Activité de CEVITAL .................................................................................................... 4 I.2.4.Commercialisation ......................................................................................................... 5 I.2.5.Organisation de l'entreprise .............................................................................. 5 I.2.6. Missions et objectifs ...................................................................................................... 6 I.3. Unité de Production des margarines ............................................................................... 6 I.4. Présentation de la chaine pilote ....................................................................................... 7 1.5. Conclusion .................................................................................................................. 8 Chapitre II : Description de la chaine pilote pour la production de margarine II.1. Introduction .................................................................................................................... 9 II.2.Principe de fonctionnement de la station pilote ............................................................ 9 II.3. Description des équipements du système .................................................................... 10 II.3.1. Bacs d’émulsions ....................................................................................................... 10 Sommaire II.3.2. Capteurs ..................................................................................................................... 11 II.3.3. Pasteurisateur ............................................................................................................ 12 II.3.4. Combinateur .............................................................................................................. 12 II.3.5. Cristalliseur ................................................................................................................. 12 II.3.6. Moteurs électriques asynchrones ............................................................................. 12 II.3.7. Pompe à piston ........................................................................................................... 13 II.3.8. Pompe centrifuge ....................................................................................................... 14 II.3.9. Electrovanne .............................................................................................................. 14 II.3.10. Manomètre ............................................................................................................... 15 II.3.11. Partie électrique ....................................................................................................... 15 II.3.12. Régulateur de pression ............................................................................................. 17 II. 4. Régulation via API S7-300 ........................................................................................... 18 II.4.1. Régulation par action « Tout Ou Rien » ................................................................... 18 II.4.2. Régulateur PID .......................................................................................................... 19 II.4.3. Le Bloc FB 41 « CONT_C » ..................................................................................... 20 II.5. Conclusion ...................................................................................................................... 20 Chapitre III : Automates et leur programmation : Cas de la station pilote III.1. Introduction ................................................................................................................. 21 III.2. Systèmes automatisés .................................................................................................. 21 III.2.1. Structure des systèmes automatisés ....................................................................... 21 III.3. Généralités sur les API ................................................................................................ 22 III.3.1. Définition d’un automate programmable industriel (API) .................................. 22 III.3.2.Architecteur des automates ..................................................................................... 23 III.3.3.Aspect extérieur des API ........................................................................................... 23 III.3.4. structure interne d’un automate ........................................................................... 25 Sommaire III.3.5. Description des éléments d’un API ........................................................................ 25 III.3.6. Cycle d’un API .......................................................................................................... 27 III.3.7.Critères de choix d’un API ....................................................................................... 28 III.3.8. Présentation de l’automate utilisé S7-300 ............................................................. 28 III.4.Programmation via STEP 7 ......................................................................................... 31 III.4.1. Définition du logiciel STEP7 .................................................................................. 31 III.4.2. Langages de programmation sous STEP7 .............................................................. 32 III.4.3. Structure du programme STEP7 ............................................................................ 33 III.4.4.Blocs ........................................................................................................................... 34 III.4.5. Mémentos .................................................................................................................. 35 III.4.6. Mnémoniques ........................................................................................................... 35 III.4.7.Les différents types de variables ............................................................................. 35 III.5. Développement du programme pour la station pilote .............................................. 36 III.5.1. Démarrage du logiciel STEP7 ............................................................................... 36 III.5.2. Création d’un projet STEP7 ................................................................................... 37 III.5.3. Configuration matériel ............................................................................................ 38 III.5.4. Table des mnémoniques .......................................................................................... 40 III.5.5. Création du programme ......................................................................................... 40 III.5.5.1. Programme de FC2 .............................................................................................. 41 III.5.5.2. Programme de FC38 ............................................................................................ 42 III.6. Conclusion ................................................................................................................... 44 Chapitre IV : Supervision et simulation IV.1. Introduction .................................................................................................................. 45 IV.2. Supervision ................................................................................................................... 45 IV.2.1. Définition de la supervision ..................................................................................... 45 IV.2.2. Architecture d’un réseau de supervision ................................................................ 46 Sommaire IV.2.3. Avantage de la supervision ...................................................................................... 46 IV.3. Présentation du logiciel WinCC flexible .................................................................... 46 IV. 3.1. Création du projet avec WinCC flexible .............................................................. 47 IV.3.2. Choix du pupitre et de l’automate ........................................................................... 48 IV.3.3. La mise en route du WinCC flexible ....................................................................... 49 IV.3.4. Configuration des vues via WinCC flexible ........................................................... 49 IV.3.5. Création des vues du projet de la station pilote ..................................................... 50 IV.3.6. Intégration du projet WinCC flexible dans le projet step7 .................................. 52 IV.3.7. Configuration du réseau ........................................................................................... 53 IV.3.8.Interface multipoint MPI ......................................................................................... 53 IV.3.9. Activer la liaison ........................................................................................................ 53 IV.4. Simulation du projet .................................................................................................... 54 IV.4.1. Simulation sous STEP7 ............................................................................................ 54 IV.4.1.1. Ouverture et configuration du S7-PLCSIM ........................................................ 54 IV.4.1.2. Chargement du programme et la mise en ligne ................................................. 55 IV.4.1.3. Le lancement de la simulation .............................................................................. 56 IV.4.1.4. Visualisation du programme de la pompe de bac de chauffe PW01 .................. 56 IV.4.1.5. Visualisation du programme du régulateur de pasteurisateur ........................ 57 IV.4.2. Simulation avec WinCC flexible .............................................................................. 58 IV.4.2.1. Activer la simulation ............................................................................................. 58 IV.4.2.2. Visualisation du processus dans la partie combinateur/cristaliseur ................. 59 IV.4.2.3. Visualisation de régulateur de pasteurisateur ..................................................... 59 IV.5. Conclusion .................................................................................................................... 60 Conclusion générale ............................................................................................................... 61 Références bibliographiques ................................................................................................. 62 Annexes Introduction générale Introduction générale 1 Introduction générale Au cours des dernières décennies, les procédés industriels ont connu un essor vertigineux, grâce à l’automatisme. Ainsi, la mondialisation des économies et l’accentuation de la concurrence poussent davantage les entreprises à automatiser leurs processus de production, afin d’assurer leur pérennité en s’offrant la compétitivité, tout en améliorant les conditions de travail de leur personnel ; en supprimant les tâches pénibles et répétitives. Les automates programmables uploads/Ingenierie_Lourd/ commande-et-supervision-d-x27-un-processus-de-margarine-via-un-automate-programmable-chaine-pilote 1 .pdf