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Page de garde Remerciements Nous exprimons notre vive gratitude et reconnaissan

Page de garde Remerciements Nous exprimons notre vive gratitude et reconnaissance à notre encadrant académique monsieur Hedda Walid, n’oubliant pas toute l’équipe de la société SEA ELECTRONICS spécialement pour Mr Houssem Saadouni, pour nous avoir consacrés autant de leurs temps précieux et nous savoir encourager et prodigué ses précieux conseils tout le long de l’élaboration de ce projet. Nous leurs rendons nos devoirs pour la qualité de ses encadrements et ses soutiens tant que sur le plan moral et intellectuel. Dédicace De plus profond de mon cœur, je dédie ce travail À mon père Pour son amour, ses encouragements infinis, pour la confiance qu’il m’a témoignée. À ma mère L’expression de mon immense gratitude pour ses encouragements incessants, pour son amour éternel À mon cher frère et ma chère sœur Pour le témoignage de mon grand amour et mes souhaits de réussite et de bonheur. À tous mes amis Et à tous qui, par le partage de leur savoir ou de leur temps, nous ont aidés, de près ou de loin, pour élaborer ce modeste travail. Hatem Mabrouk Table des matières Introduction générale .............................................................................................................. 1 Chapitre 1 : Cadre général de projet ....................................................................................... 2 1. Introduction ..................................................................................................................... 3 2. Présentation de l’entreprise d’accueil ............................................................................. 3 2.1. Présentation générale de l’entreprise ........................................................................... 3 2.2. Partenaires de l’entreprise ........................................................................................... 3 2.3. Historique .................................................................................................................... 4 2.4. Secteurs d’activités ...................................................................................................... 4 2.4.1. Secteur d’automatisme ............................................................................................. 4 2.4.2. Secteur Mécatronique .............................................................................................. 5 2.4.3. Secteur traitement d’eau........................................................................................... 6 2.4.4. Centre de formation ................................................................................................. 6 2.4.5. Secteur de maintenance ............................................................................................ 7 2.4.6. Secteur d’électrique industrielle............................................................................... 7 2.5. Stratégie de développement ......................................................................................... 8 3. Description de projet ....................................................................................................... 9 3.1. Problématique (Cahier de charge) ............................................................................... 9 3.2. Contexte général de la régulation automatique industrielle ........................................ 9 3.2.1. Méthodes expérimentales d’identifications ............................................................. 9 i. Méthode de broida ......................................................................................................... 10 ii. Méthode de Ziegler et nichols ....................................................................................... 10 3.2.2. La notion de PID dans la régulation industrielle.................................................... 10 3.3. Cas d’un système de régulation automatique industrielle ......................................... 11 3.3.1. Principe de fonctionnement ................................................................................... 11 3.3.2. Description des composants ................................................................................... 14 i. Maquette de régulation .................................................................................................. 14 ii. Armoire électrique ......................................................................................................... 16 3.3.3. Schémas blocs du système ..................................................................................... 18 i. Débit : ............................................................................................................................ 19 ii. Température .................................................................................................................. 19 iii. Niveau ....................................................................................................................... 19 3.3.4. Explication brève des cas possible de régulation ................................................... 20 3.4. Schéma bloc de chaque cas de régulation ................................................................. 21 i. Température : ................................................................................................................ 21 ii. Niveau : ......................................................................................................................... 23 iii. Le débit : .................................................................................................................... 24 4. Conclusion ..................................................................................................................... 25 Chapitre 2: Conception du système ...................................................................................... 26 1. Introduction ................................................................................................................... 27 2. Modélisation de système avec MATLAB ..................................................................... 27 2.1. Température ........................................................................................................... 27 2.2. Débit ....................................................................................................................... 30 2.3. Niveau .................................................................................................................... 33 3. Conception mécanique de projet avec Solidworks........................................................ 36 3.1. La conception de la maquette................................................................................. 36 3.1.1. Conception des cuves ......................................................................................... 36 3.1.2. Conception de la carcasse................................................................................... 36 3.1.3. Conception de l’armoire ..................................................................................... 38 3.2. La Mise en plan de la maquette ............................................................................. 39 4. Conception électrique de projet avec EPLAN .............................................................. 39 4.1. Plan de l’installation électrique .............................................................................. 39 4.2. La Page de garde du projet ..................................................................................... 41 4.3. La Façade de l’armoire électrique .......................................................................... 41 4.4. L’implantation de l’armoire électrique .................................................................. 41 4.5. La partie puissance de l’armoire ............................................................................ 41 4.6. La partie de commande de l’armoire ..................................................................... 42 5. Dimensionnement de la maquette de regulation automatique industrielle ................... 42 5.1. Dimensionnement de la Carcasse .......................................................................... 43 5.2. Dimensionnement des équipements de la maquette .............................................. 43 5.2.1. Cuve ................................................................................................................... 43 5.2.2. Capteur de niveau [2] ......................................................................................... 44 5.2.3. Sonde de température [3] ................................................................................... 45 5.2.4. Vanne de régulation [4] ...................................................................................... 45 5.2.5. Résistance chauffante ......................................................................................... 46 5.2.6. Débitmètre .......................................................................................................... 47 5.2.7. Pompe [5] ........................................................................................................... 48 5.2.8. Manomètre [6] .................................................................................................... 49 5.2.9. Radiateur ............................................................................................................ 50 5.2.10. Electrovanne TOR [7] .................................................................................... 50 5.2.11. Vanne manuelle .............................................................................................. 51 5.2.12. Moteur asynchrone (mélangeur) [8] ............................................................... 51 5.3. Dimensionnement des appareils de l’armoire électrique ....................................... 52 5.3.1. Disjoncteur moteur [9] ....................................................................................... 52 5.3.2. Portes fusibles [10] ............................................................................................. 53 5.3.3. Disjoncteur miniature 1[11] ............................................................................... 55 5.3.4. Disjoncteur miniature 2 [12] .............................................................................. 56 5.3.5. Contacteur [13] ................................................................................................... 57 5.3.6. Relais thermique [14] ......................................................................................... 58 5.3.7. Relais à broche [15] ............................................................................................ 59 5.3.8. Relais statique [16] ............................................................................................. 60 5.3.9. Disjoncteur général [17] ..................................................................................... 61 5.3.10. Automate programmable [18] ........................................................................ 62 i. Bloc Alimentation stabilisé [19] ................................................................................ 62 ii. Bloc CPU [20] ........................................................................................................ 64 iii. Module alimentation PM-E [21] ............................................................................ 64 iv. Module d’entrée analogique [22] ........................................................................... 65 v. Module de sortie analogique [23] .......................................................................... 66 vi. Module d’entrée TOR [24] .................................................................................... 66 vii. Module de sortie TOR [25] .................................................................................... 67 6. Estimation globale de cout du projet ............................................................................. 68 7. Conclusion ..................................................................................................................... 71 Chapitre 3 : Résultats et observations .................................................................................. 72 1. Introduction ................................................................................................................... 73 2. Simulation de système avec Tia portal .......................................................................... 73 2.1. Élaboration du grafcet ............................................................................................ 73 2.1.1. Définition ........................................................................................................... 73 2.1.2. Grafcet de point de vue système......................................................................... 73 i. Grafcet de point de vue système pour régulation de débit......................................... 74 ii. Grafcet de point de vue système pour régulation de température .......................... 74 iii. Grafcet de point de vue système pour régulation de la Niveau ............................. 77 2.1.3. Grafcet de point de vu partie opérative .............................................................. 78 i. Grafcet de point de vu partie opérative pour régulation de température .................. 78 ii. Grafcet de point de vu partie opérative pour régulation de niveau ....................... 80 iii. Grafcet de point de vu partie opérative pour régulation de débit.......................... 82 3.1.4. Traduction grafcet .............................................................................................. 82 i. Langages de la programmation .................................................................................. 82 ii. Mise en équations .................................................................................................. 83 2.2. Programmation du système sur Tia portal ............................................................. 85 2.2.1. Création du projet ............................................................................................... 85 2.2.2. Table des mnémoniques ..................................................................................... 86 2.2.3. Déclaration d’entrées /sorties analogique .......................................................... 87 i. Entrée analogique ...................................................................................................... 87 ii. Sortie analogique ................................................................................................... 88 2.2.4. Programmation principale de régulation de la température ............................... 89 i. Régulation de température de cuve 1 ........................................................................ 89 ii. Régulation de température de cuve 2 ..................................................................... 92 2.2.5. Programmation principale de régulation du niveau ........................................... 94 i. Régulation du niveau de cuve 2 ................................................................................. 94 ii. Régulation du niveau de cuve 2 ............................................................................. 98 2.2.6. Programmation principale de régulation du débit .............................................. 99 2.3. Win cc sur Tia portal ............................................................................................ 100 2.3.1. Création de la supervision ................................................................................ 101 i. Etablissement d’une liaison IHM ............................................................................ 101 ii. Variables HMI ..................................................................................................... 102 iii. La hiérarchie des vues .......................................................................................... 104 3. Conclusion ................................................................................................................... 105 Conclusion général ................................................................................................................. 106 Liste des figures Figure 1: correcteur PID ........................................................................................................... 11 Figure 2:système de régulation automatique industrielle ......................................................... 12 Figure 3:schémas blocs de débit ............................................................................................... 19 Figure 4:schémas blocs de température ................................................................................... 19 Figure 5:schémas blocs de niveau ............................................................................................ 19 Figure 6:Modèle de cuve .......................................................................................................... 36 Figure 7:Carcasse de la maquette ............................................................................................. 37 Figure 8:Roue de déplacement ................................................................................................. 37 Figure 9:Carcasse assemblée .................................................................................................... 37 Figure 10:Modèle de la porte de l’armoire sur solidworks ...................................................... 38 Figure 11:Modèle de l’armoire assemblée ............................................................................... 38 Figure 12:Cuve en aluminium alliage 1060 ............................................................................. 43 Figure 13:Le Transmetteur de niveau NGR ............................................................................. 44 Figure 14:La Conception d’un détecteur de niveau sur solidworks ......................................... 45 Figure 15:Thermocouple «MN3700» ....................................................................................... 45 Figure 16:Vanne de régulation «KE73» ................................................................................... 46 Figure 17:La résistance chauffante de référence «Aiou1501239-EU1» .................................. 46 Figure 18:Débitmètre ............................................................................................................... 48 Figure 19: Pompe DAB « TF110S1 EVOPLUS 80/180 SAN M » ......................................... 49 Figure 20:Manomètre « EN837-1» .......................................................................................... 49 Figure 21:Electrovanne TOR « BDV08230AY» ..................................................................... 50 Figure 22:vanne manuelle ........................................................................................................ 51 Figure 23:Moteur asynchrone (Mélangeur) de référence «CML71A4B35»............................ 52 Figure 24:disjoncteur moteur de référence «GVN2ME05» ..................................................... 53 Figure 25:porte fusible de référence «A9N15636 » ................................................................. 54 Figure 26:fusible de type GG ................................................................................................... 55 Figure 27: disjoncteur miniature 1 de référence «A9F77206» ............................................... 55 Figure 28: disjoncteur miniature 2 de référence «A9F77216» ............................................... 56 Figure 29: contacteur de référence «LC1D09BD» ................................................................. 57 Figure 30:relais thermique de référence «LRD07» .................................................................. 58 Figure 31:relais a broche de référence «DIN EN 50178» ........................................................ 59 Figure 32:relais statique de référence «SWM862080» ............................................................ 60 Figure 33: radiateur de référence «WF262100»....................................................................... 61 Figure 34: disjoncteur général de référence «A9F77425» ...................................................... 61 Figure 35: bloc d’alimentation stabilisée de référence «6EP1333-2BA20» ............................ 63 Figure 36:bloc de CPU de référence «6ES7151-8AB01-0AB0» ............................................. 64 Figure 37: module alimentation PM-E de référence «6ES7138-4CA01-0AA0» .................... 65 Figure 38:module d’entrées analogiques de référence «6ES7134-4JB51-0AB0» ................... 65 Figure 39:module de sortie analogique de référence «6ES7135-4FB01-0AB0» ..................... 66 Figure 40: module d’entrée TOR de référence «6ES7131-4BF00-0AA0» .............................. 66 Figure 41:module de sortie TOR de référence «6ES7132-4BF00-0AA0» .............................. 67 Figure 42: La grafcet de régulation de débit ............................................................................ 74 Figure 43:La grafcet de régulation de température propre à la cuve 1..................................... 75 Figure 44:La grafcet de régulation de température propre à la cuve 2..................................... 76 Figure 45:La grafcet de régulation de niveau propre à la cuve 1 ............................................. 77 Figure 46:La grafcet de régulation de niveau propre à la cuve 2 ............................................. 78 Figure 47:Cycle de réchauffement et refroidissement de cuve 2 ............................................. 79 Figure 48:Cycle de réchauffement et refroidissement de cuve 1 ............................................. 80 Figure 49:Cycle de régulation du niveau de cuve 1 ................................................................. 81 Figure 50:Cycle de régulation du niveau de cuve 2 ................................................................. uploads/Ingenierie_Lourd/ copierapportmastere-0.pdf