Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

PROMOTION 2021/2022 THÈME Supervision d’un niveau d’eau via un automate program

PROMOTION 2021/2022 THÈME Supervision d’un niveau d’eau via un automate programmable : Etude et Conception Préparé par : Zerrouk Imad Eddine Yeddou Youcef Devant le Jury : Nom et prénoms Grade Qualité M. LARBI Pr Président T. ALLAOUI Pr Examinateur 1 M. SEBAA Pr Examinateur 2 H. BOUMEDIENE MCB Encadreur S. HASSAINE Pr Co-Encadreur RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ IBN-KHALDOUN DE TIARET FACULTÉ DES SCIENCES APPLIQUEES DÉPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE MEMOIRE DE FIN D'ETUDES Pour l’obtention du diplôme de Master Domaine : Sciences et Technologie Filière : Automatique Spécialité : Automatique et informatique Industrielle Dédicace Nous dédions cet humble travail : A nos chers parents, pour leurs soutiens et leurs encouragements tout au long de nos années scolaires, aucun honneur ne peut égaler l'amour qu'ils continuent à donner. Que Dieu leur accorde bien-être et longue vie. A nos chers frères et chères sœurs, que Dieu nous les garde. A notre grand-mère, que Dieu prolonge sa vie. À tous nos chers amis, tous nommés et spéciaux. Et à **Ben Bella Walid** en particulier. A tous nos enseignants et collègues. Et à tous ceux qui placent nos succès dans leurs cœurs Puissent-ils trouver ici l'expression de toutes nos gratitudes. Imad Eddine & Youcef REMERCIEMENTS Nous voulons d'abord remercier Dieu, pour avoir nous accorder la force et la patience pour accomplir cette humble tâche. Deuxièmement, nous tenons à remercier nos chers parents qui ont toujours été avec nous et qui ont donné un excellent exemple de travail acharné et de persévérance. Nous remercions également : Mr. Boumediene Hamid et Mr. Hassaine Saïd qui nous ont gracieusement encadrés pour élaborer et suivre ce projet de fin d'études. Nous tenons également à remercier les membres du jury qui nous ont honorés pour avoir examiné ce modeste travail. Nous en profitons pour remercier tous les enseignants de l'Université de Tiaret et tous les personnels du laboratoire de génie énergétique et génie informatique en particulier « Mr. Tahri Ahmed » pour tout ce qu'ils nous ont apporté. Imad Eddine & Youcef Sommaire INTRODUCTION GENERALE CHAPITRE I : LES AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS ET REGULATION I.1. INTRODUCTION ............................................................................................................................ 4 I.2. SYSTEMES AUTOMATISES ............................................................................................................ 4 I .2.1. Objectif de l'automatisation ............................................................................................... 4 I.2.2. Avantages et les Inconvénients de l'automatisation .......................................................... 4 I.2.3. Domaines d'application des systèmes automatisés ............................................................ 5 I .2.4. Structure d’un automatisme .............................................................................................. 5 I. 2.5. Mise en œuvre d'un automate ............................................................................................ 7 I .2.6. Caractéristiques d'un automatisme ................................................................................... 7 I .3. Définition d'un API ................................................................................................................ 7 I .3.1. Principe générale de fonctionnement d'un API ................................................................ 8 I .3.2. Architecture d'un API ........................................................................................................ 8 I.3.2.1. Aspect extérieur ............................................................................................................ 8 I.3.2.1.2. Modulaire ............................................................................................................... 9 I.3.2.2. Structure interne ........................................................................................................... 9 I.3.2.2.1. Un module d'alimentation ..................................................................................... 9 I.3.2.2.2. Unité de traitement ou processeur ........................................................................ 9 I.3.2.2.3. Mémoire programme ............................................................................................. 9 I.3.2.2.4. Mémoire de données .............................................................................................. 9 I.3.2.2.5. Interface d'entrée ................................................................................................... 9 I.3.2.2.6. Une interface de sortie ......................................................................................... 10 I .3.3. Critères de choix de l'automate programmable industriel ........................................... 10 I .4. PRESENTATION DE QUELQUES GAMMES SIMATIC ................................................................ 11 I .4.1. SIMATIC S7 ...................................................................................................................... 11 I .4.1.1. SIMATIC S7-200 ....................................................................................................... 11 I .4.1.2. SIMATIC S7-300 ....................................................................................................... 11 I .4.1.3. SIMATIC S7-400 ....................................................................................................... 12 I .4.1.4. SIMATIC S7-1200 ..................................................................................................... 12 I .4.1.5. SIMATIC S7-1500 ..................................................................................................... 13 I .4.2. Description de l'Automate S7-1200 ................................................................................. 13 I -5. La régulation automatique ................................................................................................. 15 I .5.1. Définition de la régulation automatique ......................................................................... 15 Sommaire I.5.2. Objectif de la régulation automatique ............................................................................. 16 I.5.3. Notion de Boucle ouverte/fermée ...................................................................................... 17 I.5.3.1. Système boucle ouverte ............................................................................................... 17 I.5.3.2. Système boucle fermée ................................................................................................ 17 I .6. DEFINITION DE LA REGULATION PID ...................................................................................... 17 I .6.1. Notion de correcteur PID ................................................................................................. 18 I.6.2. Structure des régulateurs électroniques .......................................................................... 19 I.7.CONCLUSION ............................................................................................................................... 20 CHAPITRE II : DESCRIPTION LOGICIELLE DE PROGRAMMATION : DU CONTROLE A LA SUPERVISION II.1. INTRODUCTION ......................................................................................................................... 22 II.2. LOGICIEL DE PROGRAMMATION « TIA PORTAL V16 » .......................................................... 22 II.2.1. Présentation du logiciel .................................................................................................... 22 II.3. STEP 7 SUR TIA PORTAL .......................................................................................................... 22 II.3.1. Vue du portal et vue du projet ........................................................................................ 22 II.3.2. Vue du portal .................................................................................................................... 22 II.3.3. Vue du projet .................................................................................................................... 23 II.3.4. Adressage des E/S ............................................................................................................. 24 II.3.5. Les variables API .............................................................................................................. 24 II.3.6. Types de variables utilisées en STEP7 ............................................................................ 25 II.3.7 Configuration de l’API S7-1200 ....................................................................................... 26 II.4. SIMATIC WINCC COMFORT ................................................................................................... 32 II.5. CONFIGURER UNE VUE IHM .................................................................................................... 33 II.6. MODELISATION ET SIMULATION DU SYSTEME ....................................................................... 37 II.7. CONCLUSION ............................................................................................................................ 40 CHAPITRE III : COMPOSANTES MATERIELLES UTILISEES POUR LA CONCEPTION DU SYSTEME DE CONTROLE DU NIVEAU D'EAU III.1. INTRODUCTION ....................................................................................................................... 42 III.2. PANNEAU DE FORMATION API S7-1200 (CPU 1215C, KTP 700) ......................................... 42 III.3. LE CPU 1215C DC/DC/DC ..................................................................................................... 43 III.4. ALIMENTATION RAIL DIN SIEMENS SIMATIC PM 1207 ..................................................... 44 III.5. SIEMENS SCALANCE XB005 ................................................................................................. 45 III.6. IHM SIEMENS SIMATIC KTP700 PN ............................................................................ 48 Sommaire III.7. Partie réalisation …………………………………………………………….…..………..49 III.8. Résultats obtenir…………………………………………………………………………..51 III.9. Conclusion .......................................................................................................................... 52 CONCLUSION GENERALE Liste Des Figures Liste Des Figures Chapitre I Figure I.1: Représentation d'un automate programmable industriel. ....................................................... 4 Figure I. 2: Structure d'un système automatisé. ....................................................................................... 6 Figure I. 3 : Dialogue entre la partie commande et la partie opérative. .................................................. 6 Figure I. 4: Fonctionnement d’un API. ................................................................................................... 8 Figure I. 5: Structure interne des automates .......................................................................................... 10 Figure I. 6: API SIMENS S7-200. ........................................................................................................ 11 Figure I. 7: API SIMENS S7-300. ........................................................................................................ 12 Figure I. 8: API SIMENS S7-400. ........................................................................................................ 12 Figure I. 9: API SIMENS S7-1200. ...................................................................................................... 13 Figure I. 10: API SIMENS S7-1500...................................................................................................... 13 Figure I. 11: Automate S7-1200- Siemens. ........................................................................................... 14 Figure I. 12: Possibilités d’extension de la CPU . ................................................................................. 15 Figure I. 13: Présentation d'un schéma fonctionnel d'un régulateur. ..................................................... 16 Figure I. 14: Système en boucle ouverte. .............................................................................................. 17 Figure I. 15: Système en boucle fermée. ............................................................................................... 17 Figure I. 16: Schéma d’un régulateur PID mixte................................................................................... 19 Figure I. 17: Schéma d’un régulateur PID parallèle. ............................................................................. 19 Figure I. 18: Schéma d'un régulateur PID série. .................................................................................... 20 Chapitre II Figure II.1: Vue du portal. ..................................................................................................................... 23 Figure II.2: Vue du projet. ..................................................................................................................... 23 Figure II.3: Adressage des E/S. ............................................................................................................. 24 Figure II.4: Créer un projet. ................................................................................................................... 26 Figure II.5: Configurer un appareil. ...................................................................................................... 26 Figure II.6: Ajouter un appareil. ............................................................................................................ 27 Figure II.7: Ajouter un appareil. ............................................................................................................ 27 Figure II.8: Bloc de donnée DB1. ......................................................................................................... 28 Figure II.9: Commande d’une pompe à l’aide de la bascule SR. .......................................................... 29 Figure II.10: La fonction FC1. .............................................................................................................. 29 Figure II.11: Normalisation des signaux analogique. ............................................................................ 30 Figure II.12: La fonction FC2. .............................................................................................................. 30 Liste Des Figures Figure II.13: Création d’un PID. ........................................................................................................... 31 Figure II.14: Démarrage de simulation. ................................................................................................ 31 Figure II.15: Fenêtre du travail dans le WinCC. ................................................................................... 32 Figure II.16: Configurer une vue IHM. ................................................................................................. 33 Figure II.17: Choisit le pupitre. ............................................................................................................. 33 Figure II.18: Vue système en mode manuel et la pompe est éteint. ...................................................... 34 Figure II.19: Vue système en mode manuel et la pompe en marche. .................................................... 34 Figure II.20: Vue système en mode automatique. ................................................................................. 35 Figure II.21: Vue des paramètres. ......................................................................................................... 36 Figure II.22: Vue des courbes. .............................................................................................................. 36 Figure II.23: Système de réservoir d'eau.. ............................................................................................. 34 Figure II.24: Modèle Simulink du système de réservoir d'eau.. ............................................................ 35 Figure II.25: Modèle Simulink du contrôle PID appliqué au réservoir d'eau. ....................................... 36 Figure II.26: Résultats de simulation du contrôle PID appliqué au réservoir d'eau .............................. 36 Chapitre III Figure III.1: Panneau de formation API S7-1200. ................................................................................ 42 Figure III.2: CPU 1215C DC/DC/DC. .................................................................................................. 43 Figure III.3: SIMATIC PM 1207. ......................................................................................................... 44 Figure III.4: SCALANCE XB005. ........................................................................................................ 46 Figure III.5: Caractéristiques techniques du SCALANCE XB005 . ..................................................... 48 Figure III.6: IHM SIEMENS SIMATIC KTP700 Basic PN. ................................................................ 48 Figure III.7: Vue du système de niveau d’eau…………………………………………………...…….49 Figure III.8: Vue des composants utilisées……………………………………………………………..50 Figure III.9: Vue des courbes de PID………………………………………………………...………..51 Liste Des Tableaux Liste Des Tableaux Chapitre I Tableau I.1: Notion de correcteur PID. ................................................................................................. 18 Chapitre II Tableau II.1: Types de variables utilisées en step7 . ............................................................................. 25 Tableau II.2: Paramètres ........................................................................................................................ 38 Liste Des Abréviations Liste Des Abréviations API : Automate Programmable industriel CPU : Unité centrale de l’automate (Central Processing Unit). E/S: Entrée / Sortie. RAM: Random Access Memory PROFINET: Process Field Network PROFIBUS: Process Field Bus FM : Frequency Modulation BO : Boucle Ouverte BF : Boucle Fermée GPRS: General Packet Radio Service SB: Signal Board CB : Communication Board DB : Blocs de données FB : Bloc fonctionnel FC : Fonction OB : Bloc d’organisation. HMI : Human Machine Interface IHM : Interface Homme/Machine IP : Internet Protocol PN/IE : Profinet/Industriel Ethernet IP : Internet Protocol. PC : Partie Commande. PO : Partie Opérative. DC : Direct Curant Liste Des Abréviations DI: Digital Inputs DO: Digital outputs AI: Analog inputs AO: Analog outputs PID : Proportionnel-intégral-dérivée PLC : Programmable Logic Controller S7: Step7 SIMATIC: Siemens Automatic SP: Sept Point TOR : Tout ou Rien TIA Portal : Totally Integrated Automation Portal V16 : Version 16 WinCC : Windows Control Center Introduction Générale Introduction Générale 2 Introduction générale Les réservoirs sont uploads/Ingenierie_Lourd/ memoire-de-fin-d-x27-etudes-universite-ibn-khaldoun-de-tiaret 1 .pdf