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وﺯاﺭة الخعلين العالي و البحج العلوي Année : 2017 Faculté: Sciences de l’Ingénio

وﺯاﺭة الخعلين العالي و البحج العلوي Année : 2017 Faculté: Sciences de l’Ingéniorat Département: Electronique MEMOIRE Présenté en vue de l’obtention du diplôme de : MASTER Intitulé Emulation de Système SCADA pour le Contrôle et Distribution d’eau Domaine : Sciences et Technologie Filière : AUTOMATIQUE Spécialité: AUTOMATIQUE INDUSTRIEL Par :  LAKRID DJAHID Devant le Jury Président: RAMDANI.M PF Directeur de mémoire : FEZARI.M PF Examinateur : BENMOUSSA.SMCB BADJIMOKHTAR- ANNABAUNIVERSITY UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA جاهعت باجي هﺨخاﺭ -عٌابـت Dédicaces A mon adorable père. À la plus belle créature que Dieu a créée sur terre, À cette source de tendresse, de patience et de générosité, À ma mère ! À mon frère Abd el Malek et mes adorables sœurs Loudjaïna et wafa À À tous mes frères et sœurs, ainsi que leurs enfants À mes beaux-parents et à toute ma famille À mes pilotes et mes exemples dans le travail : Medjdi et lahcen À tous mes amis et collègues : Nedjmeddine, Imed, Mohamed À ma princesse zinouba À tous les étudiants de la promotion Option : Automatique industriel À tous ceux qui, par un mot, m’ont donné la force de continuer ….. Remerciements Je tiens à remercier tout d’abord mon directeur de recherches, Professeur FEZARI MO- RAD, pour sa patience, et surtout pour sa confiance, ses remarques et ses conseils, sa dispo- nibilité et sa bienveillance. Qu’il trouve ici le témoignage de ma profonde gratitude. Je voudrais également remercier les membres du jury pour avoir accepté d’évaluer ce travail et pour toutes leurs remarques et critiques, ainsi que le personnel et les enseignants de l’annexe sans oublier les enseignants étrangers qui ont contribué à ma formation. Je tiens aussi à remercier monsieur le chef du département D’électronique à l’Université de Annaba ainsi que tout le personnel et les enseignants du département pour leur soutien inestimable. A tous mes enseignants qui m’ont initié aux valeurs authentiques, en signe d'un profond respect et d'un profond amour !!! Merci à vous tous هلﺨص ا لخحﻜنعيبعﺪ في ال هﺠا ﺳخﻐﻼ لا لوياٍﻳﻜا ﻳﻜﻮﺩ ى حلﻘاﺋيا إى لنًﻘﻞ ﺭ جبا إ ﻳا و ﺫلك ًﻈﺮ ا للخباعﺪ ا لﺠﻐﺮ ا فيللوٌﺸا حا لواﺋيت كوحطاث ا لﻀﺦ و ا لﺴﺪ وﺩ.إًا لخحﻜنعيبعﺪﻳﺠعﻞ ا لوﺴافا ث ال هعٌﻰلﻬا و ﺫ لكلعﺪ هﻮ ﺩا جﻮ لحاجتللخٌﻘﻞ ا لﻰ إ لوٌﺸا ث بحيﺚ أى ا لعوليا ﺯ لﻼ حا هتلﻼﺳخﻐﻼ ل ﻳوﻜي ا لﻘيا م بﻬاعيبعﺪ. هيﺧﻼ ل هﺬا ا لعوﻞ ا لخﺠﺮﻳبيﻗوٌابخﺠﺴيﺪًﻈا اﻳخﻮ م ﺻﻞعيﻃﺮﻳﻖﺷبﻜت الﺳلﻜيت أي أى هﺬٍ ا ﻷﺧيﺮ ة حﺴخعوﻞبيي ا لٌﻬاﺋي ا لﺮﺋيﺴي و ا لٌﻬاﺋي ا لﺜاًﻮ ي عﻮﺿاعيﺷبﻜتحﻮ ا ﺻﻞﺧاﺻتحﺴخعوﻞلﻬ ﺫاا ﺽ لﻐﺮ .إى ا ﺭﺧخيا ﺷبﻜت ا الًخﺮًيجﻳﺨﻔﺾ و بﺼﻔتهلحﻮﻇت كلﻔت هﺬا ا لٌﻈا م.إى ة فﻜﺮ حﺴييﺮ ا ﻷًﻈوت ا لﺼٌاعيتبﻮ ا ﺳطت الﺸبﻜت الﻼﺳلﻜيت فﻜﺮة ﺣﺪﻳﺜت ا لعﻬﺪ و ﻳبﻘﻰ ا لوﺠا ل هﻔخﻮ ا هي ح جﻞحطﻮﻳﺮ هﺬٍا لخﻘٌيت أكﺜﺮ فأكخﺮ . Résumé La télégestion dans l’industrie de l’eau est une solution idéale voire impérative pour l’exploitation du fait de la dispersion géographique des ouvrages de l’eau. Par téléges- tion la notion de distance est absurde car le besoin de se déplacer sur les lieux des équi- pements pour des fins d’exploitation ou de maintenance ne figure pas Au cours de ce travail expérimental, nous avons réalisé un SCADA qui a comme par- ticularité l’emploi du réseau Internet au lieu des réseaux dédiés classiques, c'est-à-dire que la communication entre le terminal principal et les terminaux déportés est établie via le réseau Internet. Le choix du réseau Internet réduit nettement le cout d’une appli- cation très lointaine mais en contrepartie il affecte la fiabilité du système, deux aspects importants à étudier la sécurité et le temps de réponse. Il est évident que le temps de réponse augmente, cela est dû au trafic du réseau Internet et à la structure même de ce dernier. De même pour la sécurité qui reste loin d’être invulnérable. Abstract Remote management in the water industry is an ideal solution even imperative for the operation because of the geographical dispersion of the water equipment. For re- mote management the concept of distance is absurd because there is no need to move on site for operating equipments or maintenance. During this experimental work, we achieve a particular SCADA that has a special characteristic that it use the Internet instead of traditional dedicated networks, that is to say that communication between the main terminal and the remote terminals is via the Internet. The choice of the Internet dramatically reduces the cost of an application how- ever it affects the reliability of the system, two important aspects to study the response time and network security. It is obvious that the response time increases, it is the traffic of the Internet and the structure itself of the latter to the liver, also security remains far from to be invulnera- ble. The idea of managing indus rial systems through Web technologies is new; our work will contribute to the develop- ment of this area while recognizing that much remains to be done. Liste Des Figures: Figure 1 : unité de control ........................................................................................................ 12 Figure 2 scada réseau ............................................................................................................... 12 Figure 3 : Structure d’un système SCADA ............................................................................. 13 Figure 4: Interface Homme-machine Distribution d'eau potable ............................................. 16 Figure 5: Interface Homme-machine Distribution de l'électricité ............................................ 16 Figure 6: Interface Homme-machine d’un système de contrôle station hydraulique ............... 16 Figure 7: structure de réseau capteur sans fil ........................................................................... 17 Figure 8: l’architecture générale d’un capteur dans nœud d’un RCSF .................................... 17 Figure 9 : Exemple de système de contrôle SCADA pour la distribution d’eau ..................... 19 Figure 10: Schéma synoptique ................................................................................................. 19 Figure 11: Schéma électronique vue de plan d’essai ............................................................... 20 Figure 12: Schéma électronique vue schématique ................................................................... 20 Figure 13: Arduino uno ............................................................................................................ 21 Figure 14: connexion Afficheur LCD avec Arduino................................................................ 22 Figure 15: Pompe d’eau 5v ...................................................................................................... 23 Figure 16:bipper ....................................................................................................................... 23 Figure 17:LED RLG ................................................................................................................. 24 Figure 18: Capteur de température et humidité digital ............................................................ 25 Figure 19Analog pH Meter Kit (SKU: SEN0161) ................................................................... 26 Figure 20: potentiomètre connecter avec ARDUINO .............................................................. 27 Figure 21: Connections Arduino Capteur UC-SR04 et transmetteur WIFI ............................. 28 Figure 22: présentation du module de transmission WIFI ....................................................... 29 Figure 23: La création de nouveau projet ................................................................................. 35 Figure 24: La création de nouveau projet ................................................................................. 35 Figure 25: Le Menue de d’déclaration de Blocs ...................................................................... 36 Figure 26: représentation des 3 Blocs OB1, FC1, FC2 ............................................................ 36 Figure 27: La création de mnémonique .................................................................................... 36 Figure 28: activation de simulateur ……….………………………………………………….37 Figure 29: charge de programme vers cumulateur ................................................................... 37 Figure 30La simulation en mode RunP .................................................................................... 37 Figure 31: L’affichage de lecture de distance inferieure à 5cm ............................................... 39 Figure 32: L’affichage de lecture de distance inferieure à 15cm ............................................. 40 Figure 33: L’affichage de lecture de distance supérieure à 15 cm ........................................... 40 Figure 34: L’affichage de lecture de capteur pression ............................................................. 40 Sommaire 1. INTRODUCTION ............................................................................................................. 12 2. L’UTILITE DE SYSTEME SCADA: ................................................................................. 13 3. STRUCTURE D’UN SYSTEME SCADA ........................................................................... 14 4. L’INTERFACE DANS LES SYSTEMES SCADA ................................................................ 14 5. GENERATIONS DES SYSTEMES SCADA ....................................................................... 14 6. DES EXEMPLES SUR SYSTEME SCADA ........................................................................ 16 7. RESEAU DE CAPTEURS SANS FIL (RCSF) : .................................................................. 17 1. PROBLEMATIQUE .......................................................................................................... 19 2. PRESENTATION DU SCHEMA SYNOPTIQUE .................................................................... 19 3. PRESENTATION DU SCHEMA ELECTRONIQUE DES ELEMENTS DU NOEUD: ................. 20 4. DETAIL DES COMPOSANTS UTILISES ............................................................................. 21 4.1. Arduino UNO ......................................................................................................... 21 4.2. Les actionneurs ...................................................................................................... 22 4.2.1. Afficheur LCD ............................................................................................................................................ 22 4.2.2. Pompe d’eau ................................................................................................................................................ 23 4.2.3. Indicateur senor (bipper) ............................................................................................................................. 23 4.2.4. Les LED ...................................................................................................................................................... 24 4.3. Les capteurs utilisés : ............................................................................................. 25 4.3.1. Le DHT11 : ................................................................................................................................................. 25 4.3.2. Capteur de PH ............................................................................................................................................. 26 4.3.3. capteur à Ultrason HC-SR04 ....................................................................................................................... 27 4.4. Module de transmission RF : Module WIFI ESP8266 : ........................................ 29 CHAPITRE 3: LOGICIEL ET ALGORITHME ............................................................... 30 A- LOGICIELS : .......................................................................................................... 31 1. ARDUINO.cc : ...................................................................................................... 31 2. Simatic Manager Step 7 : ....................................................................................... 31 B- ALGORITHMES ..................................................................................................... 31 1. Algorithme Arduino ............................................................................................... 31 2. Step7 ...................................................................................................................... 35 CHAPITRE 4 : RESULTATS ET DISCUSSIONS ........................................................... 38 1. INTRODUCTION ............................................................................................................. 39 2. TESTE DE CAPTEUR ET RESULTATS .............................................................................. 39 3. DISCUSSIONS DES RESULTATS ....................................................................................... 41 CONCLUSION ....................................................................................................................... 42 BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................................................... 43 ANNEXE ................................................................................................................................. 45 SCADA système Introduction générale 11 Introduction générale : SCADA, Des mots qui ont largement fait une révolution depuis 2010, et continuent à faire froid dans le dos puisqu'ils font écho aux menaces sur les environnements informatiques et industriels. Pour Superviser Control and Data Acquisition, est un terme utilisé abusivement pour désigner les équipements industriels. Il ne s'agit que d'une brique fonctionnelle parmi d'autres, qui constituent une infrastructure industrielle. D’autres acronymes pourraient être cités : PLC, DCS, RTU, DACQ, etc. Décrire chaque équipement dépasse le cadre de cet ar- ticle, mais en gros à chaque équipement sa fonction : sonde de mesure, programmation et pi- lotage de robots, stockage et traitement des données, supervision, etc. Les usines étaient pilotées manuellement. On ouvrait des vannes par ici, on activait des interrupteurs par-là, à la seule uploads/Ingenierie_Lourd/ mimoire-complete.pdf