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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 UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE ET D’ INFORMATIQUE DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE Mémoire de Fin d’Etudes De MASTER PROFESSIONNELLE Domaine : Sciences et Technologies Filière : Génie Electrique Spécialité : ELECTROTECHNIQUE INDUSTRIELLE Présenté par Malik AYACHE Ahmed FOURALI Thème Etude et réalisation d’une armoire électrique d’un osmoseur Mémoire soutenu publiquement le lundi 28 septembre 2015 devant le jury composé de : M Rachid MANSOURI Professeur-B, UMMTO, Président M Ahmed NAHI Maitre assistant-A, UMMTO, Rapporteur M Ramdane AMMOUR Ingénieur, EASM Ouadhias, Co-promoteur M L’hacene ARAB Maitre assistant-A, UMMTO, Examinateur M Takfarinas CHELLI Maitre assistant-A, UMMTO, Examinateur D’abord nous remercions le bon dieu de nous avoir donné santé, courage et foie pour réaliser ce travail avec volonté. Tous nos vifs remerciements ; nos profondes reconnaissances s’adressent a notre promoteur Mr NAHI Ahmed a qui nous tenons témoigner notre sincère gratitude de nous avoir aide tout au long de notre projet ; aussi notre encadreur Mr AMMOUR Remdane de nous avoir confie ce sujet intéressant ainsi que tous les ingénieurs de l’entreprise EASM industriel pour leur conseils pour accomplir notre travail. Que monsieur le président et messieurs les membres du jury trouvent ici l’expression de notre gratitude et respect de nous avoir fait l’honneur et juger notre travail. Nous remercions nous très chers parents, nous frères et sœurs pour leur soutiens et leurs encouragements durant notre cycle d’études. Enfin, merci à tous ceux qui ont contribue de prés ou de lion pour réaliser projet de fin d’études, du point de vu scientifique ou administratif. MALIK, AHMED Je dédie ce travail A mes parents pour leurs encouragements tout au long de mes études A mes frères Djamel, Toufik, Soufiane, Tarik. A Mes sœurs Fazia, Thassadit, Djidjiga A tous mes cousins et toute la grande famille AYACHE A mes très chers amis A tous les gens que j’aime dont je n’ai pas cite les noms. Ames camarades de la promotion 2015 et tous les anciens A mon camarade AHMED Malik Je dédie ce travail A mes parents pour leurs encouragements tout au long de mes études et ma grande mère A mes frères Said, Hamid et Morad A Mes sœurs Kahina et Mayla A tous mes cousins et toute la grande famille FOURALLI A mes très chers amis A tous les gens que j’aime dont je n’ai pas cite les noms. Ames camarades de la promotion 2015 et tous les anciens A mon camarade Malik Ahmed Table des matières Introduction générale ………………………………………………………………………..1 Chapitre 1 description et fonctionnement du l’osmoseur 1. Introduction ………………………………………………………………………………..2 2. Définition de l’osmoseur …………………………………………………………………..2 3. Domaine d’application …………………………………………………………………….2 4. les inconvénients de l’osmoseur ……………………………………………………………3 5. description de l’osmoseur actuel…………………………………………………………….3 5.1 Inconvénients et insuffisances de la solution actuelle………………………………….4 5.2 Les modifications apportées……………………………………………………………5 6. schéma synoptique de l’osmoseur envisage ………………………………………………...6 7. Instrumentation …………………...………………………………………………………...6 7.1 Les capteurs…………………………………………………………………………….6 7.2 Les actionneurs………………………………………….………………………………7 8. les différentes composantes de l’osmoseur …………………………………………………8 8.1 Membrane……………………………………………………………………………….8 9. la filtration ……………………………………………………………………………...…..9 9.1 Étapes de filtrations ………………………………………………………………….…9 10.L’osmose………………………………………………………………….………………...9 11. osmose inverse…………………………………………………………………………..…9 11.1Principe de l’osmose inverse …………………………………………………………...10 12. La régulation continue: ………………………………………….……………………...10 13. Identification des paramètres du P.I.D. ………………………………………………...10 13.1 Broïda:…………………………………………………………………………………...10 13.2 Méthode empirique de Zeigler Nichols…………………………………..…………..12 13.3. Méthode des approximations successive………………...……………………………..13 13.4. Le bloc fonctionnel FB41…………………………………………………………….14 14. Description de fonctionnement de tout le système ………………………………………16 15. Conclusion ……………………………………………………………………………….16 Chapitre 2 études et réalisation de l’armoire électrique 1. Introduction ………………………………………………………………………………17 2. Les étapes de réalisation de l’armoire électrique d’un osmoseur ……………………….17 3. Caractéristiques de l’osmoseur……………………………………………………………17 4. Les puissances des pompes……………………………………………………………………..….18 5. Choix des organes de commande …………………………………………………….…....18 6. Choix de l’alimentation stabilise (AC/DC)……………………………………………….. 19 7. Choix de démarrage………………………………………………………………………..19 7.1 Le démarrage direct………………………………………………………………….….19 7.2 Le démarrage des moteurs a variateur de vitesse …………………………………..……20 9. Dimensionnement des sections des conducteurs et des protections ……………………….24 9.1 La sécurité des personnes…………………………………………………………...….25 9.2 Régime de neutre…………………………………………………………………….... 25 9.3 La protection contre les courts circuits……………………………………………….. 25 9.4 Protection contre les surcharges…………………………………………………………26 10. Type de protection …………………………………………………………………….…26 11. Réalisation des schémas câblage électriques de l’armoire …………………………...…..27 11.1. Le choix du coffret………………………………………………………………...…27 11.2 Choix de ventilation ……………………………………………………………….…28 11.3. Le câblage……………………………………………………………………………28 12. Conclusion ……………………………………………………………………………….29 Chapitre 3 modélisations du système et développement d’une solution programmable 1. Introduction………………………………………………………………………………30 2. Généralité sur le GRAFCET…………………………………………………………….. 30 2.1. Définition et symbolisation d’un GRAFCET………………………………………….30 2.2 Principe du GRAFCET…………………………………………………………………31 2.3 Règles d’évolution du GRAFCET………………………………………………………31 2.4 niveau d’un GRAFCET………………………………………………………………... 31 3. le GRAFCET du l’osmoseur……………………………………………………………… 32 3.1 GRAFCET niveau1………………………………………………………………….. 32 4. Les automates programmables industriels (API)…………………………………………..33 4.1 Définition ………………………………………………………………………………33 4.2 Structure de l’automate programmable industriel ……………………………………...33 4.3 Principe de fonctionnement d’un automate programmable industriel…………………..34 4.4 Les langages de programmation d’un API………………………………………………36 4.5Critère de choix d’un API ………………………………………………………...……..36 4.6. L’automate S7-300 ………………………………………………………………….…36 4.7 Création de projet ……………………………………………………………………...39 5. L’outil de programmation STEP7 …………………………………………………………39 5.1 Présentation du logiciel de programmation STEP7 …………………………….…….39 5.2 Stratégie de programmation……………………………………………………………41 6. Conclusion…………………………………………………………………………………41 Chapitre 4 développements de la solution de supervision 1. Introduction …………………………………………………………………………….42 2. Définition de la supervision……………………………………………………………..42 3. Définition et utilisation de SIMATIC Win CC flexible………………………………...42 4. Constitution d’un système de supervision……………………………………………...42 4.1 Affichage……………………………………………………………………………..42 4.2 Archivage……………………………………………………………………………..42 4.3 Traitement……………………………………………………………………………………42 4.4 Communication……………………………………………………………………….43 5. Apport de la supervision………………………………………………………………...43 6. Avantages de l'intégration dans STEP 7………………………………………………...44 7. Le pupitre de commande ……………………………………………………………….44 8. Les étapes de configuration de pupitre avec Win CC flexible 2008 …………………...44 8.1 Création d’un projet…………………………………………………………………..44 8.2 Création des vues……………………………………………………………………..45 8.3 configuration des alarmes…………………………………………………………….45 8.4 changement de vue……………………………………………………………………45 8.5 Test et simulation du projet…………………………………………………………...47 9. conclusion ………………………………………………………………………………47 CONCLUSION GRNERAL………………………………………………………………...48 Bibliographie Annexes Introduction Générale Page 1 Introduction générale Sur le plan mondial, la demande en eau potable de bonne qualité est de plus en plus forte ;en effet, la population augmente rapidement et les besoins en eau de l’industrie et del’agro-alimentaire sont de plus en plus élevés. Il y a actuellement, pour l’ensemble de la planète,suffisamment d’eau pour satisfaire à toutes les utilisations. L’industrie agro-alimentaire exige une eau de bonne qualité, en particulier quand il y a un contact direct avec les aliments. La plupart des procédés exigent une qualité d’eau conforme aux recommandations physico-chimique. La filtration par Osmose inverse est généralement considérée comme la plus efficace des systèmes de filtration. La membrane par laquelle l'eau passe, est le cœur de l'osmoseur, elle ne laisse passer que les molécules d'eau, et elle élimine; bactéries, microbes, virus, calcaire, nitrates, métaux.... et tout autre polluant présent dans l'eau. L’objectif principal de toute société industrielle est amélioration de la production à moindre cout et en un temps minimum en effectuant des tâches répétitives en tout fiabilité et sécurité des processus de production. Mais la compétitive des entreprises exige une automatisation plus flexible et évolutive de la part des équipements et des procèdes de production. La technologie des automates programmables avec leur large gamme permet une automatisation Complete. Ces systèmes de commande à l’origine réserve a des applications exigeant des volumes de traitement sont maintenant utilises dans l’automatisation plus petits. La commande des processus par un API est la solution recherchée de plus en plus dans l’industrie ; en raison de la justesse des traitements que la API effectue pour gérer une commande adéquate a tous les moments et dans toute les conditions. Le projet présenté dans ce mémoire nous a été confié par l’entreprise d’électricité, automatisme, service et maintenance (EASM industriel) ; il rentre dans la perspectivede d’automatiséun osmoseur qui a été déjà réalise avec la logique câblé, a savoir :  refaire une nouvelle armoire avec un automate siemens.  Installation d’un écran de supervision  Programmation avec S7 et WIN CC  Ajout des capteurs de pression a l’entre et la sortie de l’osmoseur. Pour le faire, nous avons repartie notre travail en quatre chapitres : Le premier chapitre est consacre la description d’un système de l’osmoseur de manière général, du point de vue composition et processus de fonctionnement. Le deuxième chapitre est consacre a l’étude électrique de l’armoire à savoir le choix, le dimensionnement et les protections des ses différents composants, ainsi les étapes de réalisations de l’armoire. Le troisième chapitre consiste àmodéliser le système, ainsi l’automate programmable et leur outil logiciel. Le quatrième chapitre porte sur la programmation et la supervision du processus sur un écran tactile du point de vue objectif et réalisation avec logiciel STEP7 etWIN CC flexible. Chapitre 1 Description et fonctionnement d’un osmoseur Page 2 1. Introduction L'osmose inverse est une technologie dont les performances ont été prouvées pour le traitement des eaux saumâtres. En effet, ce procédé est le plus commercialisé dans le marché mondial du dessalement d’eau. Le traitement par osmose inverse nécessite d'abord un prétraitement très poussé de l'eau brute pour éviter le dépôt de matières en suspension sur les membranes qui conduirait très rapidement à une diminution des débits produits. Il est nécessaire de retenir toutes les particules de dimension supérieure à 10 ou à 50 μm selon le type de module d'osmose inverse. Ceci est réalisé à l'aide d'une préfiltration grossière puis d'une filtration sur sable pour éliminer les matières en suspension les plus grosses. Puis un traitement biocide et une acidification sont nécessaires pour éviter le développement de micro-organismes sur la membrane et éviter la précipitation de carbonates. Présentation du Cahier de uploads/Science et Technologie/ ayachemalik-fouralia.pdf