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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique Sciences et Technologies Automatique Automatique et informatique industriel Réf. : ……. Présenté et soutenu par : Chetti Walid Le : dimanche 7 juillet 2019 Automatisation de Système de traitement de l’Eau Usée (CILAS) Jury : Mme. Meghrebi Hassina MCA Université de Biskra Président Mme. Nabar Hanane MAA Université de Biskra Examinateur Mme. Mechgoug Raihane MCA Université de Biskra Rapporteur Année universitaire : 2018 – 2019 MÉMOIRE DE MASTER Université de Mohamed Khider Biskra Faculté des sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique MÉMOIRE DE MASTER Sciences et Technologies Automatique Automatique et informatique industriel Théme : Automatisation de Système de traitement de l’Eau Usée (CILAS) Présenté par : Avis favorable l’encadreur : Chetti Walid Mechgoug Raihane Avis favorable du Président du Jury Meghrebi Hassina Cachet et signature Université de Mohamed Khider Biskra Faculté des sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique MÉMOIRE DE MASTER Sciences et Technologies Automatique Automatique et informatique industriel Théme : Automatisation de Système de traitement de l’Eau Usée (CILAS) Présenté par : Mimoune Samir Dirigé par : Mechgoug Raihane RESUMES (Français et Arabe) Résumée : Ce travail réalisé au sein de l’usine de la cimenterie CILAS présente l’étude d’un système de traitement de l’eau usée. L’objectif de ce travail est de faire l’automatisation qui est souvent utilisé dans l’industrie. On a utilisé l’automate S7-1200, programmé avec logiciel TIA PORTAL et testé le programme par le simulateur PLCsim. Mots clé : Automatisation, simulateur, logiciel Tia portal, Automate programmable, SIMENS. ملخص يقدم هذا العمل المنجز داخل مصنع األسمنت CILAS دراسة لنظام معالجة مياه الصرف. الهدف من هذا العمل هو جعل التشغيل اآللي غالبًا ما يستخدم في الصناعة. استخدمنا S7-1200 PLC ، مبرمجة مع برنامج TIA PORTAL واختبرنا البرنامج بواسطة محاكي .PLCsim Je dédie ce modeste travail à Commençant par ma Chère Mère et mon Chère Père A mon Frères et mes sœurs A tous les membres de famille A tous mes amies et les gens m'aiment A toutes la promotion 2019 Tous ceux qui ont contribué à mon succès Nous Remercions Tout D'abord ALLAH Le Tout Puissant De nous avoir Donné La Santé Et Le Courage Afin d’atteindre notre Objectif Au terme de ce travail, je tiens à témoigner ma profonde reconnaissance et mes vifs remerciements à mes Encadreurs Mme MACHGOUG Raihane pour m’avoir encadré mon projet de fin d’études et de m’avoir conseillé. Mes remerciements vont également aux membres de jury : Mme. MEGHERBI Hassina et Mme. NABAR Hanane d’avoir accepté de juger mon travail. Je remercie chaleureusement les ingénieurs de la cimenterie CILAS et plus particulièrement Mr. GUONIDI Seifeddine, MIMOUNE Samir et CHAHEB Mostapha qui m'a aidé durant mon stage pour compléter cette thèse. Enfin, j’exprime mes sincères remerciements à mes parents, tout l’ensemble de ma famille, pour leur soutien et leur encouragement tout au long de cette période. i LISTE DES TABLEAUX Tableau IV.1 : les entrées et les sorties représentées sur le grafcet……………………44 ii LISTE DES FIGURES Chapitre I : Présentation de l’unité de traitement d’eau usée (CILAS) Figure I.1 : CILAS (Lafarge ciment de Biskra). ............................................................ 4 Figure I.2 : La recette du ciment. ................................................................................... 4 Figure I.3 : Préparation du cru. ...................................................................................... 5 Figure I.5 : Opération du refroidisseur .......................................................................... 6 Figure I.6 : Le broyage du ciment .................................................................................. 6 Figure I.7: Cuve de stockage de l’eau ............................................................................ 9 Figure I.8 : capteur de niveau ...................................................................................... 10 Figure I.9: Pompe doseuse ........................................................................................... 10 Figure I.10 : Bac rétention& Bac doseur ..................................................................... 11 Figure I.11 : Vanne papillon manuelle ........................................................................ 11 Figure I.12 : Pompe multicellulaire verticale .............................................................. 12 Figure I.13 : Une vanne d'isolement capteur ............................................................... 13 Figure I.14 : Un capteur de pression ............................................................................ 13 Figure I.15 : Trois filtres à charbon actif ..................................................................... 14 Figure I.16 : L’osmoseur .............................................................................................. 16 Figure I.17 : sur presseur d'air ..................................................................................... 16 Figure I.18 : Membranes ............................................................................................. 17 Figure I.19 : Un transmetteur Ph .................................................................................. 17 Chapitre II : Automatisation Figure II.1: Les Automates programmables ................................................................ 20 Figure II.2 : Structure interne d'un automate programmable ....................................... 21 Figure II.3: L’automate programmable S7-1200 ......................................................... 22 Figure II.4 : Possibilités d’extension de la CPU .......................................................... 24 Figure II.5: Schéma synoptique d’un système de supervision ..................................... 26 iii Figure II.6: Liaison entre la PLC et IHM .................................................................... 27 Figure II.7 : Table des variables IHM. ......................................................................... 28 Figure II.8: L’interface de supervision KTP700 Basic ................................................ 29 Chapitre III : Logiciel de programmation TIA Portal Figure III.1 : Vue du portal. ......................................................................................... 31 Figure III.2: Vue du projet. .......................................................................................... 32 Figure III.3 : Adressage des E/S. ................................................................................. 33 Figure III.4. Créer un projet ......................................................................................... 35 Figure III.5. Configurer un appareil ............................................................................. 35 Figure IIII.6. Ajouter un appareil ................................................................................. 36 Figure III.7. Signal board ............................................................................................. 36 Figure III.8 : Adresse IP ............................................................................................... 37 Figure III.9 : Tableau de variable ................................................................................ 38 Figure III.10: Fenêtre du travail dans le WinCC ......................................................... 38 Chapitre IV : Automatisation de système Figure IV.1 : grafcet de système (1) ............................................................................ 42 Figure IV.2 : grafcet de système (2) ............................................................................ 43 Figure IV.3 : Tableau des variables ............................................................................. 45 Figure IV.4 : Réseau 1 ................................................................................................. 46 Figure IV.5 : Réseau 2 ................................................................................................. 46 Figure IV.6 : Réseau 3 ................................................................................................. 47 Figure IV.8 : Réseau 5 ................................................................................................. 48 Figure IV.9 : Réseau 6 ................................................................................................. 48 Figure IV.10 : réseau 7 ................................................................................................ 48 Figure IV.11 : Réseau 8 ............................................................................................... 49 Figure IV.12 : Réseau 9 ............................................................................................... 49 Figure IV.13 : Réseau 10 ............................................................................................. 50 iv Figure IV.14 : Réseau 11 ............................................................................................. 50 Figure IV.15 : Réseau 12 ............................................................................................. 51 Figure IV.16 : Barre de simulation de TIA PORTAL ................................................. 51 Figure IV.17 : Compilation du programme ................................................................. 52 Figure IV.18 : Chargement du programme dans l’automate ....................................... 53 Figure IV.19 : Modification de l’état des entrées sur PLC SIM .................................. 54 Figure IV.20 : tableau de simulation pour le réseau 1 ................................................. 55 Figure IV.21 : Vue réseau 1 ......................................................................................... 55 Figure IV.22 : tableau de simulation pour le réseau 2 ................................................. 56 Figure IV.23 : Vue réseau 2 ......................................................................................... 56 Figure IV.24 : tableau de simulation pour le réseau 3 ................................................. 57 Figure IV.25 : Vue réseau 3 ......................................................................................... 57 Figure IV.26 : tableau de simulation pour le réseau 4 ................................................. 58 Figure IV.27 : Vue réseau 4 ......................................................................................... 58 Figure IV.28 : tableau de simulation pour le réseau 11 ............................................... 59 Figure IV.29 : Vue réseau 5 ......................................................................................... 60 Figure IV.30 : tableau de simulation pour le réseau 6 ................................................. 60 Figure IV.31 : Vue réseau 6 ......................................................................................... 60 Figure IV.32 : Vue réseau 7 ......................................................................................... 60 Figure IV.33 : tableau de simulation pour le réseau 8 ................................................. 61 Figure IV.34 : Vue réseau 8 ......................................................................................... 61 Figure IV.35 : tableau de simulation pour le réseau 9 ................................................. 62 Figure IV.36 : Vue réseau 9 ......................................................................................... 62 Figure IV.37 : tableau de simulation pour le réseau 10 ............................................... 63 Figure IV.38 : Vue réseau 10 ....................................................................................... 63 Figure IV.39 : tableau de simulation pour le réseau 11 ............................................... 64 Figure IV.40 : Vue réseau 11 ....................................................................................... 64 v Figure IV.41 : tableau de simulation pour le réseau 12 ............................................... 65 Figure IV.42 : Vue réseau 14 ....................................................................................... 65 Figure IV.43: Les paramètres de liaison d’une Interface Homme-Machine ............... 66 Figure IV.44: Vue Générale ......................................................................................... 68 Vue « EAU FILTREE » ............................................................................................... 68 Figure IV.45 : Vue Eau filtrée ..................................................................................... 68 Figure IV.46: Vue Eau traitée ...................................................................................... 69 Figure IV.47: Vue menu système ................................................................................ 69 Figure IV.48: Vue paramètres « EAU BRUTE » ........................................................ 70 Figure IV.49: Vue paramètre « OSMOSEURS » ........................................................ 71 Figure IV.50: Vue paramètres « EAU TRAITEE » ..................................................... 71 Figure IV.51: Vue forçage ........................................................................................... 72 Figure IV.52 : Fenêtre suivre la station de traitement d'eau usée de l'usine …………73 vi LISTE DES ABREVIATIONS API : Automate Programmable industriel. CONT : Le langage à base de schémas de contacts. CPU : Central Processing Unit. FB : Bloc de fonction. FC : Fonction. IHM : Interface homme/machine. OB : Bloc d’organisation. SIMATIC : Siemens Automatic. PC : La partie commande. PLC: Automate programmable (Programmable Logic Controller). Tia Porta: Totally integrated automation Portal. Win CC: Windows Control Center. CILAS : Ciments Lafarge Souakri GRAFCET : Graphe Fonctionnel de Commande Etape/Transition – langage de programmation d’automates. vii SOMMAIRE LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................. i LISTE DES FIGURES ................................................................................................ ii LISTE DES ABREVIATIONS .................................................................................. vi SOMMAIRE . ………………………………………………………………………..vii Introduction générale .................................................................................................. 1 Chapitre I : Présentation de l’unité de traitement d’eau usée (CILAS) I.1 Introduction .............................................................................................................. 3 I.2 Description du fonctionnement du cimenterie CILAS de Biskra ............................. 3 I.2.1 Présentation générale de l’entreprise ................................................................. 3 I.2.2 La recette du Ciment .......................................................................................... 4 I.2.3 Les principales étapes de la fabrication du ciment ............................................ 4 I.3 Description du fonctionnement unité de traitement d’eau (CILAS) ........................ 6 I.4 Matériel utilisé .......................................................................................................... 8 I.5 Conclusion ………………………………………………………………………..18 Chapitre II : Automatisation II.1 Introduction ........................................................................................................... 19 II.2 Généralités sur les automates programmables industriels (API) .......................... 19 II.2.1 Historique ....................................................................................................... 19 II.2.2 Définition d’un API uploads/Science et Technologie/ chetti-walid.pdf