Automatisation Et Contrôle Des Trémies Portuaires Silos Cevital [PDF]

Zitiervorschau

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université Abderrahmane MIRA de Bejaia. Département électrotechnique

Mémoire de fin cycle En vue l’obtention du diplôme Master en Electrotechnique Option : Automatisme Industriel

THEME

Automatisation et contrôle des trémies portuaires silos Cevital Réalisé par :

Promoteurs :

MEZZAI

Nabil

Mr : LAIFAOUI

A/Krim

LAIFAOUI

Nabil

Mr: HERZINE

M/Seghir

Mr: GUELMINE

Rabah

Members de jury: Mr: MOKRANI r

M : TAMALOUZT

Promotion-2010

Ahmed Saleh

Nous remercions dieu de nous avoir permis d’atteindre ce stade et d’avoir réussi nos études. Nous tenons à remercier notre promoteurs Monsienr LAIFAOUI A/krim, Monsieur HERZINE Md Seghir et Monsieur GUELMINE Rabeh qui nous ont bien voulu diriger notre travail. Nous remercions également notre président de jury Monsieur

MOKRANI

Ahmed

ainsi

que

l’examinateur

Monsieur TAMALOUZET Salah pour avoir accepter de juger et valoriser notre travail. Nous remercions tout enseignants et enseignantes du département électrotechnique ; Nous tenons aussi les plus vifs remerciements aux responsables et tout le personnel du service silos de nous avoir aidé à réaliser ce travail. Enfin, nous tennons à remercier sincèrement toutes les personnes ayant contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail.

Je dédie ce travail à : Mes chers parents qui m’ont beaucoup aidés et qui se sont sacrifiés pour mon bien et qui m’ont encouragé et soutenu le long de ma vie et durant mon cursus; A mes sœurs, mes frères; A toute ma famille ; A Nabil LAIFAOUI ainsi que toute sa famille ; A tout mes amis sans exception ; A toute la caumunoté universitaire ; Tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce modeste travail.

Nabil MEZZAI

Je dédie ce travail à : Mes très chers parents, auxquels je dois tout mon respect et que je ne remercierais jamais assez pour leurs sacrifices ; ,Mes sœurs, mes frères et à toute ma famille surtout ma grand mére ; Tous mes amis(e) ; Tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce modeste travail.

Nabil

LAIFAOUI

Liste des figures……………………………………………………………...…..……1 Liste des tableaux……………………………………………………………….…….2 Introduction générale ………………………………………………………………..4 I. Présentation du complexe Cevital.....................................................................…...5 I.1 Introduction .......................................................................................................6 I.2 Présentation du complexe Cevital de Bejaia .................................................... 6 I.2.1 Historique ............................................................................................... 6 I.2.2 Situation géographique........................................................................... 6 I.2.3 Activités de Cevital ................................................................................ 8 I.2.4 Missions et objectifs............................................................................... 8 I.3 Direction des silos .......................................................................................... 10 I.3.1 Présentation de l’unité silos.................................................................. 10 I.3.2 Services des silos.................................................................................. 10 I.3.3 Silos de stockage .................................................................................. 11 I.4 Différentes composantes de circuit de déchargement .................................... 11 I.4.1 Les trémies portuaires réceptrices ........................................................ 12 I.4.2 Les transporteurs à bandes ................................................................... 12 I.4.2.1 Les bondes ................................................................................. 12 I.4.2.2 Les supports ............................................................................... 12 I.4.2.3 Les tambours .............................................................................. 12 I.4.3 Instrumentation..................................................................................... 13 I.4.4 La bascule de pesage ............................................................................ 13 I.4.5 Eléments de dépoussiérage................................................................... 13 I.4.5.1 Aspirateur................................................................................... 13 I.4.5.2 Filtres ......................................................................................... 13 I.4.5.3 Ecluse ......................................................................................... 13 I.4.6 Chariot verseur ..................................................................................... 14 I.5 Présentation du circuit déchargement bateau hangar..................................... 14 I.6 Nombre et emplacement des postes de contrôle ............................................ 15 I.7 Configuration des postes informatiques......................................................... 17 I.8 Conclusion……………………………………………………........………...17

II. partie opérative………………………………………………………………….19 II.1 Introduction…………………………………………………………………...20 II.2 Constitution de la trémie portuaire…………………………………………….20 II.2.1Compresseur ............................................................................................. 21 II.2.2 Vis ............................................................................................................ 21 II.2.3 Ventilation................................................................................................ 21 II.2.4 Sécheur..................................................................................................... 21 II.2.5 Transporteur ............................................................................................. 21 II.2.6 Filtre ......................................................................................................... 21 II.2.7 Boogie ...................................................................................................... 21 II.3 Partie opérative de la trémie portuaire…………………………………………22 II.3.1 partie électrique........................................................................................ 22 II.3.1.1 Alimentation…………………………………………………………22 II.3.1.2 Armoire électrique…………………………………………………...22 II.3.1.3 Moteurs électriques asynchrones…………………………………….23 II.3.1.4 Les variateurs de vitesse……………………………………………..24 II.3.2 Partie instrumentation .............................................................................. 25 II.3.2.1 Détecteur de bourrage………………………………………………..25 II.3.2.2 Déport de bande……………………………………………………..26 II.3.2.3Arrêt d’urgence……………………………………………………....27 II.3.2.4 Contrôle de rotation…………………………………………………28 II.3.3 Partie pneumatique.................................................................................. 28 II.3.3.1 Structure des systèmes pneumatiques………………………………28 II.3.3.2Distributeurs pneumatiques…………………………………………..28 II.3.3.3Vérins…………………………………………………………………29 II.4 Conclusion…………………...………………………………………………...30 III. Automate programmable industriel...................................................................31 III.1 Introduction………………………………………………………………......32 III.2 Historique sur les automates programmables………………………………...32 III.3 Définition générale……………………………………………………………33 III.4 Architecture des automates…………………………………………...………35

III.4.1 Le processeur ........................................................................................... 35 III.4.1.1 Les principaux registres existants dans un processeur ..................... 35 III.4.1.1.1 L’accumulateur...………………………………………………35 III.4.1.1.2 Le registre d’instruction...……………………………………...35 III.4.1.1.3 Le registre d’adresse....…………………………………...........35 III.4.1.1.4. Le registre d’état..………………………………….………….35 III.4.1.2. La pile .............................................................................................. 36 III.4.2. Les mémoires.......................................................................................... 36 III.4.2.1 Mémoire de travail............................................................................ 36 III.4.2.2 Mémoire système.............................................................................. 36 III.4.2.3 Mémoire de chargement ................................................................... 36 III.4.2.4 Mémoire RAM non volatile ............................................................. 36 III.4.2.5 Mémoire ROM ................................................................................. 37 III.4.3 Les modules d’entrées/sorties.................................................................. 37 III.4.3.1 Entrée sorties TOR (Tout ou Rien)................................................... 37 III.4.3.2 Entrées sorties analogiques............................................................... 37 III.4.3.3 Les modules spécialisés.................................................................... 38 III.4.4 L’alimentation électrique......................................................................... 38 III.4.5 Les liaisons .............................................................................................. 38 III.4.6 Éléments auxiliaires................................................................................. 39 III.5 Protections de l’automate ................................................................................ 39 III.5.1 Les modules à sortie statiques ................................................................. 39 III.5.2 Les modules à relais électromagnétiques ................................................ 39 III.6 Environnement................................................................................................. 39 III.7. Présentation de l’automate S7-300 ................................................................. 40 III.7.1 Présentation de la CPU S7-300 ............................................................... 41 III.7.1.1 LED de visualisation d’état et de défaut.......................................... 41 III.7.1.2 Commutateur de mode de fonctionnement...................................... 42 III.7.1.3 Pile de sauvegarde ou accumulateur................................................ 42 III.7.1.4 Carte mémoire ................................................................................. 43 III.7.1.5 Interface MPI (interface multipoint)................................................ 43 III.7.2 Caractéristiques techniques de la CPU S7-300 ....................................... 43 III.7.3 Les registres de la CPU ........................................................................... 45 III.7.3.1 Le mot d’état.................................................................................... 45

III.7.3.1.1 Première interrogation /PI……………………………………..45 III.7.3.1.2 Le bit du résultat logique RLG………………………...……...45 III.7.3.1.3 Le bit d’état……………………………………………..…….46 III.7.3.1.4 Le bit OU……………………………………………………...46 III.7.3.1.5 Le bit de débordement DEB…………………………….....….46 III.7.3.1.6 Le bit de débordement mémorisé DM…………………...……46 III.7.3.1.7 Les bits indicateurs BI1 et BI0…………………………...…...46 III.7.3.1.8 Le bit du résultat binaire RB…………………………………..46 III.7.3.2 Accumulateur 1 et accumulateur 2 .................................................. 47 III.7.3.3 Registre d’adresse AR1 et AR2....................................................... 47 III.7.3.4 Pile des parenthèses ......................................................................... 47 III.7.4 Module d’alimentation ............................................................................ 47 III.8 Conclusion ..................................................................................................... 49 IV. Application…………………………………………………………………...….50 IV.1 Introduction…………………………………………………………………….51 IV.2 Systèmes automatisés ………………………………………………………....51 IV.2.1 Définition de l’automatisation................................................................. 51 IV.2.2 Objectif de l’automatisation .................................................................... 51 IV.2.3 Structure d’un système automatisé.......................................................... 51 IV.3 Modélisation du fonctionnement de la trémie portuaire ................................. 52 IV.3.1 GRAFCET............................................................................................... 52 IV.3.1.1 Éléments d’un GRAFCET................................................................ 53 IV.3.1.2 Les règle d’évolutions ...................................................................... 53 IV.3.2 Problématique.......................................................................................... 54 IV.3.3 Élaboration du GRAFCET de la trémie portuaire................................... 54 IV.3.3.1 Cahier des charges............................................................................ 54 IV.3.3.2 Cycle de fonctionnement de la trémie portuaire .............................. 55 IV.3.3.3 GRAFCET de la trémie portuaire .................................................... 56 IV.3.3.3.1 GRAFCET principale de la trémie…………………………....56 IV.3.3.3.2 GRAFCET de la macro étape 7……………………………….57

IV.4 Elaboration du programme d’automatisation de la trémie portuaire............... 58 IV.4.1 Présentation générale de logiciel STEP7................................................. 58

IV.4.1.1 Définition du logiciel....................................................................... 58 IV.4.1.2 Applications du logiciel de base STEP 7 ........................................ 58 IV.4.1.2.1 Gestionnaire de projet SIMATIC Manager…………………...58 IV.4.1.2.2. Configuration du matériel HW Config……………………….59 IV.4.1.2.3. Editeur de mnémoniques……………………………………...59 IV.4.1.2.4 Editeur de programme…………………………………………60 IV.4.1.2.5 Configuration de communication Net Pro…………………….60 IV.4.1.2.6 Diagnostique du matériel……………………………………...60 IV.4.1.3 Création du projet avec Step7 ......................................................... 60 IV.4.1.3.1 Utilisation de l’assistant de création d’un projet……………...60 IV.4.1.3.2 Création d’un nouveau projet sans l’assistant de création de projet…………………………………………...61 IV.4.1.3.3 Hiérarchie d’un projet………………………………………....62 IV.4.1.4 Présentation du PLCSIM................................................................. 63 IV.5 Application ...................................................................................................... 64 IV.5.1 Procédure suivie pour la programmation de l’automate S7-300 ............. 64 IV.5.1.1 Attribution des adresses................................................................... 64 IV.5.1.1.1 Les module d’entrées………………………………..………...65 IV.5.1.1.2 Les modules de sorties………………………………………...67 IV.5.1.2 Création de la table des mnémoniques ............................................ 68 IV.5.1.3 Création de l’OB principale ............................................................ 70 IV.5.1.4 Programme ...................................................................................... 70 IV.6 Elaboration d’une supervision de la trémie…………………………………..97 IV.6.1 Introduction a la supervision…………………………………………….97 IV.6.1.1 Représentation du process…………………………………………..97 IV.6.1.2 Commande du processus……………………………………………97 IV.6.1.3 Vue des alarmes…………………………………………………….97 IV.6.1.4 Gestion des paramètres de processus et de machine………………..97 IV.6.2 Présentation du Visual Basic …………………………………………….98 IV.6.2.1 Caractéristiques générales ………………………………………….98

IV.6.2.1.1 Editeur graphique………………………………………...98 IV.6.2.1.2 Langage Basic………………………………………………….99 IV.6.2.1.3 Programmation événementielle ……………………………….99 IV.6.3 Interface………………………………………………………………….100 IV.6.4 Création d'un projet ……………………………………………………...101 IV.6.5 Compilation et Simulation ………………………………………………101

IV.7 Conclusion…………………………………………………………………102 Conclusion et perspectives………………………………………………………....104 Référence bibliographiques Annexes

Liste des figures Figure I-1: plan de masse du complexe cevital………………………………………….....7 Figure I-2:Organigramme du Complexe Cevital…………………………….…………….9 Figure I-3 : Organisation des services des silos…………………………………………..10 Figure I-4 : Vue générale des silos ……………………………………………………….11 Figure I-5 : plan de la configuration informatique……………………………………….16 Figure II-1 : Photo de la trémie portuaire………………………………………………...20 Figure II-2 : Armoire Electrique………………………………………………………….22 Figure II-3 : Constitution d’un moteur à rotor à cage…………………………………….23 Figure II-4 : Variateur de vitesse de la trémie portuaire………………………………....24 Figure II-5 : Détecteur photoélectrique…………………………………………………..25 Figure II-6 : déport bande………………………………………………………………...26 Figure II-7 : Arrêt d’urgence à câble……………………………………………………...27 Figure II-8 : Structure des systèmes pneumatiques……………………………………...28 Figure II-9 : Distributeur pneumatique…………………………………………………..29 Figure II-10 : Composition d’un vérin pneumatique…………………………………….29 Figure III-1 : L’automate dans une structure d’automatisme…………………………….34 Figure III-2 : Vue générale de l’automate S7-300………………………………………..40 Figure III-3 : Vue générale de la CPU S7-300…………………………………………....41 Figure III-4 : Module d’alimentation……………………………………………………..48 Figure IV-1 : Structure d’un système automatisé………………………………………...52 Figure IV.2 : table de mnémoniques……………………………………………………...60 Figure IV.3 : configuration du matériel…………………………………………………...63 Figure IV.4 : Hiérarchie d’un projet Step7…………………………………………….....63 Figure IV.5 : simulateur PLCSIM……………………………………………………......65 Figure IV.6 : Environnement de développement VB…………………………………...100 Figure IV.7 : Interface de dialogue……………………………………………………....101

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Liste des tableaux Tableau III.1 : Positions du commutateur du mode de fonctionnement……………………...42 Tableau III.2 : Zones de mémoire et de périphérie de la CPU …………………………….....44 Tableau III.3 : Fonction de test et de diagnostic……………………………………………...44 Tableau III.4 : Interface de communication MPI…………………………………………….44 Tableau III.5 : Tensions et courants……………………………………………………….….45 Tableau III.6 : Fonctions intégrées de la CPU ………………………………………………45 Tableau III.7 : Les bites du mot d’état…………………………………………………….... 45 Tableau IV.1 : Module d’entrée 1……………………………………………………………66 Tableau IV.2 : Module d’entrée 2……………………………………………………………66 Tableau IV.3 : Module d’entrée 3……………………………………………………………66 Tableau IV.4 : Module d’entrée 4……………………………………………………………67 Tableau IV.5 : Module d’entrée 5……………………………………………………………67 Tableau IV.6 : Module d’entrée 6……………………………………………………………67 Tableau IV.7: Module de sortie 1 …………………………………………………………...68 Tableau IV.8: Module de sortie 2……………………………………………………………68 Tableau IV.9: Module de sortie 3……………………………………………………………68 Tableau IV.10: Table des mnémoniques…….……………………………………………….71

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Introduction générale

Introduction générale La rapidité et la facilité de déchargement des matières premières (sucres roux et sable siliceux) Présente un avantage économique et technique pour l’entreprise.les moyens permettant d’effectuer cette opération doivent répondre à l’exigence de l’installation. L’arrivée de l’automatique dans l’industrie a permis de faire un grand pas en avant, où l’automatisation des chaines de productions et la suppression pour l’homme des tâches pénibles et répétitives, rajouter à ça un niveau de sécurité élevé a permis de réaliser des exploits non inégalés auparavant. On dit de l’automatique la science et la technique de l’automatisation qui étudie les méthodes scientifiques et les moyens technologiques utilisés pour la conception et la construction des systèmes automatiques. Tandis que l’automatisation est l’exécution automatique de tâches industrielles, administratives ou scientifiques soit-elles sans interventions humaine. La problématique qui nous a été posée au sein de l’unité des silos Cevital est que les trémies portuaires fonctionnent en semi automatique, cette dernière cause des retards de déchargement et de stockage. Notre but est de faire une étude complète et détaillée des trémies portuaires et de son automatisation en utilisant l’automate qui présente de meilleurs avantages vue sa grande souplesse, sa fiabilité et sa capacité à répondre aux exigences actuelles comme la commande et la communication, ajouté à tout ca la supervision de ce système. Ce mémoire est organisé en quatre chapitres qui se terminent par une conclusion générale. Dans le premier chapitre,

nous présenterons le complexe Cevital d’une manière

générale et en particulier l’unité de silos ainsi que la trémie portuaire. Le deuxième chapitre sera consacré à la partie opérative de la trémie avec une étude détaillée des ses différents constituants. Le chapitre trois sera dédié aux automates programmables, d’abord d’une manière générale, puis d’une façon détaillée de l’automate S7-300. Le quatrième chapitre sera consacré à l’application qui répond à la problématique qui a été posée avec l’élaboration du programme et l’élaboration d’une interface graphique, c'est-àdire la supervision du système étudié. En fin nous terminerons avec une conclusion générale et quelques perspectives.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.1 Introduction Cevital est le premier complexe agroalimentaire en Algérie. Dans ce présent chapitre nous allons parler de son évolution historique, ses multiples activités industrielles, ses principaux objectifs, ainsi que l’organigramme décrivant ses différentes directions. Par suite nous présentons l’organigramme de l’unité des silos. Enfin nous nous pencherons pour une étude détaillée des différents constituants des trémies portuaires.

I.2 Présentation du complexe Cevital de Bejaia I.2.1 Historique Cevital est parmi les entreprises algériennes qui ont vu le jour dès l'entrée de notre pays en économie de marché. Elle a été créée par des fonds privés en 1998. Son complexe de production se situe dans le port de Bejaia et s'étale sur une superficie de 45000m2. Cevital contribue largement au développement de l'industrie agroalimentaire nationale. Elle vise à satisfaire le marché national et exporter le surplus, en offrant une large gamme de produits de qualité. En effet, les besoins du marché national sont de 1200T/J d'huile, l'équivalent de 12 litres par personne et par an. Les capacités actuelles de Cevital sont de 1800T/j, soit un excédent commercial de 600T/J. Les nouvelles données économiques nationales dans le marché de l'agroalimentaire, font que les meilleurs sont ceux qui maîtrisent d'une façon efficace et optimale les coûts, les charges et ceux qui offrent le meilleur rapport qualité/prix. Ceci est nécessaire pour s'imposer sur le marché que Cevital négocie avec les grandes sociétés commerciales internationales. Ses produits se vendent dans différentes villes africaines (Lagos, Niamey, Bamako, Tunis, Tripoli…).

I.2.2 Situation géographique Cevital est implanté au niveau du nouveau quai du port de Bejaia à 3 Km du sud-ouest de cette ville, à proximité de la RN 26. Cette situation géographique de l’entreprise lui a beaucoup profité étant donné qu’elle lui confère l’avantage de proximité économique. En effet, elle se trouve proche du port et l’aéroport.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

Figure I-1: Plan de masse du complexe cevital

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.2.3 Activités de Cevital Lancé en Mai 1998, le complexe Cevital a débuté son activité par le conditionnement d’huile en Décembre 1998. En Février1999, les travaux de génie civil de la raffinerie ont débuté. Cette dernière est devenue fonctionnelle en Août 1999. L’ensemble des activités de Cevital est concentré sur la production et la commercialisation des huiles végétales, de margarine et de sucre et se présente comme suit :  Raffinage des huiles (1800 tonnes/jour) ;  Conditionnement d’huile (1400 tonnes/heure) ;  Production de margarine (600tonnes/jour) ;  Fabrication d’emballage (PET): Poly-Ethylène-Téréphtalate (9600unités/heur) ;  Raffinage du sucre (1600 tonnes/jour) ;  Stockage des céréales (120000 tonnes) ;  Cogénération (production de l’énergie électrique avec une capacité de 64Mw) ;  Minoterie et savonnerie en cours d’étude.

I.2.4 Missions et objectifs L’entreprise a pour mission principale de développer la production et d’assurer la qualité et le conditionnement des huiles, des margarines et du sucre à des prix nettement plus compétitifs et cela dans le but de satisfaire le client et le fidéliser. Les objectifs visés par Cevital peuvent se présenter comme suit :  L’extension de ses produits sur tout le territoire national ;  L’importation de graines oléagineuses pour l’extraction directe des huiles brutes ;  L’optimisation de ses offres d’emploi sur le marché du travail ;  L’encouragement des agriculteurs par des aides financières pour la production locale de graines oléagineuses ;  La modernisation de ses installations en termes de machine et technique pour augmenter le volume de sa production ;  Le positionnement de ses produits sur le marché étranger par leurs exportations. Le diagramme suivant donne une vue général sur les différents organes constituant le complexe Cevital.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

Direction finance et comptabilité Direction distribution directe Direction commerciale

Secrétariat du directeur

Direction commerciale logistique Direction technique

Directeur générale

Directeur générale adjoint

Direction sécurité et hygiène directeur générale adjoint

Direction technique contrôle de qualité

Comptabilité générale Comptabilité analytique Comptabilité matière

Service vente Service marketing et communication Service approvisionnement Service transport Service magasinage Service maintenance Service méthode Service utilité et épuration

Labo raffinage d’huile Labo contrôle et suivie au conditionnement Labo raffinage sucre Labo margarinerie

Direction conditionnement Direction margarinerie

Service plastique Service conditionnement

Direction production huile

Responsable production margarine Responsable maintenance

Direction raffinage sucre

Service contrôle Service maintenance

Direction silos

Direction projet Centre médicale Figure I-2:Organigramme du Complexe Cevital

Service juridique Assistance de directeur Service administration Service construction Service appro-marchés Service matériel

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.3 Direction des silos I.3.1 Présentation de l’unité silos [1] L’unité silos s’occupe du déchargement et du stockage des produits semi-finis (sucre roux, céréales). Le stockage de la matière première se fait dans 24 silos d’une capacité de 5000 tonnes chacun, et un hangar de capacité de stockage de 50000 tonnes. Le circuit de déchargement est composé d’un ensemble de transporteurs à bandes de longueurs différentes. Chacun d’eux est entrainé par un motoréducteur, qui assure la rotation permanente du tapis. Le débit de chaque transporteur à bande est de 2000T/h. Pour assurer un bon déchargement, depuis le bateau jusqu’au lieu de stockage, ces transporteurs à bande sont équipés de plusieurs capteurs qui sont généralement :  Les capteurs de rotation, qui indiquent la variation de la vitesse de rotation des tambours d’entrainement ;  Les capteurs de déport de bande, qui indique le déraillement de la bande. Lorsqu’un défaut survient lors de déchargement, il est détecté par des capteurs, puis l’information est transmise à un automate principale qui envoie un ordre de mise hors service de tout le circuit qui se trouve en aval du point de défaut.

I.3.2 Services des silos La direction des silos est constituée de plusieurs services qui sont représentés dans l’organigramme suivant :

Service méthode

Directeur

Service expédition

Ordonnancement Planification Lancement

Equipe d’intervention surface (préventive)

Service maintenance Equipe d’intervention cariste

Figure I-3 : Organisation des services des silos

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.3.3 Silos de stockage [2] Les silos de stockage sont opérationnels depuis juin 2003, ce sont de gigantesques récipients cylindriques construits en béton, destinés au stockage de sucre roux et les céréales.

Figure I-4 : Vue générale des silos

I.4 Différentes composantes de circuit de déchargement Pour acheminer de la matière première de bateau vers les silos de stockage, le circuit de déchargement navire nécessite les éléments suivants :

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.4.1 Les trémies portuaires réceptrices Ce sont les premiers éléments qui reçoivent la matière premières dans le circuit de déchargement navire, ensuite la versent sur le circuit de manutention, chaque trémie est composée de :  Quatre moteurs aux pieds de sa charpente pour assurer le déplacement sur rail ;  D’une jutée de la matière d’une grande capacité ;  D’une jetée sous extracteur à bande ;  D’un sabot qui fait varier le débit de la matière ;  Des aspirateurs pour la récupération de la matière première ;  D’un centre de contrôle machine ;  Un capteur de bourrage ;  Un arrêt d’urgence à câble.

I.4.2 Les transporteurs à bandes Leur rôle est d’acheminer la matière première du quai vers les silos de stockage. Il est composé essentiellement de :

I.4.2.1 Les bondes Composées d’une carcasse noyée dans un revêtement ; la carcasse est un tissage de fil en chaine et de fil de trame qui assure la résistance à la traction, la tenue latérale et la résistance au choc tandis que le revêtement qui est en caoutchouc va assurer la résistance à l’abrasion par le produit transporté.

I.4.2.2 Les supports Se sont des cylindres aux nombre de trois dans la section, la forme de chaque section est trapézoïdale.

I.4.2.3 Les tambours Ceux sont en général à axe tournant dans des paliers à roulement à bille. Leur diamètre doit être calculé de façon à éviter le patinage de la bande.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.4.3 Instrumentation Détecteur de bourrage, déport de bande, contrôleur de rotation, câble d’arrêt d’urgence.

I.4.4 La bascule de pesage Son rôle est de peser la matière première transportée avant le stockage. Elle est composée de :  Deux trémies (sur bascule et sous bascule) ;  D’une armoire de commande des vérins pneumatiques de casque ;  D’une trappe coupe grains ;  D’une trappe de prise d’échantillons ;  De deux distributeurs d’air pour les trappes ;  Deux détecteurs de niveau haut sur bascule ;  Un détecteur de niveau haut sous bascule .

I.4.5 Eléments de dépoussiérage Pour des raisons économiques et environnementales le circuit de déchargement est muni de système d’aspiration pour récupérer la poussière revenue d’une matière en cour de déchargement, il est composé de :

I.4.5.1 Aspirateur Ceux sont des ventilateurs qui aspirent l’air chargé de poussière au niveau de point de jetée des transporteurs à bandes.

I.4.5.2 Filtres Ceux sont des pochettes montées sur des corbeilles qui laissent passer l’air pur et retiennent les poussières.

I.4.5.3 Ecluse Ceux sont des turbines qui servent à réinjecter la poussière récupérée, elle a comme instrumentation un capteur dans chaque filtre qui arrête l’aspirateur en cas de bourrage

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.4.6 Chariot verseur Les caractéristiques du chariot verseur:  masse à vide de 1600 kg ;  longueur de 15,560 m ;  largeur de 3,260 m ;  hauteur maximale de 3,830 m. Le chariot se déplace sur deux rails à l’aide de 6 roues et sa course totale est de 80 m. Il se compose de deux grandes masses. La première masse appelée la trainée, est représentée par la partie inclinée du chariot. Sur cette trainée, dont la longueur est de 10,160 m, est placé un ensemble de rouleaux au dessus du quels passe la bande. La deuxième masse, appelée partie avant chariot, est sous forme d’un cube constitué :  D’une boite de jetée supérieure ;  D’une boite de jetée inferieure ;  De deux tambours de 0,420 m de diamètre et d’une longueur de 1,800 m ;  De deux trémies de jetée ;  De quatre tendeurs (crochet qui est lieu de fixation des câbles qui assurent le mouvement du chariot verseur) ;  D’une passerelle.

I.5 Présentation du circuit déchargement bateau hangar Lorsque le bateau arrive sur quai, deux grues de CEVITAL s’installent dans la zone portuaire, elles vont acheminer le sucre roux de bateau vers les deux trémies qui sont les premiers éléments à recevoir la matière, celle-ci vont décharger le produits vers le TB1a qui va à son tour le transporter vers le TB1b, de la même façon que celui du TB1c, en suite vers le TB2 a travers la bascule, le TB18, TB7, TB14,avant le dépôts au niveau du hangar. Pour permettre un remplissage total et homogène du hangar de stockage du sucre roux, un chariot verseur, mobile sur rail, situé à une hauteur que le TB14 est employé pour verser le sucre dans six (06) positions du hangar. La distance entre chaque position de versement est de 10 m. Le chariot verseur passe d’une position à une autre lorsqu’un capteur de niveau situé au dessous du chariot détecte la consigne (niveau haut atteint). Il détecte une sonde tous les 10 mètres (le long rail). Cette sonde indique la bonne position du versement.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

Pour éviter le balancement du chariot lorsqu’il s’arrête à une position, et lorsque le bonde tourne, un système de contre poids est employé pour absorber l’inertie dû au basculement du chariot sur sa position de stationnement. L’intérieur du hangar de stockage est un environnement très poussiéreux, ce qui impose une maintenance permanente et régulière des systèmes électriques, électromécaniques et mécanique. Cet environnement fait diminuer la durée de lubrification et de graissage des éléments mécanique.

I.6 Nombre et emplacement des postes de contrôle [3] Il est prévu dans le local de contrôle de la tour 2 :  2 postes Opérateur redondants dont un qui sert de serveur (enregistre et distribue les informations). Poste Silos 1 (serveur) et poste Silos 2 ;  Contrôle des réceptions portuaires céréales et sucre (Sélection du produit à réceptionner et choix de ses destinations) ;  Contrôle des stocks et des affectations produits-cellules ;  Contrôle du stockage sucre roux et envoie raffinerie ;  Contrôle du procès et de la ventilation ;  Aide à la maintenance : temps moteur ;  Contrôle des produits à tenir en stock dans les boisseaux de chargement camions et wagons (sélection quantitative (pesage sur TB) des produits et non sur niveau haut) ;  Contrôle de la thermométrie (uniquement sur le poste de serveur, car c'est un programme séparé mais intégré dans la supervision silos). Dans le local de contrôle du chargement camion :  2 postes Opérateur (1 par pont bascule). Poste PB1 et poste PB2 ;  Contrôle des prés chargements dans boisseau peseur ;  Contrôle des chargements camion sur pont bascule ;  Edition de feuille de pesée et produit ;  Et dans le local de contrôle du chargement mixte camion et wagon  1 poste Opérateur. Poste PB3 ;  Contrôle des chargements camion ou wagon ;  Edition de feuille de pesée et produit.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

Figure I-5 : Plan de la configuration informatique

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

I.7 Configuration des postes informatiques Tous les postes de type PC sont équipés du système d’exploitation Windows NT 4.0 Workstation avec le service pack 5 minimum. Postes Silos 1 et Silos 2 : - Les 2 postes ont des configurations identiques qui comprennent au minimum :  1 écran 19" SVGA ;  1 processeur à 1 GHz ;  256 Mo de RAM;  1 disque dur de 10 Go ;  1 carte graphique avec 8 Mo ;  1 carte Ethernet TCP/IP ;  1 carte RS485 PCI (communication automate) ;  1 modem intégré PCI ;  1 clavier ;  1 souris ;  1 rack disque dur extractible ;  1 disque dur de 20 Go monté en rack extractible ;  1 imprimante jet d’encre A4 couleur. Postes PB 1, PB 2 et PB 3 : - Les 3 postes ont des configurations identiques qui comprennent au minimum :  1 écran 17" SVGA ;  1 processeur à 1 GHz ;  128 Mo de RAM ;  1 disque dur de 10 Go ;  1 carte graphique avec 8 Mo ;  1 carte Ethernet TCP/IP ;  1 clavier ;  1 souris ;  1 imprimante laser A4 noire.

I.8 Conclusion Les trémies portuaires sont les premiers éléments sur le circuit de déchargement navire. Ce présent chapitre comporte une description de déférentes parties de cette dernière.

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Chapitre I

Présentation du complexe Cevital et la trémie portuaire

Le chapitre suivant fera l’objet d’une étude détaillée de cette dernière et de l’importance majeure de cette trémie dans le circuit de déchargement.

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Chapitre II

Partie opérative

II.1 Introduction Ce chapitre traite en premier lieu la structure générale de la trémie qui est le premier élément sur la chaine de déchargement des produits semi-finis (sucre roux, céréales). Ensuite, l’étude se portera sur la partie opérante de la trémie qui est subdivisée en trois parties : Électrique, instrumentation et pneumatique dans le but de faire apparaitre l’ensemble des éléments participants à la réalisation du cycle de fonctionnement de la trémie.

II.2 Constitution de la trémie portuaire La trémie est le premier élément sur la chaine de déchargement des produits semi-finis (sucre roux, céréales). Elle est constituée d’un châssis et de deux jutées en acier assemblés par une solide jonction, le tout servant comme support aux divers groupes opérateurs, et elle comporte les éléments suivant (voir la figure II.1)

Figure II-1 : Photo de la trémie portuaire

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Chapitre II

Partie opérative

II.2.1Compresseur [4] Appareil servant à comprimer l’air à une pression voulue. Les compresseurs au niveau de l’installation sont de model [COMP AIR UK LTD].

II.2.2 Vis Elle sert à évacuer le sucre roux récupéré par l’extracteur vers la jetée principale de la trémie.

II.2.3 Ventilation [4] Elle se fait à base d’une turbine pour la récupération du sucre roux éparpillé sur la jutée de la trémie portuaire.

II.2.4 Sécheur L’air comprimé est généralement humide à la sortie de compresseur, il n’est en aucun cas utilisé à cet état pour cela, des sécheurs à air sont présent afin d’assurer la déshumidification de l’air comprimé.

II.2.5 Transporteur Tapis roulant servant à évacuer le sucre roux vers la jutée.

II.2.6 Filtre Il a pour rôle d’accumuler la poudre de sucre roux aspiré par ventilation afin de la récupérer et l’acheminer vers la jutée à travers la vis.

II.2.7 Boogie C’est des dispositifs qui assurent la fonction de déplacement de la trémie portuaire sur les rails portique. Chaque boogie est équipé d’une motorisation servant à accomplir cette tache.

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Chapitre II

Partie opérative

II.3 Partie opérative de la trémie portuaire Pour mieux comprendre le fonctionnement et le mode opérationnel de la trémie portuaire, sa configuration est subdivisée en trois parties essentielles :

II.3.1 partie électrique II.3.1.1 Alimentation [5] A partir de la TGBT(Tableau Generale basse tension), on alimente toutes les armoires électriques des différentes machines y compris celle de la trémie d’où on alimente tous les équipements électriques de cette dernière.

II.3.1.2 Armoire électrique Elle contient tous les équipements électriques nécessaires aux fonctionnements et la protection de la trémie tels que, les sectionneurs, disjoncteurs, contacteurs, relais…etc.

 Bouton choix de fonctionnement :c’est un bouton commutateur noir à deux positions pour le choix de fonctionnement soit manuel ou automatique ;

 Démarrage des moteurs : c’est des boutons commutateurs noir à deux positions marche /arrêt des (vis,filtre,transporteur…………..etc) ;

 Arrêt d’urgence: la trémie à deux modèles, le premier est un bouton poussoir rouge à champignon, le deuxième est un fil rouge, les deux à accrochage mécanique avec déclanchement par rotation, qui arrête toutes les fonctionnements de la trémie portuaire.

Figure II-2 : Armoire Electrique

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Chapitre II

Partie opérative

II.3.1.3 Moteurs électriques asynchrones [5] Les moteurs asynchrones, appelés aussi moteurs à induction constituent plus de 60% des machines tournantes qui assurent la conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique. Le moteur asynchrone est robuste et d’un prix de revient relativement insignifiant. Ce qui fait de lui le plus utilisé dans l’industrie, surtout avec le progrès de l’électronique de puissance associé à l’informatique industrielle qui a permis une meilleure régulation à vitesse variable. Boîte de raccordement

Flasque palier côté ventilateur

Enroulement

Roulement

Statotique

Clavette

Capot de ventilation Stator

Ventilateur

Rotor à cage Roulement Flasque palier côté bout d'arbre

Figure II-3 : Constitution d’un moteur à rotor à cage

Le moteur asynchrone est constitué d’un inducteur fixe, appelé stator et d’une partie mobile (induit), appelé rotor. a). Stator : est constitué d’une couronne de tôles d’aciers, encochées à l’intérieurs et empilées formant la carcasse du moteur. Elle porte à l’intérieur des encoches un bobinage triphasé. b). Le rotor : comporte un bobinage en court-circuit. Il peut être constitué aussi d'un cylindre massif en matériau conducteur. Dans les deux cas, le bobinage rotoriques forme un circuit fermé sur lui même.

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Chapitre II

Partie opérative

- Le rotor à cage d’écureuil : est le plus couramment utilisé. Il se compose de barres de cuivre ou d’aluminium placées dans des encoches et reliées entre elles à chaque extrémité par un anneau de même matière. Les tensions induites étant généralement faibles, les barres ne sont souvent pas isolées du corps rotoriques (tôles). - Le rotor bobiné : est constitué de bobines de fil isolé placées dans des encoches et reliées, comme le bobinage statotique, de façon à réaliser un enroulement triphasé. En fonctionnement normal, les trois phases sont court-circuitées entre elles. Sous l’action du champ tournant, des tensions sont induites dans les conducteurs rotoriques.

II.3.1.4 Les variateurs de vitesse Un variateur de vitesse est un dispositif électronique destiné à commander la vitesse d’un moteur électrique. Il est constitué principalement d’un convertisseur statique et d’une électronique de commande. Les variateurs récents contiennent aussi un étage de correction du facteur de puissance afin de respecter les normes de compatibilité électromagnétique. L’électronique de commande réalise la régulation et l’asservissement de la trémie à travers le convertisseur statique de sorte que l’utilisateur puisse commander directement une vitesse. Sa conception dépend essentiellement de la stratégie de commande choisie. Dans le cas de la trémie portuaire, deux variateurs ALTIVAR 71 sont utilisés.

Figure II-4 : Variateur de vitesse de la trémie portuaire

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Chapitre II

Partie opérative

II.3.2 Partie instrumentation II.3.2.1 Détecteur de bourrage [6] On défini ‘ universel ’ tout les détecteurs photoélectrique qui réalisent les fonctions optiques de base, qui peuvent être utilisés pour des applications communes de détection de présence d’objet dans une plage d’application extrêmement vaste et différenciée. Les fonctions optiques de base sont la barrière émetteur-récepteur, la barrière reflexe et la détection de proximité. Les différentes séries de détecteur universel sont différenciées principalement par la forme et les dimensions des boitiers qui permettent d’obtenir plusieurs performances. Un détecteur photoélectrique se compose généralement des éléments suivants :  Un photoémetteur, qui converti un signal électrique modulé en impulsions d’énergie lumineuse ;  Un système optique, qui dirige le faisceau lumineux émis ;  Un photorécepteur qui convertit l’énergie lumineuse reçue en signal électrique ;  Un démodulateur-amplificateur, qui extrait et amplifie la partie de signal effectivement due à l’émetteur de lumière modulée ;  Un comparateur qui effectue une comparaison entre le signal reçu et un seuil de commutation ;  Une sortie de puissance, à transistor ou à relais qui commande un actionneur ou directement la charge.

Figure II-5 : Détecteur photoélectrique

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Chapitre II

Partie opérative

II.3.2.2 Déport de bande Encore appelés interrupteurs de fin de course, interruption de positions. Ce sont des commutateurs commandés par le déplacement d’un organe de commande. Lorsqu’ils sont actionnés, ils ouvrent ou ferment un ou plusieurs contacts électriques ou pneumatiques, ce sont des détecteurs TOR (Tout ou Rien). La pluparts des détecteurs industriels sont totalement étanches à la poussière et aux projections par jet d’eau offrant ainsi un indice de protection minimum IP65. Afin de répondre aux exigences d’un fonctionnement industriel, un détecteur doit avoir une durée de vie suffisante (de un à plusieurs millions de manœuvres), qui dépend de ses caractéristiques mécaniques et électriques. Il doit être précis, fiable et garant d’une bonne respectabilité de la position de communication (de 0.1 à 0.01 mm).

Figure II-6 : Déport bande

II.3.2.3 Arrêt d’urgence [1] C’est un dispositif de type XY2-CE muni d’un contact fermé au repos, et actionné par tirage du câble installé le long du transporteur à bande, ce dernier est mis en service avec la bobine et les contacteurs de puissance du moteur. Lorsque l’opérateur remarque un problème sur le transporteur, il aura la possibilité de l’arrêter à n’importe quel endroit le long de l’équipement en tirant le câble galvanisé.

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Chapitre II

Partie opérative

L’autre c’est un bouton poussoir rouge en champignon à accrochage mécanique, avec déclanchement par rotation, il arrête toutes les fonctions de la trémie.

Figure II-7 : Arrêt d’urgence à câble

II.3.2.4 Contrôle de rotation C’est un détecteur de proximité inductif sur le quel est intégré un dispositif de mesure de vitesse basée sur la fréquence des impulsions captées lors du passage de la barre solidaire aux tambours de renvoi. Le contrôleur de rotation est de type XSAV11373 (télémécanique). Il est particulièrement adapté pour la détection de la vitesse de rotation instantanée qu’il comparera à la consigne enregistrée durant le premier tour du moteur, et donne un ordre en cas d’une variation (sous vitesse, sur vitesse). Le contrôleur de rotation devient actif après trois seconde de démarrage du mobile (transporteur à bande) s’arrête.

II.3.3 Partie pneumatique II.3.3.1 Structure des systèmes pneumatiques [7] L’emploi de l’énergie pneumatique permet de réaliser des automatismes avec des composants simples et robustes, notamment dans les milieux hostiles : hautes températures, milieux déflagrants, milieux humides. La figure suivante représente la structure d’un système pneumatique.

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Chapitre II

Partie opérative

Figure II-8 : Structure des systèmes pneumatiques

II.3.3.2 Distributeurs pneumatiques Ils sont utilisés pour commuter et contrôler le débit du fluide sous pression, comme des sortes d’aiguillage, à la réception d’un signal de commande qui peut être mécanique, électrique ou pneumatique. Ils permettent de :  Contrôler le mouvement de la tige d’un vérin ou la rotation d’un moteur hydraulique ou pneumatique (distributeurs de puissance) ;  Choisir le sens de circulation d’un fluide (aiguiller, dériver, etc.) ;  Exécuter, à partir d’un fluide, des fonctions logiques (fonctions ET, OU, mémoire, etc.) ;  Démarrer ou arrêter la circulation d’un fluide (robinet d’arrêt, bloqueur, …) ;  Etre des capteurs de position (course d’un vérin).

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Chapitre II

Partie opérative

Un distributeur classique comprend 5 éléments principaux comme l’indique la figure suivante : Orifice Coulisseau ou tiroir

Corps

Pilotage

Chapeau Figure II-9 : Distributeur pneumatique

II.3.3.3 Vérins [8] Les vérins sont des actionneurs, qui transforment une énergie fluidique en une énergie mécanique créant ainsi un mouvement le plus souvent de translation. translat Les principaux fluides utilisés sont l’air comprimé pour les vérins pneumatiques et l’huile pour les vérins hydrauliques. Les vérins sont constitués d’un cylindre, fermé aux deux extrémités, à l’intérieur duquel coulisse un ensemble tige-piston. tige piston. On distingue donc deux chambres :  La chambre arrière est la partie du cylindre ne contenant pas la tige du vérin ;  La chambre avant est la partie du cylindre contenant la tige du vérin.

Figure II-10 II : Composition d’un vérin pneumatique

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Chapitre II

Partie opérative

On distingue deux catégories de vérins :  Les vérins simple effet : ils n’ont qu’une seule entrée d’air sous pression et ne développent d’effort que dans une seule direction. La course de retour à vide est réalisée par la détente d’un ressort en rappel incorporé dans le corps du vérin ;  Les vérins à double effet : contrairement à la version simple effet, ce type de vérin développe une même force à l’aller comme au retour pour produire un travail.

II.4 Conclusion La description de la partie opérative de la machine nous a permis de bien comprendre le fonctionnement de la trémie portuaire ainsi que le rôle de chaque constituant dans le cycle de déchargement, ce qui nous facilitera la tâche pour l’élaboration de leur commande qui sera traitée dans le chapitre IV.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.1 Introduction L’automate programmable industriel API (ou Programmable Logic Controller PLC) est aujourd’hui le constituant le plus répondu des automatismes. On le trouve pratiquement dans tous les domaines industriels vue sa grande flexibilité et son aptitude à s’adapter. Ce chapitre sera consacré à la description des automates programmables d’une façon générale et d’une manière plus détaillée de l’automate S7-300.

III.2 Historique sur les automates programmables Au début des années 50, les ingénieurs étaient déjà confrontés à des problèmes d’automatisme. Les composants de base de l'époque étaient les relais électromagnétiques à un ou plusieurs contacts. Les circuits conçus comportaient des centaines voir des milliers de relais. Le transistor n'était connu que comme un composant d'avenir et les circuits intégrés étaient inconnus. Vers 1960, les semi-conducteurs (transistors, diodes) sont apparus dans les automatismes sous forme de circuits digitaux. Ce n'est que quelques années plus tard, que l'apparition des circuits intégrés a amorcé une révolution dans la façon de concevoir les automatismes. Ceux-ci étaient très peu encombrants et leur consommation était des plus réduite. On pouvait alors concevoir des fonctions de plus en plus complexes à des coûts toujours décroissants. C'est en 1969 que les constructeurs américains d'automobiles (General Motors en particulier) ont demandé aux firmes fournissant le matériel d'automatisme des systèmes plus évolués et plus souples pouvant être modifiés simplement sans coûts exorbitants. Les ingénieurs américains ont résolu le problème en créant un nouveau type de produit nommé ‘automates programmables’. Ils n’étaient rentables que pour des installations d’une certaine complexité, mais la situation a très vite changée, ce qui a rendu les systèmes câblés obsolètes. De nombreux modèles d'automates sont aujourd'hui disponibles ; depuis les nano automates bien adaptés aux machines et aux installations simples avec un petit nombre d'entrées/sorties, jusqu'aux automates multifonctions capables de gérer plusieurs milliers d'entrées/sorties et destinés au pilotage de processus complexes.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.3 Définition générale [9] Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique spécialisée dans la conduite et la surveillance en temps réel de processus industriels et tertiaires. Il exécute une suite d’instructions introduites dans ses mémoires sous forme de programme, et s’apparente par conséquent aux machines de traitement d’information. Trois caractéristiques fondamentales le distinguent des outils informatiques tels que les ordinateurs utilisés dans les entreprises et les tertiaires :  Il peut être directement connecté aux capteurs et pré-actionneurs grâce à ses entrées/sortie industrielles ;  Il est conçu pour fonctionner dans des ambiances industrielles sévères (température vibrations, microcoupures de la tension d’alimentation, parasites, etc.) ;  Enfin, sa programmation à partir des langages spécialement développés pour le traitement des fonctions d’automatismes facilitent son exploitation et sa mise en œuvre. Selon la norme française EN 61131-1, un automate programmable est un: Système électronique fonctionnant de manière numérique, destiné à être utilisé dans un environnement industriel, qui utilise une mémoire programmable pour le stockage interne des instructions orientées aux fins de mise en œuvre des fonctions spécifiques, telles que des fonctions de logique, de mise en séquence, de temporisation, de comptage et de calcul arithmétique, pour commander au moyen d’entrées et de sorties Tout ou Rien ou analogiques divers types de machines ou de processus. L’automate programmable et ses périphériques associés sont conçus pour pouvoir facilement s’intégrer à un système d’automatisme industriel et être facilement utilisés dans toutes leurs fonctions prévues.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

Figure III-1 : L’automate dans une structure d’automatisme [10]

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.4 Architecture des automates III.4.1 Le processeur Le processeur a pour rôle principal le traitement des instructions qui constituent le programme de fonctionnement de l’application. Mais en dehors de cette tache de base, il réalise également d’autres fonctions :  Gestion des entrées/sorties ;  Surveillance et diagnostic de l’automate par une série de tests lancés à la mise sous tension ou cycliquement en cours de fonctionnement ;  Dialogue avec le terminal de programmation aussi bien pour l’écriture et la mise au point du programme qu’en cours d’exploitation pour des réglages ou des vérifications de données ; [9] Le processeur est organisé autour d’un certain nombre de registres, ce sont des mémoires rapides permettant la manipulation des informations qu’elles retiennent, ou leurs combinaisons avec des informations extérieures.

III.4.1.1 Les principaux registres existants dans un processeur III.4.1.1.1 L’accumulateur C’est le registre où s’effectuent les opérations du jeu d’instruction, les résultats sont contenus dans ce registre spécial.

III.4.1.1.2 Le registre d’instruction Il reçoit l’instruction à exécuter et décode le code opération. Cette instruction est désignée par le pointeur.

III.4.1.1.3 Le registre d’adresse Ce registre reçoit, parallèlement au registre d’instruction, la partie opérande de l’instruction. Il désigne le chemin par lequel circulera l’information lorsque le registre d’instruction validera le sens et ordonnera le transfert.

III.4.1.1.4 Le registre d’état C’est un ensemble de positions binaires décrivant, à chaque instant, la situation dans laquelle se trouve précisément la machine.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.4.1.2 La pile Une organisation spéciale de registres constitue une pile, ses mémoires sont utilisées pour contenir le résultat de chaque instruction après son exécution. Ce résultat sera utilisé ensuite par d’autres instructions, et cela pour faire place à la nouvelle information dans l’accumulateur.

III.4.2 Les mémoires Un système à processeur est toujours accompagné d’un ou de plusieurs types de mémoires. Les automates programmables industriels possèdent pour la plupart les mémoires suivantes :

III.4.2.1 Mémoire de travail La mémoire de travail (mémoire vive) contient les parties du programme significatives pour son exécution. Le traitement du programme a lieu exclusivement dans la mémoire de travail et dans la mémoire système.

III.4.2.2 Mémoire système La mémoire système (mémoire vive) contient les éléments de mémoire que chaque CPU met à la disposition du programme utilisateur comme, par exemple, mémoire images des entrées et sorties, mémentos, temporisation et compteur. La mémoire système contient, en autre la pile des blocs et la pile des interruptions. Elle fournit aussi la mémoire temporaire allouée au programme (piles des données locales).

III.4.2.3 Mémoire de chargement Elle sert à l’enregistrement du programme utilisateur sans affectation de mnémoniques ni de commentaires (ces derniers restent dans la mémoire de la console de programmation). La mémoire de chargement peut être soit une mémoire vive (RAM) soit une mémoire EPROM.

III.4.2.4 Mémoire RAM non volatile Zone de mémoire configurable pour sauvegarder des données en cas de défaut d’alimentation.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.4.2.5 Mémoire ROM Contient le système d’exploitation qui gère la CPU.

III.4.3 Les modules d’entrées/sorties Ils traduisent les signaux industriels en information API et réciproquement appelés aussi coupleurs. Beaucoup d’automates assurent cette interface par des modules amovibles qui peuvent être modulaires par cartes ou par rack. D’autres automates ont une structure mono bloque avec des modules intégrés dans un châssis de base, (cas des automates de Télémécanique TSX17 et SIMATIC S7-300). Le nombre total de modules est évidement limité, pour des problèmes physiques tel que:  Alimentation en électrique ;  Gestion informatique ;  Taille du châssis. Différents types de modules sont disponibles sur le marché selon l’utilisation souhaitée, les plus répondus sont :

III.4.3.1 Entrée sorties TOR (Tout ou Rien) La gestion de ce type de variables constituant le point de départ des API reste l’une de leurs activités majeures. Leurs nombres est en générale de 8, 16, 24 ou 32 entrées/sorties, qui peuvent fonctionner :  En continue 24V, 48V ;  En alternative 24V, 48V, 100/120V, 200/240V.

III.4.3.2 Entrées sorties analogiques Elles permettent l’acquisition de mesures (entrées analogiques), et la commande (sorties analogiques).

Ces

modules

comportent

un

ou

plusieurs

convertisseurs

analogiques/numériques (A/N) pour les entrées, et numériques/analogiques (N/A) pour les sorties dont la résolution est de 8 à 16 bits. Les standards les plus utilisés son : ±10V, 0-10V, ±20mA, 0-20mA et 4-20mA. Ces modules sont en générale multiplexés en entrée pour n’utiliser qu’un seule convertisseur A/N

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

alors que les sorties exigent un convertisseur N/A par voie pour pouvoir garder la commande durant le cycle de l’API.

III.4.3.3 Les modules spécialisé Ils assurent non seulement une liaison avec le monde extérieur, mais aussi une partie du traitement pour soulager le processeur et donc améliorer les performances. Ces modules peuvent posséder un processeur embarqué ou une électronique spécialisée. On peut citer :

III.4.3.3.1 Les cartes de comptage rapide Elles permettent de saisir les événements plus courts que la durée du cycle, travaillant à des fréquences qui peuvent dépasser 10KHz.

III.4.3.3.2 Les entrées/sorties déportées Leurs intérêts est de diminuer le câblage en réalisant la liaison avec les détecteurs, capteurs ou actionneurs au plus prêt de ceux-ci, ce qui a pour effet d’améliorer la précision de mesure. La liaison entre le boitier déporté et l’unité centrale s’effectue par le biais d’un réseau de terrain selon des protocoles bien définis. L’utilisation de la fibre optique permet de porter la distance à plusieurs kilomètres.

III.4.4 L’alimentation électrique Elle a pour rôle de fournir les tensions continues nécessaires aux composants avec de bonnes performances, notamment face aux micros-coupures du réseau électrique qui constitue la source d’énergie principale. La tension d’alimentation peut être 5V, 12V ou 24V. D’autres alimentations peuvent être nécessaires pour les châssis d’extensions et pour les modules entrées/sorties. Un onduleur est recommandé pour éviter les risques de coupures non tolérées.

III.4.5 Les liaisons Elles s’effectuent :  Avec l’extérieur par des bornes (à vis, à clapser…etc.), sur lesquelles arrivent des câbles transportant des signaux électriques ;  Avec l’intérieur avec des bus, liaison parallèles entres les divers éléments. Il existe plusieurs types de bus, car on doit transmettre des données, des états des adresses.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.4.6 Éléments auxiliaires  Un ventilateur est indispensable dans le châssis comportant de nombreux modules, ou dans le cas où la température ambiante est susceptible de devenir assez élevée ;  Un support mécanique : il peut s’agir d’un rack, l’automate se présente alors sous forme d’un ensemble de cartes, d’une armoire d’une grille et des fixations correspondantes ;  Des indicateurs d’états : concernant la présence de tension, le charge de batterie, le bon fonctionnement de l’automate…etc.

III.5 Protections de l’automate La protection des circuits d’entrée contre les parasites électriques est souvent résolue par des couplages optoélectroniques. Le passage des signaux par un stade de faisceaux lumineux assure en effet une séparation entre les circuits internes et externes. Du coté sortie, on doit assurer le même type de protection, mais aussi une amplification de puissance avec au final un courant continu ou alternatif selon les cas. Deux types de cartes électroniques sont utilisés :

III.5.1 Les modules à sortie statiques Relais statique intégrant des composants spécialisés : transistor bipolaire, thyristor. Ces composants n’ont aucune usure mécanique et leurs caractéristiques de commutation se maintiennent dans le temps.

III.5.2 Les modules à relai électromagnétiques Où le découplage résulte de l’existence de deux circuits électriques (bobine d’excitation, circuit de puissance), ces relais électromagnétiques ont l’avantage d’avoir une faible résistance de contact, une faible capacité de sortie et surtout un faible coût, mais ont une durée de vie et une vitesse de commutation inférieures aux sorties statiques.

III.6 Environnement Dans le cadre d’une évolution conduisant à une automatisation de plus en plus globale, l’automate est de plus en plus acheté « nu ». Et même si c’est le cas, il doit pouvoir se connecter à d’autres matériels à processeur et d’autres agents d’exploitation. Les types de communication supportés par les API modernes sont : 39

Chapitre III

Automate programmable industrielle

 La communication avec un opérateur par un pupitre ou un terminal industriel : ils permettent une communication homme-machine, et ce dans les deux sens (clavier alphanumérique, écran à affichage graphique). Ils offrent des protections telles que des claviers étanches pour une utilisation en ambiance industrielle ;  Les échanges d’information avec une supervision dont le rôle dépasse largement la communication entre l’API et l’opérateur. Les postes de supervision constituent un outil de communication à distance pour recevoir des informations de l’automate, les données des ordres, voir changer certain de ses paramètres ;  Les échanges d’informations avec clés capteurs et actionneurs intelligents ;  Les échanges d’informations avec un processeur maitre ou, au contraire, avec des esclaves, dans le cadre d’un réseau. Pour l’automatisation de la Trémie on a opté pour la gamme SIMATIC 300 et plus précisément S7-300 et ce choix est justifié par les performances et la grande fiabilité dont jouit cet automate ainsi que sa disponibilité au sein de Cevital.

III.7. Présentation de l’automate S7-300 [11] L’automate programmable S7-300 est un automate modulaire qui se compose des éléments suivants :  CPU (computer process unit) ;  Un module d’alimentation ;  Des modules d’entrées sorties (TOR ou Analogique).

Figure III-2 : Vue générale de l’automate S7-300

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.7.1 Présentation de la CPU S7-300 L’automate programmable utilisé dans ce projet est un S7-300. Sa caractéristique principale est l’intégration de modules comportant entre autres des fonctions intégrées.

Figure III-3 : Vue générale de la CPU S7-300

III.7.1.1 LED de visualisation d’état et de défaut (Rouge) SF

Défaut matériel ou logiciel

(Rouge) BATF

Défaillance de la pile.

(Vert) 5V DC

L’alimentation 5V DC est correcte

(Jaune) FRCE

Le forçage permanant est actif.

(Verte) RUN

CPU en RUN.

(Jaune) STOP

CPU en STOP ou en ATTENTE ou en démarrage.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.7.1.2 Commutateur de mode de fonctionnement Le changement de mode ce fait à l’aide d’une clé : Position

Signalisation

Explication

RUN-P

Mode de fonctionnement

La CPU traite le programme utilisateur.

RUN-PROGRAMME

Le programme peut être modifié. Dans cette position la clef ne peut être retirée.

RUN

Mode de fonctionnement

La CPU traite le programme utilisateur.

RUN

Le programme ne peut être modifié qu’avec légitimation par mot de passe. La clef peut être retirée.

STOP

MRES

Mode de fonctionnement

La CPU ne traite aucun programme utilisateur.

STOP

La clef peut être retirée.

Effacement général

Position

instable

du

commutateur,

pour

effectuer l’effacement général il faut respecter un ordre particulier de commutation

Tableau III-1 : Positions du commutateur du mode de fonctionnement

III.7.1.3 Pile de sauvegarde ou accumulateur L’utilisation de l’accumulateur ou de la pile de sauvegarde est nécessaire pour l’horloge temps réelle. La pile de sauvegarde est aussi utilisée pour :  La sauvegarde du programme utilisateur s’il n’est pas enregistré dans la mémoire morte ;  Pour étendre la zone rémanente de données ; L’accumulateur est rechargé à chaque mise sous tension de la CPU. Son autonomie est de quelques jours voir quelques semaines au maximum. La pile de sauvegarde n’est pas rechargeable mais son autonomie peut aller jusqu'à une année.

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Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.7.1.4 Carte mémoire La plus part des CPU possèdent une carte mémoire. Son rôle est de sauvegarder le programme utilisateur, le système d’exploitation et les paramètres qui déterminent le comportement de la CPU et des modules en cas de coupure du courant.

III.7.1.5 Interface MPI (interface multipoint) L’interface MPI est l’interface de la CPU utilisée pour la console de programmation (PG), le pupitre operateur (OP) ou par la communication au sein d’un réseau MPI. La vitesse de transmission typique est de 187,5 k Bauds.

III.7.2 Caractéristiques techniques de la CPU S7-300 Les tableaux suivants résument les principales caractéristiques techniques de la CPU

S7-300 Mémoires Mémoire de travaille intégrée uniquement Mémoire de chargement intégrée

32 ko 48 ko de RAM 48 ko de FEPROM Impossibilité d’extension de la mémoire de travail ainsi que la mémoire de chargement Mémentos Nombre 2048 bits Rémanence : réglable De MB 0 à MB 143 par défaut De MB 0 à MB 15 Mémentos décadence Un octet de mémento Bloc de données Nombre Maximum 127 (DB 0 réservé) Taille Maximum 16 ko Rémanence : réglable Maximum 2 DB, 144 octets de données. par défaut Pas de rémanence Blocs Bloc d’organisation (OB) 13 Taille Maximum 8 ko Profondeur d’imbrication : Par classe de priorité 8 Supplémentaire à l’intérieur d’un OB 4 d’erreur Bloc fonctionnel (FB) 128 Taille Maximum 8 ko Fonctions (FC) 128 Taille Maximum 8 ko Temporisations/compteurs Compteurs S7 64 Rémanence par défaut Z0 à Z7 43

Chapitre III

Automate programmable industrielle

Rémanence réglable Plage de comptage

Z0 à Z63 0 à 999

Temporisation S7 Rémanence par défaut Rémanence réglable Plage de comptage Zones d’adressage (entrées sorties) Numérique Spéciales Analogiques Analogiques intégrées Mémoire image (non réglable) Sauvegarde Avec pile Sans pile

128 Aucune temporisation permanente T0 à T7 10 ms à 9990 s 0.0 à 125.7/0.0 à 125.7 126.0 à 126.3/124.0 et 124.1 256 à 751/256 à 751 128 à 135/128 à 129 128 octets/128 octets Toutes les données 144 octets

Tableau III-2 : Zones de mémoire et de périphérie de la CPU

Fonctions de test et de diagnostique Etat/forçage de variables

Oui

Variables

Entrées, sorties, DP, temporisations, compteurs, mémentos

Nombres État de variables Forçage de variables

Maximum 30 Maximum 14

Forçage permanant Variables Nombres Nombres de points d’arrêts

Oui Entrées, sorties Maximum 10 2

Tampon de diagnostic Nombres d’entrées (non réglables)

Oui 100

Tableau III-3 : Fonction de test et de diagnostic

Interface de communication MPI Vitesse de transmission

19,2, 187,5 k Bauds

Tableau III-4 : Interface de communication MPI

44

Chapitre III

Automate programmable industrielle

Tensions, courants Tension d’alimentation Plage admissible Consommation (en marche à vide)

24 Vcc 20,4 à 28,8 V Typique 1,0 A

Tableau III-5 : Tensions et courants

Fonctions intégrées Compteur Fréquencemètre Positionnement

1 ou 2 selon la configuration utilisateur Maximum 10 kHz 1 voie Tableau III-6 : Fonctions intégrées de la CPU [15]

III.7.3 Les registres de la CPU III.7.3.1 Le mot d’état C’est un registre composé de 9 bites qui nous renseignent sur l’état de la CPU à chaque instant -

-

-

-

-

-

-

RB

BI1 BI0 DEB DM OU ETAT RLG /PI

Tableau III-7 : Les bites du mot d’état

III.7.3.1.1 Première interrogation /PI Le fonctionnement de ce bit est le suivant :  L’état de /PI est interrogé au même moment que l’état de l’opérande en cours ;  Si /PI est à 0, la CPU exécute la séquence comme étant une nouvelle, et met le bit /PI à 1. Seul le résultat de l’interrogation de l’opérande est mémorisé dans le RLG ;  Tant que /PI est à 1, le résultat de l’interrogation de l’opérande en cours est comparé, selon l’opération combinatoire effectuée, à celui mémorisé précédemment dans le RLG ;  La fin d’une séquence ou une instruction de saut conditionnel remet le bit /PI à 0.

III.7.3.1.2 Le bit du résultat logique RLG Il contient le résultat d’une opération combinatoire sur bits, ou le résultat d’une comparaison. Dans une séquence combinatoire, le résultat d’une interrogation est toujours combiné avec le RLG, suivant la règle booléenne établie, à condition que /PI soit à 1. Si ce dernier est à 0, c’est le contenu de l’opérande en cours qui lui est affecté. 45

Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.7.3.1.3 Le bit d’état Contient la valeur du bit en accès. Il est utilisé uniquement pour les opérations combinatoires ayant accès à la mémoire. Pour les opérations n’ayant pas accès aux mémoires, ce bit est à 1 et n’a pas de signification.

III.7.3.1.4 Le bit OU Ce bit est utilisé lors de l’utilisation de l’opération ET avant OU. Le RLG d’une séquence interne est transféré vers ce bit, pour pouvoir enregistrer le nouveau résultat dans le bit RLG.

III.7.3.1.5 Le bit de débordement DEB Il est mis à 1 par une opération arithmétique, une opération de conversion ou une opération de comparaison de nombres à virgule flottante lorsqu’il y a débordement.

III.7.3.1.6 Le bit de débordement mémorisé DM Il est mis à 1 au même moment que DEB, et le reste après la correction de l’erreur, il indique donc si une erreur s’est produite dans l’une des opérations exécutées précédemment. L’opération SPS le remet à 0.

III.7.3.1.7 Les bits indicateurs BI1 et BI0 Ils donnent des informations sur les résultats des opérations suivantes, avec ou sans débordement :  Le résultat d’une opération arithmétique ;  Le résultat d’une opération de comparaison ;  Le résultat d’une opération combinatoire sur mots ;  Les bits décalés par une opération de rotation ou de décalage.

III.7.3.1.8 Le bit du résultat binaire RB Il constitue un lien entre le traitement d’opérations combinatoires sur bits et sur mots. En effet, il permet d’utiliser le résultat d’une opération sur mots, comme étant un résultat binaire, et l’intégrer à une séquence combinatoire sur bits. Il correspond aussi à la sortie de validation ENO les FB et les FC.

46

Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.7.3.2 Accumulateur 1 et accumulateur 2 Registres sur 32 bites, qui permettent de traiter des octets, des mots ou des doubles mots. Ils sont utilisés pour le chargement des opérandes. Le résultat d’une opération, se trouve toujours dans l’accumulateur 1.

III.7.3.3 Registre d’adresse AR1 et AR2 Deux registres sur 32 bites renfermant les adresses des opérandes en court d’utilisation.

III.7.3.4 Pile des parenthèses Octet de mémoire utilisé pour des combinaisons d’expressions entre parenthèse, on peut avoir jusqu’a 7 niveaux de parenthèses, appelées « entrées », chaque entrée englobe les bites du mot d’état suivants : RLG, RB, OU. L’opération fermer parenthèse «) » ferme l’expression entre parenthèse et extrait une entrée de la pile, puis définit le nouveau RLG qui est le résultat de la combinaison du RLG en cours avec celui mis dans la pile des parenthèses.

III.7.4 Module d’alimentation Divers modules d’alimentation sont mis à disposition pour l’alimentation du S7-300 et des capteurs/actionneurs en 24 V cc. Le module d’alimentation utilisé dans ce projet est : PS 307, 5A qui présente les propriétés suivantes :  Courant de sortie 5A ;  Tension nominale de sortie 24 V cc, stabilisée, tenue aux courts-circuits et à la marche à vide ;  Raccordement à un réseau alternatif monophasé (tension nominale d’entrée 120/130 Va cc, 50/60 Hz) ;  Séparation de sécurité des circuits selon EN 60 950 ;  Peut servir de tension d’alimentation des capteurs et actionneurs.

47

Chapitre III

Automate programmable industrielle

Figure III-4 : Module d’alimentation

48

Chapitre III

Automate programmable industrielle

III.8 Conclusion Dans ce chapitre on a vu la structure modulaire d’un automate programmable ainsi que son architecture interne. Par suite on a focalisé notre étude sur l’automate S7-300 en mettant en avant ses caractéristiques techniques pour une meilleure exploitation pendant sa programmation qui sera l’objet du chapitre IV.

49

50

Chapitre IV

Application

IV.1 Introduction Dans ce chapitre nous allons d’abord présenter la problématique ensuite nous donnerons une description générale des systèmes automatisés vient après, la modélisation du fonctionnement de la trémie portuaire et son GRAFCET et enfin nous passerons à l’élaboration du programme d’automatisation et la supervision avec le Visual Basic.

IV.2 Systèmes automatisés IV.2.1 Définition de l’automatisation [12] L’automatisation d’une production consiste à transformer l’ensemble des tâches de commande et de surveillance, réalisées par des opérateurs humains, dans un ensemble d’objets techniques appelés partie commande. Cette dernière mémorise le savoir faire des opérateurs, pour obtenir l’ensemble des actions à effectuer sur la matière d’œuvre, afin d’élaborer le produit final.

IV.2.2 Objectif de l’automatisation [12] Hors les objectifs à caractères financiers on trouve :  Éliminer les tâches répétitives ;  Simplifier le travail de l'humain ;  Augmenter la sécurité ;  Accroître la productivité ;  Économiser les matières premières et l'énergie ;  S’adapter à des contextes particuliers ;  Maintenir la qualité.

IV.2.3 Structure d’un système automatisé [13] Tout système automatisé est composé de deux parties principales : partie opérative et partie commande. Ces deux parties s’échangent les informations entre elles à l’aide des capteurs et près-actionneurs comme le montre la figure IV.1. La partie opérative procède au traitement des matières d’œuvre afin d’élaborer le produit finale. La partie commande coordonne la succession des actions sur la partie opérative dans le but d’obtenir le produit final.

51

Chapitre IV

Application

La communication entre la partie opérative et la partie commande se fait par l’intermédiaire d’une interface, cette dernière est constituée par l’ensemble de capteurs et préactionneurs.

Figure IV-1 : Structure d’un système automatisé.

IV.3 Modélisation du fonctionnement de la trémie portuaire Pour reproduire au mieux le cycle de fonctionnement de la trémie portuaire, on utilisera un modèle de représentation séquentiel qui est le Grafcet.

IV.3.1 GRAFCET [14] Le Grafcet (graph fonctionnel de commande étapes-transitions), est un outil graphique de définition pour l'automatisme séquentiel, en tout ou rien. Mais il est également utilisé dans beaucoup de cas combinatoires, dans le cas où il y a une séquence à respecter mais où l'état des capteurs suffirait pour résoudre le problème en combinatoire. Il utilise une représentation graphique. C'est un langage clair, strict mais sans ambiguïté, permettant par exemple au réalisateur de montrer au donneur d'ordre comment il a compris le cahier des charges. Langage universel, indépendant (dans un premier temps) de la réalisation pratique (peut se "câbler" par séquenceurs, être programmé sur automate voire sur ordinateur).

52

Chapitre IV

Application

IV.3.1.1 Éléments d’un GRAFCET Un Grafcet est composé d'étapes, de transitions et de liaisons. Une LIAISON est un arc orienté (ne peut être parcouru que dans un sens). A une extrémité d'une liaison il y a UNE (et une seule) étape, à l'autre UNE transition. On la représente par un trait plein rectiligne, vertical ou horizontal. Una verticale est parcourue de haut en bas, sinon il faut le préciser par une flèche. Une horizontale est parcourue de gauche à droite, sinon le préciser par une flèche. Une ETAPE correspond à une phase durant laquelle on effectue une ACTION pendant une certaine DUREE (même faible mais jamais nulle). L'action doit être stable, c'est à dire que l'on fait la même chose pendant toute la durée de l'étape, mais la notion d'action est assez large, en particulier composition de plusieurs actions, ou à l'opposé l'inaction (étape dite d'attente). On représente chaque étape par un carré, l'action est représentée dans un rectangle à gauche, l'entrée se fait par le haut et la sortie par le bas. On numérote chaque étape par un entier positif, mais pas nécessairement croissant par pas de 1, il faut simplement que jamais deux étapes différentes n'aient le même numéro. Une TRANSITION est une condition de passage d'une étape à une autre. Elle n'est que logique (dans son sens Vrai ou Faux), sans notion de durée. La condition est définie par une RECEPTIVITE qui est généralement une expression booléenne (c.à.d. avec des ET et des OU) de l'état des CAPTEURS. On représente une transition par un petit trait horizontal sur une liaison verticale. On note à droite la réceptivité, on peut noter à gauche un numéro de transition (entier positif, indépendant des numéros d'étapes). Dans le cas de plusieurs liaisons arrivant sur une transition, on les fait converger sur une grande double barre.

IV.3.1.2 Les règle d’évolutions D’après la norme NF C-03-190, le GRAFCET est régit par les cinq règles suivantes : Règle1 : l’étape initiale est représentée par un double carré, elle est activée à l’initialisation de l’automatisme sans conditions, c'est-à-dire au début de fonctionnement du système. Règle2 : une transition est soit validée, ou non validée. Elle est validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes sont activées, mais elle ne peut être franchie que si la réceptivité qui lui est associé est vraie. 53

Chapitre IV

Application

Règle3 : le franchissement d’une transition entraine l’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes précédentes. Règle4 : plusieurs transitions simultanément franchissables, sont simultanément franchises. Règle5 : si au cours du fonctionnement, une même étape doit être à la fois activée et désactivée, alors elle reste activée.

IV.3.2 Problématique Les raisons qui ont poussé le service manutention à faire appel pour l’élaboration d’une automatisation, sont les suivantes:

 Le processus de déchargement de la matière première (sucre roux, céréales) étant manuellement commandé à travers une armoire à relai ;  L’augmentation de nombres de pannes qui causent des retards de production ;  D’introduire une supervision dédiée à ce processus.

IV.3.3 Élaboration du GRAFCET de la trémie portuaire Avant d’élaborer le GRAFCET il est important de définir le cahier des charges qui représente les exigences et les conditions de fonctionnement.

IV.3.3.1 Cahier des charges Après l’ouverture des cales lors de l’accostage du bateau, le cycle de déchargement du produit semi-finie (sucre roux, céréales) est entamé des le démarrage du compresseur pour alimenter les vérins à double effet destiné à régler le télescope dont le rôle est d’extraire la quantité de produit souhaité. La commande des vérins s’effectue par la pression grâce à des électrovannes qui s’enclenchent par ordre du pressostat. Le sécheur reçoit l’air humide qui le déshumidifie avant qu’il soit injecté au circuit air comprimé. L’aspiration aussi entamée afin de récupérer la poudre de sucre roux éparpillée dans la jetée. Elle est assurée par un système de vis sans fin, filtre et ventilation, la vis(a) démarre en premier lieu, puis la vis(b), puis le filtre (Fb1) actionne ainsi la ventilation (VTb1), et se même pour le filtre (Fb2) et la ventilation (VTb2).Puis la vis(c), puis le filtre (Fc1) actionné ainsi que le ventilateur (VTc1), et de même pour le filtre (Fc2) et le ventilateur (VTc2). Les tapis TBEX1A et TBEX1B se mettent en marche après démarrage du TB1A (autorisation de démarrage). 54

Chapitre IV

Application

Si les tapis ne démarrent pas après 10mn, l’aspiration s’arrête. Si le circuit est en marche complet, et que les tapis s’arrêtent pour une raison ou une autre, 15mn après, l’aspiration s’arrête. S’il y a bourrage de la vis, la vis s’arrête. S’il y a bourrage de TBEX, le tapis s’arrête. S’il y a déport bande, le tapis s’arrête après 5s. S’il y a arrêt d’urgence, le TBEX s’arrêt. Si le contrôle de rotation détecte une anomalie, le tapis TBEX s’arrête. Si le niveau filtre est haut, le filtre et le ventilo s’arrêtent.

IV.3.3.2 Cycle de fonctionnement de la trémie portuaire On peut résumer le fonctionnement de la trémie portuaire

en trois étapes

principales :  Etape1 : Activation de compresseur, sécheur et choix du niveau ;  Etape2 : Activation de l’aspiration ;  Etape3 : Activation des extracteurs(les tapis).

55

Chapitre IV

Application

IV.3.3.3 GRAFCET de la trémie portuaire IV.3.3.3.1 GRAFCET principale de la trémie

1

dc

2

DCOMP

2s/X2.rmcomp

3

DSECH

ps.rmsech

4

nh

6

nb

OEV1H

OEV2H

5

pos1h.pos2h

OEV1B

OEV2B

pos1b.pos2b

7

ad

ad

30

26

38

600s/x38

39

db2. au2. cr2. br2

32

au2+cr2+br2

au1. cr1. br1.db1

TBEX1B

br2. au2. cr2. db2.4s/x30

5s/x32.rmtbex1b

33

31

TBEX1B

br1. au1. cr1. db1

29

au1+br1+cr1

27

TBEX1A

28

rmtbex1b

34

ass

TBEX1A

rmtbex1a.5s/x27

TBEX1B

rmtbex1b

OASS

rmtbex1a

TBEX1A

rmtbex1a

35

rmtbex1a

rmtbex1b

rmtbex1a. rmtbex1b

36

900s/x36

37

OASS

ass

.

IV.3.3.3.2 GRAFCET de la macro étape 7 56

Chapitre IV

Application 7

brva.

ass

brva.

8

ass

DVA

2s/x8.rmva

9

brvb

brvb

10

DVB

2s/x10.rmvb

11

nhfb1

nhfb1

12

DFB1

2s/x12.rmfb1

13

DVTB1

2s/x13.rmvtb1

14

nhfb2

15

nhfb2

DFB2

2s/x15.rmfb2

16

DVTB2

2s/x16.rmvtb2

17

brvc

brvc

18

DVC

2s/x18.rmvc

19

nhfc1

20

nhfc1

DFC1

2s/x20.rmfc1

21

DVTC1

2s/x21.rmvtc1

22

nhfc2

23

nhfc2

DFC2

2s/x23.rmfc2

24

DVTC2

2s/x24.rmvtc2

.

IV.4 Elaboration du programme d’automatisation de la trémie portuaire 57

Chapitre IV

Application

Le Step7 est l’un des logiciels les plus utilisés dans l’industrie. Dans ce présent chapitre nous allons décrire en premier lieu la procédure à suivre pour la création et la configuration matérielle d’un projet d’automatisation ainsi que la structure d’un projet, et en second lieu nous posséderons à l’élaboration du programme de la trémie portuaire.

IV.4.1 Présentation générale de logiciel STEP7 [15] IV.4.1.1 Définition du logiciel Step7 fait parti de l’industrie logiciel SIMATIC. Il représente le logiciel de base pour la configuration et la programmation de système d’automatisation. Les tâches de bases qu’il offre à son utilisateur lors de la création d’une solution d’automatisation sont :  La création et gestion de projet ;  La configuration et le paramétrage du matériel et de la communication ;  La gestion des mnémoniques ;  La création des programmes ;  Le chargement des programmes dans les systèmes cibles ;  Le teste de l’installation d’automatisation ;  Le diagnostique lors des perturbations des l’installation.

IV.4.1.2 Applications du logiciel de base STEP 7 Le logiciel Step7 met à disposition les applications suivantes :  Le gestionnaire de projet ;  La configuration du matériel ;  L’éditeur de mnémoniques ;  L’éditeur de programmes CONT, LOG et LIST ;  La configuration de la communication NETPRO ;  Le diagnostique du matériel.

IV.4.1.2.1 Gestionnaire de projet SIMATIC Manager Le gestionnaire de projets SIMATIC Manager gère toutes les données relatives à un projet d’automatisation, il démarre automatiquement les applications requises pour le traitement de données sélectionnées. La figure IV.2 représente la fenêtre qui apparait au lancement de SIMATIC Manager. 58

Chapitre IV

Application

IV.4.1.2.2 Configuration du matériel HW Config HW Config est utilisé pour configurer et paramétrer le support matériel dans un projet d’automatisation.

IV.4.1.2.3 Editeur de mnémoniques Il permet la gestion de toutes les variables globales. En effet il définit des désignations symboliques et des commentaires pour les signaux du processus (entrées/sorties), les mémentos, les blocs de données, les temporisations et les compteurs. La table des mnémoniques qui en résulte est mise à disposition de toutes les applications. La modification de l’un des paramètres d’une mnémonique est de ce fait reconnue automatiquement par toutes les applications.

Figure IV.2 : Table de mnémoniques

IV.4.1.2.4 Editeur de programme 59

Chapitre IV

Application

Les langages de base proposés sont :  Le schéma à contact (CONT), langage graphique similaire aux schémas de circuit à relais, il permet de suivre facilement le trajet du courant ;  Liste d’instruction (LIST), langage textuel de bas niveau, à une instruction par ligne, similaire au langage assembleur ;  Le logigramme (LOG), langage de programmation graphique qui utilise les boites de l’algèbre de Boole pour représenter les opérations logiques. L’éditeur de programme permet aussi la visualisation et forçage de variables.

IV.4.1.2.5 Configuration de communication Net Pro La configuration et le paramétrage de réseaux se font à l’aide de l’application Net Pro. Elle permet de :  Créer une vue graphique du réseau en question ainsi que les sous-réseaux qui le constituent ;  Déterminer les propriétés et les paramètres de chaque sous-réseau.

IV.4.1.2.6 Diagnostique du matériel Le diagnostique du matériel fournit un aperçu de l’état du système d’automatisation. Dans une représentation d’ensemble, un symbole permet de préciser pour chaque module, s’il est défaillant ou pas. Une double clique sur le module défaillant permet d’affiche les informations détaillées sur le défaut. Avec le diagnostique, on peut avoir des informations générales sur les modules, les causes des erreurs, comme on peut détecter les causes des défaillances dans un programme.

IV.4.1.3 Création du projet avec Step7 Pour créer un projet avec Step7 on peut lancer l’assistant de création de projet Step7, ou créer directement un projet que l’on configurera soi même.

IV.4.1.3.1 Utilisation de l’assistant de création d’un projet Par défaut l’assistant de création de projet apparait à chaque démarrage de SIMATIC Manager, si ce n’est pas le cas, son lancement se fait en passant le menus fichier>assistant ‘nouveau projet’. Cet assistant permet de créer un projet avec une interface simple. Les étapes à suivre sont les suivants : 60

Chapitre IV

Application

Etape1 : Cliquer sur le bouton « suivant » ; Etape2: Il faut choisir la CPU utilisée pour le projet, la liste contient normalement toutes les CPU supportées par la version de Step7 utilisée, dans le champ « nom de la CPU » il faut donner un nom à la CPU cela peut s’avérer utile dans le cas où l’on utilise plusieurs CPU dans un même projet ; il faut aussi choisir une adresse MPI pour la CPU, si l’on utilise une seule CPU la valeur par défaut est 2 ; Etape3 : Dans cet écran on insère des blocs dont OB1 est le bloc principal ; on doit aussi choisir un langage de programmation parmi les trois proposés (LIST, CONT ou LOG) ; Etape4 : On nome le projet et on clique sur Créer. Le projet est maintenant crée, on peut visualiser une arborescence à gauche de la fenêtre qui s’est ouverte.

IV.4.1.3.2 Création d’un nouveau projet sans l’assistant de création de projet Cette méthode est un peu plus compliquée, mais permet de mieux gérer le projet. Dans la fenêtre SIMATIC Manager, cliquer sur fichier >Nouveau, une fenêtre demandant un nom de projet s’ouvre. Il faut donc donner un nom au projet puis valider par ok. La fenêtre du projet s’ouvre. Le projet est vide il faut lui insérer une station SIMATIC, cela est possible en cliquant sur le projet avec le bouton droit puis insérer un nouveau objet>Station SIMATIC 300. La station SIMATIC n’est pas toujours configurer, il faut passer à l’étape de configuration matérielle, qui peut être réalisée en procédant de la manière suivante :  Cliquez sur la station. Elle contient l’objet « matériel » ;  Ouvrez l’objet « matériel ». la fenêtre HW Config Configuration matérielle » s’ouvre ;  Etablissez la configuration de la station dans la fenêtre « configuration matérielle » ; Vous disposez à cet effet d’un catalogue de module que vous pouvez afficher, si il n’est pas déjà, par la commande Affichage>Catalogue.  Insérez d’abord un châssis/profilé support du catalogue des modules dans la fenêtre vide. Ensuite, sélectionnez des modules que vous disposez aux emplacements d’affichage du châssis/profilé support. Il faut configurer une CPU au moins par station.

61

Chapitre IV

Application

Figure IV.3 : Configuration du matériel

IV.4.1.3.3 Hiérarchie d’un projet Dans SIMATIC Manager, la hiérarchie d'objets pour les projets et bibliothèques est similaire à la structure des répertoires comportant des dossiers et fichiers dans l'explorateur de Windows. La figure suivante donne un exemple de hiérarchie d’objet

Figure IV.4 : Hiérarchie d’un projet Step7

62

Chapitre IV 

Application

Objet projet : trémie portuaire cevital ;

 Objet station : SIMATIC 300 ;  Objet Module programmable : CPU 300IFM ;  Objet programme S7/M7 : programme S7 ;  Objet dossier sources ;  Objet dossier blocs. Les objets servent :  De supports de propriétés ;  De dossiers ;  De supports de fonctions (par exemple pour le démarrage d’une application précise).

IV.4.1.4 Présentation du PLCSIM L'application de simulation de modules S7-PLCSIM nous permet d'exécuter et de tester notre programme dans l’automate programmable (AP) que l’on le

simule dans

l’ordinateur ou dans la console de programmation. La simulation étant complètement réalisée au sein du logiciel STEP 7, il n'est pas nécessaire qu'une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou module de signaux). S7-PLCSIM dispose d'une interface simple qui nous permet de visualiser et de forcer les différents paramètres utilisés par le programme (comme, par exemple, d'activer ou de désactiver des entrées). Tout en exécutant notre programme dans l'AP de simulation, nous avons également la possibilité de mettre en œuvre les diverses applications du logiciel STEP7 comme, par exemple, la table des variables (VAT) afin d'y visualiser et d'y forcer des variables.

63

Chapitre IV

Application

Figure IV.5 : Simulateur PLCSIM

IV.5 Application Dans cette partie nous allons présenter le

programme élaboré gérant le

fonctionnement automatique de la Trémie réalisé sous Step7

IV.5.1 Procédure suivie pour la programmation de l’automate S7-300 IV.5.1.1 Attribution des adresses D’après la liste des différents capteurs, actionneurs et pré- actionneur réalisée au chapitre précédent, et pour que l’automate soit en liaison avec la partie opérative et coordonner la succession et le déroulement des étapes il faut qu’il y un échange d’informations en permanence avec la partie opérative et ce à travers les différents capteurs et pré-actionneurs qu’on doit relier à l’automate dans des emplacements spécifiques qui correspondent à des adresses physiques sur les modules entrées sorties. La liste des tableaux suivants représente les adresses détaillée des entrées et sorties qui sont liés à l’automate

64

Chapitre IV

Application

IV.5.1.1.1 Les modules d’entrées

Entrées E 0.0 E 0.1 E 0.2 E 0.3 E 0.4 E 0.5 E 0.6 E 0.7

Description Bouton poussoir arrêt cycle Bouton poussoir démarrage de cycle Relai compresseur Relai de sécheur Pressostat Choix de la position haute Choix de la position bas Capteur de position 1 haut

Symbole Init dc rmcomp rmséch ps nh nb pos1h

Tableau IV.1 : Module d’entrée 1

Entrées E 1.0 E 1.1 E 1.2 E 1.3 E 1.4 E 1.5 E 1.6 E 1.7

Description Capteur de position 2 haut Capteur de position 1 bas Capteur de position 2 bas Capteur de bourrage de la vis(a) Relai de la vis(a) Capteur de bourrage de la vis(b) Relai de la vis(b) Capteur de niveau haut de filtreB1

Symbole pos2h pos1b pos2b brva rmva brvb rmvb nhfb1

Tableau IV.2 : Module d’entrée 2

Entrées E 2.0 E 2.1 E 2.2 E 2.3 E 2.4 E 2.5 E 2.6 E 2.7

Description Relai de filtreB1 Relai de ventilons VTB1 Capteur de niveau haut de filtreB2 Relai de filtreB2 Relai de ventilons VTB2 Capteur de bourrage de la vis(c) Relai de la vis(c) Capteur de niveau haut de filtreC1

Symbole rmfb1 rmvtb1 nhfb2 rmfb2 rmvtb2 Brvc Rmvc nhfc1

Tableau IV.3 : Module d’entrée 3

65

Chapitre IV

Entrées E 3.0 E 3.1 E 3.2 E 3.3 E 3.4 E 3.5 E 3.6 E 3.7

Application

Description Relai de filtreC1 Relai de ventilons VTC1 Capteur de niveau haut de filtreC2 Relai de filtreC2 Relai de ventilons VTC2 Autorisation de démarrage pour les tapais Relai de TBEX1A Capteur de bourrage de TBEX1A

Symbole rmfc1 rmvtc1 nhfc2 rmfc2 rmvtc2 Ad rmtbex1a br1

Tableau IV.4 : Module d’entrée 4

Entrées E 4.0 E 4.1 E 4.2 E 4.3 E 4.4 E 4.5 E 4.6 E 4.7

Description Contrôle de rotation de TBEX1A Arrêt d’urgence de TBEX1A Capteur de déport de bande de TBEX1A Relai de TBEX1B Capteur de bourrage de TBEX1B Contrôle de rotation de TBEX1B Arrêt d’urgence de TBEX1B Relai Arrêt de l’aspiration

Symbole cr1 au1 db1 rmtbex1b br2 cr2 au2 Ass

Tableau IV.5 : Module d’entrée 5

Entrées E 5.0 E 5.1 E 5.2 E 5.3 E 5.4 E 5.5 E 5.6 E 5.7

Description Capteur de déport de bande de TBEX1B

Symbole db2

Tableau IV.6 : Module d’entrée 6

66

Chapitre IV

Application

IV.5.1.1.2 Les modules de sorties

Sortie A 8.0 A 8.1 A 8.2 A 8.3 A 8.4 A 8.5 A 8.6 A 8.7

Description Démarrage de compresseur Démarrage de sécheur Ouverture de la vanne V1H Ouverture de la vanne V2H Ouverture de la vanne V1B Ouverture de la vanne V2B Démarrage vis(a) Démarrage vis(b)

Symbole Comp Séch OEV1H OEV2H OEV1B OEV2B DVA DVB

Tableau IV.7: Module de sortie 1

Sortie A 9.0 A 9.1 A 9.2 A 9.3 A 9.4 A 9.5 A 9.6 A 9.7

Description Démarrage filtre b1 Démarrage ventilons b1 Démarrage filtre b2 Démarrage ventilons b2 Démarrage vis(c) Démarrage filtre c1 Démarrage ventilons c1 Démarrage filtre c2

Symbole DFB1 VTB1 DFB2 VTB2 DVC DFC1 VTC1 DFC2

Tableau IV.8: Module de sortie2

Sortie A 10.0 A 10.1 A 10.2 A10.3 A 10.4 A 10.5 A 10.6 A 10.7

Description Démarrage ventilons c2 Démarrage TBEX1A Démarrage TBEX1B Arrêter l’aspiration

Symbole VTC2 TBEX1A TBEX1B OASS

Tableau IV.9: Module de sortie 3

67

Chapitre IV

Application

IV.5.1.2 Création de la table des mnémoniques Pour améliorer la lisibilité et la clarté de notre programme, nous avons utilisé des mnémoniques à la place des adresses absolues. Pour cala nous avons créé une table de mnémoniques dans laquelle nous avons défini pour chaque opérande utilisée un nom d’adresse absolue, le type de données ainsi qu’un commentaire. Les mnémoniques ainsi définies pourront être utilisées dans l’ensemble du programme. Le tableau suivant représente la table des mnémoniques qu’on a utilisées dans notre programme : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Mnémonique comp séch OEV1H OEV2H OEV1B OEV2B DVA DVB DFB1 VTB1 DFB2 VTB2 DVC DFC1 VTC1 DFC2 VTC2 TBEX1A TBEX1B Init dc rmcomp rmséch ps nh nb Pos1h Pos2h Pos1b Pos2b brva rmva brvb

Opérande A 8.0 A 8.1 A 8.2 A 8.3 A 8.4 A 8.5 A 8.6 A 8.7 A 9.0 A 9.1 A 9.2 A 9.3 A 9.4 A 9.5 A 9.6 A 9.7 A 10.0 A 10.1 A 10.2 E 0.0 E 0.1 E 0.2 E 0.3 E 0.4 E 0.5 E 0.6 E 0.7 E 1.0 E 1.1 E 1.2 E 1.3 E 1.4 E 1.5

Type BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL

Commentaire Démarrage de compresseur Démarrage de sécheur Ouverture de la vanne V1H Ouverture de la vanne V2H Ouverture de la vanne V1B Ouverture de la vanne V2B Démarrage vis(a) Démarrage vis(b) Démarrage filtre b1 Démarrage ventilons b1 Démarrage filtre b2 Démarrage ventilons b2 Démarrage vis(c) Démarrage filtre c1 Démarrage ventilons c1 Démarrage filtre c2 Démarrage ventilons c2 Démarrage TBEX1A Démarrage TBEX1B Bouton poussoir arrêt cycle Bouton poussoir départ cycle Retour marche compresseur Retour marche sécheur Pressostat Choix de position haut Choix de position bas Capteur de position 1 haut Capteur de position 2 haut Capteur de position 1 bas Capteur de position 2 bas Capteur de bourrage vis(a) Relai de la vis(a) Capteur de bourrage de vis(b)

34 35

rmvb nhfb1

E 1.6 E 1.7

BOOL BOOL

Relai de la vis(b) Capteur de niveau haut FB1 68

Chapitre IV

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Application

rmfb1 rmvtb1 nhfb2 rmfb2 rmvtb2 brvc rmvc nhfc1 rmfc1 rmvtc1 nhfc2 rmfc2 rmvtc2 ad rmtbex1a br1 Cr1 au1 db1 rmtbex1b br2 cr2 au2 ass db2 OASS

E 2.0 E 2.1 E 2.2 E 2.3 E 2.4 E 2.5 E 2.6 E 2.7 E 3.0 E 3.1 E 3.2 E 3.3 E 3.4 E 3.5 E 3.6 E 3.7 E 4.0 E 4.1 E 4.2 E 4.3 E 4.4 E 4.5 E 4.6 E 4.7 E 5.0 A10.3

BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL

Relai de filtre B1 Relai de ventilons VTB1 Capteur de niveau haut de filtreB2 Relai de filtreB2 Relai de ventilons VTB2 Capteur de bourrage de la vis(c) Relai de vis(c) Capteur de niveau haut de filtre C1 Relai de filtre C1 Relai de ventilons VTC1 Capteur de niveau haut de filtre C2 Relai de filtre C2 Relai de ventilons VTC2 Autorisation de démarrage pour les deux tapis relai de tapis TBEX1A Capteur de bourrage de TBEX1A Contrôle de rotation de TBEX1A Arrêt d’urgence de TBEX1A Capteur de déport de bande de TBEX1A Relai de TBEX1B Capteur de bourrage de TBEX1B Contrôle de rotation de TBEX1B Arrêt d’urgence de TBEX1B Relai arrêt de l’aspiration Capteur de déport band de TBEX1B Arrêter l’aspiration

Mcomp MTsech MAMsech MNH MNB MVA MTVB MAMVB MTFB1 MAMFB1 MTVTB1 MAMVTB1 MTFB2

M 0.0 M 0.1 M 0.2 M 0.3 M 0.4 M 0.5 M 0.6 M 0.7 M 1.0 M 1.1 M 1.2 M 1.3 M1.4

BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL

Mémento démarrage compresseur Mémento Mémento Mémento niveau haut Mémento niveau bas Mémento marche arrêt vis(a) Mémento temporisation vis(b) Mémento marche arrêt vis(b) Mémento temporisation filtre (b1) Mémento marche arrêt filtre (b1) Mémento temporisation ventilation (b1) Mémento marche arrêt ventilation (b1) Mémento temporisation filtre (b2)

69

Chapitre IV

83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

MAMFB2 MTVTB2 MAMVTB2 MTVC MAMVC MTFC1 MAMFC1 MTVTC1 MAMVTC1 MTFC2 MAMFC2 MTVTC2 MAMVTC2 MTDBTBE X1A MAMTBEX 1A MTDBTBE X1B MTTBEX1 B MAMTBEX 1B

Application

M1.5 M1.6 M1.7 M2.0 M2.1 M2.2 M2.3 M2.4 M2.5 M2.6 M2.7 M3.0 M3.1 M3.2

BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL

Mémento marche arrêt filtre (b2) Mémento temporisation ventilation (b2) Mémento marche arrêt ventilation (b2) Mémento temporisation vis (c) Mémento marche arrêt vis (c) Mémento temporisation filtre (c1) Mémento marche arrêt filtre (c1) Mémento temporisation ventilation (c1) Mémento marche arrêt ventilation (c1) Mémento temporisation filtre (c2) Mémento marche arrêt filtre (c2) Mémento temporisation ventilation (c2) Mémento marche arrêt ventilation (c2) Mémento temporisation déport band TBEX1A

M3.3

BOOL

Mémento marche arrêt TBEX1A

M3.4

BOOL

Mémento temporisation déport band TBEX1B

M3.5

BOOL

Mémento temporisation TBEX1B

M3.6

BOOL

Mémento marche arrêt TBEX1B

Tableau IV.10: Table des mnémoniques

IV.5.1.3 Création de l’OB principale Le bloc d’organisation (OB1) constitue l’interface entre le système d’exploitation et le programme qu’on a élaboré. Il est appelé par le système d’exploitation qui gère le traitement de programme cyclique, ainsi que le comportement à la mise en route de l’automate programmable et le traitement des erreurs.

IV.5.1.4 Programme Le programme de commande de la trémie portuaire est élaboré en langage de programmation LADDER qui est le plus exploité en industrie. L’OB1 est seul bloc utilisé pour la génération du programme qui est comme suit :

70

Chapitre IV

Application

71

Chapitre IV

Application

72

Chapitre IV

Application

73

Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

75

Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

80

Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

82

Chapitre IV

Application

83

Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

85

Chapitre IV

Application

86

Chapitre IV

Application

87

Chapitre IV

Application

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Chapitre IV

Application

89

Chapitre IV

Application

90

Chapitre IV

Application

91

Chapitre IV

Application

92

Chapitre IV

Application

93

Chapitre IV

Application

94

Chapitre IV

Application

95

Chapitre IV

Application

96

Chapitre IV

Application

IV.6 Elaboration d’une supervision de la trémie IV.6.1 Introduction a la supervision Lorsque la complexité des processus augmente et que les machines et installations doivent répondre à des spécifications de fonctionnalité toujours plus sévères, l'opérateur a besoin d'un maximum de transparence. Cette transparence s'obtient au moyen de l'Interface Homme-Machine (IHM). Un système IHM constitue l'interface entre l'homme (opérateur) et le processus (machine/installation). Le contrôle proprement dit du processus est assuré par le système d'automatisation. Un système IHM se charge des tâches suivantes:

IV.6.1.1 Représentation du process Le processus est représenté sur le pupitre opérateur. Lorsqu'un état du processus évolue p. ex., l'affichage du pupitre opérateur est mis à jour.

IV.6.1.2 Commande du processus L'opérateur peut commander le processus via l'interface utilisateur graphique. Il peut p. ex. définir une valeur de consigne pour un automate ou démarrer un moteur.

IV.6.1.3 Vue des alarmes Lorsque surviennent des états critiques dans le processus, une alarme est immédiatement déclenchée, p. ex. lorsqu'une valeur limite est franchie.

IV.6.1.4 Gestion des paramètres de processus et de machine Les paramètres du processus et des machines peuvent être enregistrés au sein du système IHM dans des recettes. Ces paramètres sont alors transférables en une seule opération sur l'automate pour démarrer la production d'une variante du produit par exemple. Le langage de programmation propriétaire Microsoft permettant de développer des applications pour Windows. Son nom provient des similitudes de ce langage avec le langage Basic auquel il apporte un environnement de développement visuel. Ce langage est le plus répandu dans l'industrie aux Etats-Unis devant le langage C++ et le Cobol. Il offre l'avantage de développer des applications "assez rapidement" et d'intégrer des modules externes, mais présente l'inconvénient de ne pas être portable sur les environnements non-MS. 97

Chapitre IV

Application

IV.6.2 Présentation du Visual Basic [16] Microsoft Visual Basic©, communément appelé VB, est un atelier de génie logiciel (AGL) de création d’applications Microsoft Windows©. La première version de VB sortie en 1991 avait pour vocation d’étendre le langage de programmation BASIC avec des fonctionnalités graphiques et de fournir un environnement convivial de développement d’applications dédiées Windows basé sur ces extensions. Avec l’arrivée d’Internet, VB a agrandi son registre en intégrant dans son offre des fonctionnalités Web avec par exemple un éditeur HTML. VB est un outil en perpétuelle évolution. Ainsi, la version 6.0 (octobre 1998) commence à introduire des concepts objets dans le langage BASIC et fournit tout un ensemble de fonctionnalités Web. VB est aussi le premier à intégrer les nouveaux standards Microsoft. Longtemps considéré comme un outil de prototypage rapide, il est maintenant le plus utilisé dans sa catégorie, son concurrent le plus sérieux étant le logiciel Delphi© de In prise. De nombreux particuliers utilisent VB en raison de son coût réduit, de sa simplicité et de son riche support technique. Avec l’arrivée de Windows NT et d’Internet, VB est devenu un outil incontournable dans le domaine industriel.

IV.6.2.1 Caractéristiques générales IV.6.2.1.1 Editeur graphique L’éditeur graphique de VB est WYSIWYG (what you see is what you get), ce qui signifie que la vision de l’interface donnée par l’éditeur lors de la conception est exactement celle obtenue lors de l’exécution. Ce concept facilite la mise au point de l’interface qui nécessite pas l’exécution

du

programme pour être visualisée. De plus, le processus de création d’une interface a été optimisé en utilisant, entre autres, les notions de glisser-déplacer ou de redimensionnement au moyen de la souris.

98

Chapitre IV

Application

IV.6.2.1.2 Langage Basic Le langage BASIC est à la base un langage interprété. À la compilation du projet, du code appelé p-code est généré, iI est ensuite traduit en code natif par la librairie dynamique MSVBVM60.dll au moment de l’exécution. C’est pourquoi il reste beaucoup moins performant que d’autres langages compilés tels que Visual C++ ou Turbo Pascal. Il convient donc parfaitement à la conception d’interface mais n’est pas approprié aux traitements lourds. De plus, cette caractéristique empêche l’utilisation de traitements développés en VB par d’autres langages compilés, alors que l’inverse est possible. En effet, toute fonction C++ peut être utilisée dans VB par l’intermédiaire d’une interface d’appel écrite en BASIC. Cette technique permet notamment d’accéder à l’ensemble des Bibliothèques systèmes de Windows. Toutefois, depuis la version 5.0, VB a ajouté une option de génération de code natif seulement accessible en version professionnelle ou entreprise. Les traitements sont ainsi optimisés mais, même natif, le code généré nécessite toujours l’utilisation de la librairie MSVBVM60.dll et ne propose pas d’interface d’appel utilisable par des outils de développement externes.

IV.6.2.1.3 Programmation événementielle La conception d’une application VB sort un peu du cadre standard de programmation. En effet, un programme traditionnel repose sur une procédure principale qui appelle des traitements en chaîne afin de remplir une tâche donnée. Une fois la tâche achevée, le programme s’arrête. Le point de départ d’une application VB est généralement une fenêtre qui s’affiche à son lancement. Par la suite, des événements sont envoyés à la fenêtre par le système opératoire ou l’utilisateur via le clavier et la souris. Le travail de programmation consiste alors à coder les traitements à exécuter en réponse à chacun de ces événements, le programme s’arrêtant lorsque la fenêtre principale de l’application est fermée. Ce mode de fonctionnement n’est pas propre à VB et se retrouve dans d’autres outils de développement d’applications graphiques et ce, indépendamment du système opératoire.

99

Chapitre IV

Application

IV.6.3 Interface VB considère une application comme un projet composé de feuilles (ou formulaires) pour la partie interface et de modules pour la partie traitement. Cette vision n’est pas spécifique à VB et se retrouve dans d’autres outils de développement d’interfaces Comme Delphi. L’environnement de développement VB est composé de sept fenêtres principales, voir la figure suivante : 

Barre de menu ;



Explorateur de projets ;



Fenêtre de feuille ;



Boîte à outils ;



Fenêtre propriétés ;



Fenêtre code ;



Présentation des feuilles.

Figure IV.6 : Environnement de développement VB

100

Chapitre IV

Application

IV.6.4 Création d'un projet Un projet est constitué d’un ensemble de feuilles, modules et modules de classe. Les principales étapes de création d’un projet VB sont les suivantes : 

création de l’interface : feuilles, contrôles, propriétés ;



codage : événements, procédures ;



débogage et test ;



création d’un exécutable et des fichiers d’installation.

IV.6.5 Compilation et Simulation Apres avoir créé le projet et termine la configuration, il est indispensable de vérifier la cohérence du projet, de contrôler la cohérence et de chercher les erreurs, a l’aide de compilateur. Apres le contrôle de cohérence, on passe a la création d’un exécutable voir figure IV.7.

Figure IV.7 : Interface de dialogue

101

Chapitre IV

Application

IV.7 Conclusion Dans ce chapitre on a vu la structure d’un système automatisé et le grafcet du son fonctionnement, pour conclure une programmation avec du step 7 langage a contact et une supervision avec du Visual Basic.

102

103

Conclusion et perspectives

Conclusion générale Au cours de ce travail nous avons réalisé l’étude et la modélisation du fonctionnement de la Trémie, ensuite nous avons élaboré un programme pour l’automate S7-300, ainsi qu’une supervision du système étudié. L’installation du nouvel automate S7-300 va permettre de résoudre les problèmes de pannes répétitives et le retard de déchargement. L’étude détaillée de la machine nous a permet de toucher à plusieurs disciplines que ça soit de l’informatique, la mécanique, l’instrumentation et la pneumatique. En étudiant les

composants de la machine en à pu saisir leurs principes de

fonctionnement. Ce projet a permet d’acquérir une méthodologie pour l’automatisation de système industriel et qui implique les étapes suivantes :  Le rôle et la place de la trémie dans l’environnement où elle est implantée ;  L’étude de la partie opérative de la machine en mettant en avant les caractéristiques techniques de ses éléments ;  Le choix du système de commande à utiliser selon la complexité de processus, le cout et les exigences de sécurité ;  La modélisation du fonctionnement de la machine en tenant compte des exigences formulées dans le cahier des charges ;  La traduction du model du fonctionnement de la machine en un programme exécutable dans la partie commande ce qui permettra de gérer le fonctionnement.  En fin, l’élaboration d’un programme de supervision de tout le système étudié. La période de stage qu’on à effectué à Cevital nous a permet de côtoyer le monde du travail et d’acquérir une discipline professionnelle. Dans ce projet nous avons fait une première approche à l’automatique il serait intéressant de :  Poursuivre dans ce créneau en intégrant un pupitre pour faciliter le dialogue hommemachine ;  Réaliser un réseau de communication entre les différents éléments de la ligne en utilisant le protocole PROFIBUS pour une synchronisation entre ces derniers ; Enfin nous souhaitons que les promotions futures puissent trouver dans notre travail les bases et la méthodologie pour l’automatisation d’un système industriel.

104

[1]

SALHI. O et AMSIS.N « Etude et conception d’une carte de commande d’expédition de sucre roux du bateau vers hangar à base d’un micro contrôleur ».

[2]

« Analyse fonctionnelle silos de cevital », rapport descriptif fonctionnel du système de supervision informatique ver2.0 du 22/04/02.

[3]

Documentation SERA automatique

[4]

Manuel d’utilisation modèle V18, V22 (PSAS, PEAS)

[5]

BENNAI. L et LOUAILECHE. S « Etude et automatisation d’une banderoleuse de palette au sein de cevital », promotion juin 2009.

[6]

Documentation technique DATASENSOR série SDS5.

[7]

P. Croser, J. Thomson, F. Ebel « Initiation à la pneumatique », édition festo didactic Gmbh & Co 01/2000.

[8]

S. MORENO et E. PEULOT « La pneumatique dans les systèmes automatismes de production », édition éducative.

[9]

Automates Nano et plate-forme d’automatisme Micro [104] Schneider Electric 1999.

[10]

M. Bertrand. Automates programmables industriels.

[11]

Automates programmables S7-300 caractéristiques électriques techniques des CPU SIMATIC 2001.

[12]

ISTI(Automatisation) présenté par : C.VRIGNON et M.THENAISIE.

[13]

Automatisme édition DUNOD collection agati 1993.

[14]

J.C.BOSSY, P.BRAND, P.FAUGERE, C.MERLAUD « Le grafcet sa pratique et ses applications », édition CASTEILLA. France 1985.

[15]

Siemens logiciel SIMATIC Step 7 version 5.3.

[16]

ZAK(D)-programme avec Microsoft Visual Basic 6.0, Eyrolles.

Sigle API S7-300 Init dc rmcomp rmséch ps nh nb pos1h pos2h pos1b pos2b brva rmva brvb rmvb nhfb1 rmfb1 rmvtb1 nhfb2 rmfb2 rmvtb2 brvc rmvc nhfc1 rmfb1 rmvtb1 nhfb2 rmfb2 rmvtb2 brvc rmvc nhfc1 rmfc1 rmvtc1 nhfc2 rmfc2 rmvtc2 Ad rmtbex1a br1 cr1 au1

Désignation Automate programmable industriel Automate programmable

Bouton poussoir arrêt cycle Bouton poussoir démarrage de cycle Relai compresseur Relai de sécheur Pressostat Choix de la position haute Choix de la position bas Capteur de position 1 haut Capteur de position 2 haut Capteur de position 1 bas Capteur de position 2 bas Capteur de bourrage de la vis(a) Relai de la vis(a) Capteur de bourrage de la vis(b) Relai de la vis(b) Capteur de niveau haut de filtreB1 Relai de filtreB1 Relai de ventilons VTB1 Capteur de niveau haut de filtreB2 Relai de filtreB2 Relai de ventilons VTB2 Capteur de bourrage de la vis(c) Relai de la vis(c) Capteur de niveau haut de filtreC1 Relai de filtreB1 Relai de ventilons VTB1 Capteur de niveau haut de filtreB2 Relai de filtreB2 Relai de ventilons VTB2 Capteur de bourrage de la vis(c) Relai de la vis(c) Capteur de niveau haut de filtreC1 Relai de filtreC1 Relai de ventilons VTC1 Capteur de niveau haut de filtreC2 Relai de filtreC2 Relai de ventilons VTC2 Autorisation de démarrage pour les tapais Relai de TBEX1A Capteur de bourrage de TBEX1A Contrôle de rotation de TBEX1A Arrêt d’urgence de TBEX1A

db1 rmtbex1b br2 cr2 au2 ass db2 A E Dcomp Dséch OEV1H OEV2H OEV1B OEV2B DVA DVB DFB1 VTB1 DFB2 VTB2 DVC DFC1 VTC1 DFC2 VTC2 TBEX1A TBEX1B OASS PS-300-10A KAMcomp KMcomp KAMséch KMséch PRcomp EV1h EV2h EV1b EV2b KAU1-TBEX1A KAU2-TBEX1A AU1-TBEX1A AU2-TBEX1A KAM TBEX1A KM TBEX1A KAU1-TBEX1B

Capteur de déport de bande de TBEX1A Relai de TBEX1B Capteur de bourrage de TBEX1B Contrôle de rotation de TBEX1B Arrêt d’urgence de TBEX1B Relai Arrêt de l’aspiration Capteur de déport de bande de TBEX1B Sortie de l’automate Entrée de l’automate Démarrage de compresseur Démarrage de sécheur Ouverture de la vanne V1H Ouverture de la vanne V2H Ouverture de la vanne V1B Ouverture de la vanne V2B Démarrage vis(a) Démarrage vis(b) Démarrage filtre b1 Démarrage ventilons b1 Démarrage filtre b2 Démarrage ventilons b2 Démarrage vis(c) Démarrage filtre c1 Démarrage ventilons c1 Démarrage filtre c2 Démarrage ventilons c2 Démarrage TBEX1A Démarrage TBEX1B Arrêter l’aspiration Module d’alimentation de l’automate Relais miniature 48VAC Contacteur 50A 48V Relais miniature 48VAC Contacteur 50A 48V Pressostat 0.6-10 BARS-1/4" GAZ Electrovanne Electrovanne Electrovanne Electrovanne Relais auxiliaire 48V Relais auxiliaire 48V Arrêt d’urgence a câble Arrêt d’urgence a câble Relais miniature 48V Contacteur 50A 48V Relais auxiliaire 48V

KAU2-TBEX1B AU1-TBEX1B AU2-TBEX1B KAM TBEX1B KM TBEX1B DBAV1A DBAV2A DBAR1A DBAR2A DBAV1B DBAV2B DBAR1B DBAR2B Q vis(A) KMVA QVTA KMVTA KAMFA Qvis(B) KMVB QVTB KMVTA KAMFA Qvis(B) KMVB QVTB KMVTB VAR Qvis(C) KMVC KMVTC KAMFC QVTD KMVTD KAMFD CR BR BRvis

Relais auxiliaire 48V Arrêt d’urgence a câble Arrêt d’urgence a câble Relais miniature 48V Contacteur 50A 48V Relais auxiliaire 48V Déport de bande Déport de bande Déport de bande Déport de bande Déport de bande Déport de bande Déport de bande Disjoncteur moteur thermique Contacteur 50A 48V Disjoncteur moteur thermique Relais auxiliaire 48V Relais miniature 48V Disjoncteur moteur thermique Contacteur 50A 48V Disjoncteur moteur thermique Contacteur 50A 48V Relais miniature 48V Disjoncteur moteur thermique Relais auxiliaire 48V Disjoncteur moteur thermique Contacteur 50A 48V ALTIVAR 58-55 KW Disjoncteur moteur thermique Relais auxiliaire 48V Relais auxiliaire 48V Relais auxiliaire 48V Disjoncteur moteur thermique Relais auxiliaire 48V Relais miniature 48V CR 6 150TR/MIN 24VDC Bourrage Détecteur inductive DIAM 16NO 20-250V AC/DC

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Démo XRelais 3.1

K

L

M

Démo XRelais 3.1

N

O

P

Démo XRelais 3.1

+24v DC

1 Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Q

Démo XRelais 3.1

48v AC

2 SORTIE

SORTIE

KAMcomp

3

KMcomp

KAMséch

AUTOMATE

KMséch

AUTOMATE PR comp

4

comp

séch

5

6

7

ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8

KAMcomp

KMcomp

AUTOMATE

KAMséch

KMséch

9

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

10

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

retour marche compresseur

Démo XRelais 3.1

0-48 AC Démo XRelais 3.1

retour marche sécheur

0-24v DC Démo XRelais 3.1

Préostat

11

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

retour marche-compresseur retour marche sécheur - Préostat UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA 2010

MCC5 Cevital

01

11

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

Démo XRelais 3.1

1

Démo XRelais 3.1

2

3

Démo XRelais 3.1

SORTIE

SORTIE

AUTOMATE

AUTOMATE

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

BN

BN

BN

BN

Démo XRelais 3.1 BU

4

Démo XRelais 3.1 BU

Démo XRelais 3.1 BU

Démo XRelais 3.1 BU

5

6

7

ENTREE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8 1

1

1

1

AUTOMATE 9

AUTOMATE

Démo XRelais 3.1Démo XRelais Démo 3.1 XRelais 3.1Démo XRelais 3.1 2EV2h

2EV1h

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

10

2EV2b

2EV1b

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

11

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

CHOIX DE NIVEAU UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

MCC5 2010

Cevital

02

11

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

Démo XRelais 3.1

L

M

N

O

P

Démo XRelais 3.1

1

Q

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1

AU1-TBEX1A 2 KAU2-TBEX1A

KAU1-TBEX1A

3 AU2-TBEX1A 4

KAU1-TBEX1A

KAU2-TBEX1A 5

6

AU-TBEX1A 7

ENTREE 8

AUTOMATE KAU1 TBEX1A

9

Démo XRelais 3.1

KAU2 TBEX1A

Démo XRelais 3.1

10

0-48v AC 0-24v DC

Démo XRelais 3.1

ARRET D'URGENCE TBEX1A 11

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

ARRET D'URGENCE TBEX1A UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

MCC5 2010

Cevital

03

11

A

B

C

D

E

F

Démo XRelais 3.1

G

H

I

J

K

Démo XRelais 3.1

1

Démo XRelais 3.1

L

M

N

O

P

Démo XRelais 3.1

Q

+24v DC

Démo XRelais 3.1

48v AC 230v AC

Démo XRelais 3.1

2

SORTIE

KMTBEX1A SORTIE

3

KAMTBEX1A AUTOMATE AUTOMATE

4

VARIATEUR TBEX1A

QTBEX1A 5

6

7

AU1

ENTREE AU2 SORTIE

ENTREE 8

ENTREE

KATBEX1ATB1B

AUTOMATE

KAM TBEX1A

9

KM TBEX1A

AUTOMATE

AUTOMATE

AUTOMATE

KATBEX1ATB1A

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

10

11

Démo XRelais 3.1

autorisation demarrage

Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE TBEX1A

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

N-232v AC 0-48v AC 0-24v DC

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

VARIATEUR TBEX1A

AUTORISATION DEMARAGE-RETOUR MACHE TBEX1A-VARIATEUR TBEX1A

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

2010

MCC5 Cevital

04 11

A

B

C

D

E

F

Démo XRelais 3.1

G

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I

J

Démo XRelais 3.1

K

L

M

N

Démo XRelais 3.1

O

P

Démo XRelais 3.1

Q +24v DC

1 48v AC

2

BN BU

Démo XRelais 3.1 BK

DBAV1A

DBAR1A

BK

3

BU BN XRelais 3.1 Démo

4

DBAV2A

DBAR2A

5

6

7 ENTREE

ENTREE

ENTREE

8 AUTOMATE

AUTOMATE

AUTOMATE

9

0-48v AC 10

11

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

CONTROLE ROTATION

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

BOURAGE

Démo XRelais 3.1

0-24v DC

DEPORT DE BANDE TBEX1A

TBEX1A

TBEX1A

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

MCC5

CR-BR-DBAV-DBAR TBEXIA

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

2010

Cevital

05

11

A

B

C

D

E

F

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

G

H

I

J

K

Démo XRelais 3.1

L

Démo XRelais 3.1

1

O

P

Q

Démo XRelais 3.1

+24vDC 48v AC 230v AC

Démo XRelais 3.1

SORTIE

2

3

N

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

AU1TBEX1B

M

Démo XRelais 3.1

KAAU1 TBEX1B

SORTIE

AUTOMATE

AUTOMATE

KAAU1 TBEX1B

KM TBEX1B KAAU2 TBEX1B

4 AU2TBEX1B KAAU2 TBEX1B

QTBEX1B

KAM TBEX1B

VARIATEUR -TBEX1B

5

AU1 6

7

AU2

ARAU-TBEX1B

8

SORTIE

ENTREE KATBEX1BTB1A

ENTREE ENTREE 9

KAAU1 TBEX1B

ENTREE

KAAU2 TBEX1B

KAM TBEX1B

KM TBEX1B AUTOMATE

AUTOMATE

KATBEX1BTB1A

AUTOMATE

AUTOMATE

AUTOMATE Démo XRelais 3.1

10

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

11

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

ARRET D'URGENCETBEX1B AUTORISATION RETOUR MARCHE DEMARRAGE TBEX1B LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

N-232v AC 0-48v AC

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

VARIATEUR TBEX1B

AU-AUTORISATION DEMARRAGE-RETOUR MARCHE-VARIATEUR TBEX1A

MCC5

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

Cevital

2010

06

11

A

B

1

C

D

Démo XRelais 3.1

E

F

G

H

I

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K

L

M

N

O

P

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

Q

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1

2 BN BU

Démo XRelais 3.1 BK

DBAV1B

BK

3

DBAR1B

BU BN XRelais 3.1 Démo

4

5

DBAV2B

DBAR2B

6

7 ENTREE

ENTREE

ENTREE 8 AUTOMATE

AUTOMATE

AUTOMATE 9

Démo XRelais 3.1

10

11

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

CONTROLE ROTATION TBEX1B LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

Démo XRelais 3.1

0-48v AC 0-24v DC

Démo XRelais 3.1

BOURAGE TBEX1B

DEPORT DE BANDE TBEX1B

CR-BR-DBAV-DBAR TBEX1A

MCC5

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

Cevital

2010

07

11

A

B

C

D Démo XRelais 3.1

1

2

E

F

G

H

I

Démo XRelais 3.1

J Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

K Démo XRelais 3.1

L

M

N

P

Q

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1

SORTIE

BN

SORTIE

SORTIE

BN

Démo XRelais 3.1

KMVA

AUTOMATE

AUTOMATE

Démo XRelais 3.1 BK

BU

3

O

KMVTA

BU

AUTOMATE

4 QVTA QVIS(A) KAMFA

5

COFFERET sequenceur

6

7

ENTREE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8

KMVA

KMVTA AUTOMATE

9

AUTOMATE

Démo XRelais 3.1

10

11

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE VIS(A) LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

AUTOMATE

Démo XRelais 3.1

BOURAGE VIS(A)

KAMFA

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE VQ1A

Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE FQ1A

0-48v AC 0-24v DC

Démo XRelaisDémo 3.1 XRelais 3.1

NIVEAU HAUT FQ1A

RETOUR MARCHE VIS(A)-VQ1A-FQ1A -BR VIS(A)-NH FQ1A

MCC5

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

Cevital

08 11

A

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C

D Démo XRelais 3.1

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I

Démo XRelais 3.1

J

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L

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

N

O

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Démo XRelais 3.1

Q Démo XRelais 3.1

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1

SORTIE

BN

SORTIE

M

SORTIE

BN

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 BK

KMVB BU

3

KMVTB

AUTOMATE

AUTOMATE

BU

AUTOMATE

4 QVTB

QVS(B)

KAMFB

5

coffret sequenceur

6

7

ENTREE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8 KMVTB

KMVB AUTOMATE

KAMFB

AUTOMATE

AUTOMATE

9

Démo XRelais 3.1

10

11

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE VIS(B) LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

Démo XRelais 3.1

BOURAGE VIS(B)

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE VQ1B

Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE FQ1B

RETOUR MARCHE VIS(B)-VQ1B-FQ1B-BR VIS(B)-NH FQ1B

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

2010

Démo XRelaisDémo 3.1 XRelais 3.1

0-48v AC 0-24v DC

NIVEAUHAUT FQ1B

MCC5 Cevital

09

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A

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C

D Démo XRelais 3.1

1

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G

I

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Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

SORTIE

L

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Démo XRelais 3.1

Q Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

SORTIE

BN

2

H

Démo XRelais 3.1

SORTIE

BN

Démo XRelais 3.1

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1 BK

KMVC BU

3

AUTOMATE

AUTOMATE

4

KMVTC

BU

AUTOMATE

QVTC

QVS(C)

KAMFC

5

coffret sequenceur

6

7

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8 KMVC

KAMFC

KMVTC AUTOMATE

9

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1

0-48v AC 0-24v DC

Démo XRelaisDémo 3.1 XRelais 3.1

10

RETOUR MARCHE VIS(C)

BOURAGE VIS(C)

RETOUR MARCHE VQ1C

RETOUR MARCHE FQ1C

NIVEAU HAUT FQ1C

11

LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

RETOUR MARCHE VIS(C)-VQ1C-FQ1C-BR VIS(C)-NH FQ1C

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

2010

MCC5 Cevital

10 11

A

B

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Démo XRelais 3.1

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Démo XRelais 3.1

P Démo XRelais 3.1

Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

2

SORTIE

SORTIE

BN

+24v DC 48v AC

Démo XRelais 3.1 BK

KMVTD 3

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AUTOMATE

4

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KAMFD

5

COFFERT SEQUENCEUR

6

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ENTREE

ENTREE

ENTREE

AUTOMATE

AUTOMATE

8 KMVTD

KAMFD AUTOMATE

9

Démo XRelais 3.1

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Démo XRelais 3.1 Démo XRelais 3.1

RETOUR MARCHE VQ1D LAIFAOUI NABIL MEZZAI NABIL

Démo XRelais 3.1

Démo XRelaisDémo 3.1 XRelais 3.1

RETOUR MARCHE FQ1D

NIVEAU HAUT FQ1D

MCC5

RETOUR MARCHE VQ1D-FQ1D-NH FQ1D

UNIVERSITE A/MIRA BEJAIA

0-48v AC 0-24v DC

2010

Cevital

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Résumé Ce mémoire présente une méthodologie générale pour l’automatisation d’un système industriel. Il a été question d’une étude détaillée d’une Trémie Portuaire qui a permis de modéliser son fonctionnement par suite un programme a été élaboré sur le logiciel Step7 qui une fois transféré dans l’automate S7-300 vas gérer le fonctionnement automatique de la machine. Vous trouverez également une description détaillée sur les automates programmables industriels et plus précisément le S7-300 de la firme SIEMENS. Une grande partie est consacrée à la description du logiciel Step7 en mettant en avant les étapes à suivre pour la création d’un projet d’automatisation, la configuration matériel, l’élaboration du programme et sa simulation. Une supervision qui a été déduire avec du Visual Basic et des schémas de l’armoire automatisé.

Abstract This memory presents a general methodology for the automation of an industrial system. It was question of a detailed study of a Harbour Hopper which made it possible to model its operation consequently a program was elaborate on the Step7 software which once transferred in the S7-300 automat will manage the automatic operation of the machine. You will also find a description detailed on the industrial programmable automats and more precisely S7-300 of the SIEMENS firm. A great part is devoted to the description of the Step7 software by proposing the stages to be followed for creation of a project of automation, the configuration hardware, the development of the program and its simulation. A supervision which was to deduce with from Visual Basic.

‫ﻣﻠﺨﺺ‬ ‫ و ھﺬه‬Trémie portuaire ‫ھﺬه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﺗﻘﺪم ﻣﻨﮭﺠﯿﺔ ﻋﺎﻣﺔ ﻷﺗﻤﺘﺔ ﺻﻨﺎﻋﯿﺔ ﻛﻤﺎ ﺗﻘﺪم دراﺳﺔ ﻣﻔﺼﻠﺔ ﻵﻟﺔ‬ STEP7‫اﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻤﻔﺼﻠﺔ ﺳﻤﺤﺖ ﺑﺘﺼﻤﯿﻢ ﻧﻤﻮذج ﺑﯿﻦ ﻛﯿﻔﯿﺔ ﻋﻤﻞ ﻵﻟﺔ اﻟﺬي ﺑﺪوره ﯾﺘﺮﺟﻢ إﻟﻰ ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ آﻟﻲ ﻋﻠﻰ‬ ‫ أوﺗﻮﻣﺎﺗﯿﻜﯿﺎ ﻛﻤﺎ ﺗﺠﺪون‬Trémie portuaire ‫ ﺳﻮف ﯾﺴﻤﺢ ھﺬا ﺑﺘﺸﻐﯿﻞ آﻟﺔ‬300-S7 ‫اﻟﺬي ﺑﻌﺪ ﻧﻘﻠﮫ إﻟﻰ اﻵﻟﺔ‬ .SIEMENS ‫ﻣﻦ ﺻﻨﻊ ﺷﺮﻛﺔ‬.300-S7 ‫ﻋﺮﺿﺎ ﻣﻔﺼﻼ ﺣﻮل اﻟﺤﺎﺳﻮب اﻟﺼﻨﺎﻋﻲ اﻟﻤﺒﺮﻣﺞ و ﺑﺸﻜﻞ اﺧﺺ‬ ‫ ﻣﻦ ﺧﻼل ﺗﺴﻠﯿﻂ اﻟﻀﻮء ﻋﻠﻰ اﻟﺨﻄﻮات اﻟﻼزﻣﺔ ﻟﺘﮭﯿﺌﺔ ﻣﺸﺮوع‬STEP7 ‫ﺗﻢ ﺗﺨﺼﯿﺺ ﺟﺰء ﻛﺒﯿﺮ ﻟﻮﺻﻒ‬ ‫ﻛﯿﻔﯿﺔ إﻧﺸﺎء ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ و ﻓﻲ اﻷﺧﯿﺮ ﺗﻢ ﺷﺮح ﻛﯿﻔﯿﺔ ﻣﺤﺎﻛﺎة اﻟﺒﺮﻧﺎﻣﺞ‬. ‫ﺿﺒﻂ ﻣﻌﺪات اﻟﺘﻜﻮﯾﻦ‬. ‫اوﺗﻮﻣﺎﺗﯿﻚ‬ .PLCSIM‫ﺗﺤﺖ‬ . ‫و ﺗﺠﺪ أﯾﻀﺎ ﺗﺼﻤﯿﻤﺎت أوﺗﻮﻣﺎﺗﯿﻜﯿﺔ ﺣﻮل‬. ‫ﻟﻤﺮاﻗﺒﺔ واﻟﺘﺤﻜﻢ ﻓﻲ اﻵﻟﺔ‬.Visuel BASIC ‫أﺧﯿﺮا ﺗﻢ اﺳﺘﻌﻤﺎل ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ‬ .‫اﻟﺨﺰﯾﻨﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻟﻶﻟﺔ‬